Einführung in die DIN EN 61439-1-2-3 VDE 0660-600-1-2-3 · gemäß EN 61439. Der Betreiber erhält...

Einführung in die DIN EN 61439-1-2-3VDE 0660-600-1-2-3

Sichere und zuverlässige Verteilungen durch normkonforme Planung, Ausführung und Prüfung der Elektroanlagen

1© Technische Schulung | Planen, Ausführen, Prüfen von NSHV

� Aufteilung der IEC 60 439-1 / VDE 0660 T500 in 2 Teile� Allgemeine Festlegungen� Energie Schaltgerätekombination (Produktnorm)

� Nachweise “TSK” und “PTSK” werden durch den Bauartnachweis ersetzt

PTSK

TSKBauartnachweis

Ziele der neuen Norm


� Schaffung von verschiedenen aber gleichwertigenMethoden um einen Bauartnachweis für eine Schaltgerätekombination zu erbringen

� Nachweis durch Prüfung;

� Nachweis durch Berechnung/Messung; oder

� Nachweis durch Erfüllung von Konstruktionsregeln



� Klare Darstellung der Anforderungen bezüglich der Erwärmung

� Anforderungen aus der Norm für Leergehäuse für Schaltgeräte-kombinationen (EN 62208) übernehmen:

� Lifting� Mechanische Funktion� IK- Anforderungen

� Bemessungsbelastungsfaktor (RDF) detaillierter darstellen



1. Ausgabe

der Normalien,Vorschriften und Leitsätze“ des VDE

DIN EN 60439

Niederspannungs-Schaltanlage-kombination

Typgeprüfte (TSK) und partiell typgeprüfte (PTSK) Schaltgeräte-kombinationen

VDE 0100§25N

Anforderungen an Isolierungen, Kurzschluss-festigkeit und Berührungsschutz

VDE 0660-5

Fabrikfertige Schaltgeräte-kombination (FSK)

VDE 0100§30b

Bauanforderungen für nicht fabrikfertige Schaltanlagen und Verteiler

DIN EN 61439

VDE 0660-600

Niederspannungs-Schaltanlagen-kombination

Teil 1:Allgemeine Festlegungen

Teil 2:PSC…

Teil 3:DBO…

1896 1958 199319731967 2010

Nor

men

inha

lt

PSC = Power Switchgear and Controlgear Assemblies

Normenentwicklung in Deutschland


� Höhere Anforderungen an die Schutzziele � Anlagenschutz� Personenschutz

� Höhere Anforderungen an die Schaltanlage� Verschmutzungsgrad� Schlagfestigkeit (IK)� Korrosion� UV- Strahlung� Transport� Besondere Bedingungen

Quelle: ctc-laps.de

Warum eine (neue) Norm


� Spannungsfestigkeit� Strombelastbarkeit� Kurzschlussfestigkeit� Schutz gegen elektrischen Schlag� Beständigkeit gegen Wärme und Feuer

!! SicherheitSicherheit

� Wartung, Austausch, Änderung und Erweiterung� EMV

VerfügbarkeitVerfügbarkeit

� Schutz vor Umwelteinflüssen� Installation und Anschluss und Inbetriebnahme� Betriebsfähigkeit und Funktionsstabilität

�� FunktionFunktion

Die Hauptfunktionen der EN 61439


Schaltgerätekombination

Was bedeutet Schaltgerätekombination ?



Definition:Zusammenfassung eines oder mehrerer Nieder-spannungsschaltgeräte mit zugehörigen Betriebsmitteln zum Steuern, Messen, Schützen und Regeln, mit allen inneren elektrischen und mechanischen Verbindungen und Konstruktionsteilen

Was bedeutet Schaltgerätekombination ?


Einzelnes Schaltgerät

Prüfbedingungen von Betriebsmitteln:

- Prüfung „frei“ in Luft- 2 Meter Leitung

in Zugang und Abgang des Betriebsmittels(von Gerät zu Gerät unterschiedlich)



Schaltgerätenorm z.B. EN 60947Die Schaltgerätenorm beschreibt die Anforderungen und Prüfbe-dingungen für ein Gerät unter einer bestimmten BedingungZiel: Die Bemessungswerte einzelner Geräte (Hersteller)sind untereinander vergleichbar

TU= 35°C

Einzelnes Schaltgerät

Schaltgerät in KombinationSchaltgerätekombinationsnorm: EN 61439Diese Norm beschreibt die Anforderungen und Prüfbedingungen für eine Kombination von verschiedenen Geräten in einer Schaltanlage mit unterschiedlichen Betriebsbedingungen.Die max. Bemessungswerte von Schaltgeräten in einer Kombination können von den Gerätenenndaten abweichen.

TU= 35°C

TU= 35°C

TI > 35°C !� Anwendung der 80% Regel nach 10.4.2.1 Abschnitt c . (bei Erwärmungsnachweis

durch Berechnung) TU = Umgebungstemperatur; TI = Innenraumtemperatur



Schaltgerätenorm z.B. EN 60947Die Schaltgerätenorm beschreibt die Anforderungen und Prüfbe-dingungen für ein Gerät unter einer bestimmten BedingungZiel: Die Bemessungswerte einzelner Geräte (Hersteller)sind untereinander vergleichbar

Betrifft mich das Thema auch?



Oder betrifft das Thema auch mich ?????



� Logische Struktur in Anlehnung an die Schaltgerätenorm EN 60947, mit einem allgemeinem Teil (Grundnorm) und den entsprechenden Produktteilen� Eindeutige Zuordnung für den Anwender

� Definition einheitlicher Begriffe� Leichter lesbar und verständlich

� Rollenverteilung mit klarer Aufteilung der Verantwortlichkeiten� Nachweispflicht und Haftungsfrage geklärt

� Mehrere, gleichberechtigte Alternativen zum Nachweis� Freier Wettbewerb durch Stücknachweis

(Wegfall TSK und PTSK)

Ziel / Aufgabe:Nachweis der Bemessungswerte in Abhängigkeit der Anwendung und der Einhaltung der Schutzziele.

Konzept der neuen Normenreihe EN 61439


Teil 1:Allgemeine

Anforderungen

Beiblatt 1:Leitfaden für dieSpezifikation von

Schaltgerätekombinationen(Anwender)

Teil 2:Energie-

Schaltgeräte-kombinationen

Teil 3:Installations-

verteiler

Teil 4:Baustrom-verteiler

Teil 5:Kabelverteiler-

schränke

Teil 7:Marinas..

Ladestationfür Elektrof.

Für jede Bauart einer NS-Schaltgerätekombination werdenzwei Hauptdokumente benötigt, um alle Anforderungen und die

entsprechenden Nachweisverfahren zu ermitteln

Grundnorm DIN EN 61439-1 (VDE 0660-600-1)+

Produktteile DIN EN 61439-2.....-7 (VDE 0660-600-2…-7)

Struktur der DIN EN 61439


Teil 6:Schienen-verteiler

Teil 1:Allgemeine

Anforderungen

Teil 2:Energie-

Schaltgeräte-kombinationen

Zugänglichkeit / Schalthandlungen nur durchElektrofachkräfte sowie durchelektrotechnisch unterwiesene Personen

� SK mit Abschließvorrichtung� Elektrischer Betriebsraum

nach DIN VDE 0100 -729



� Bemessungsspannung gegen Erde beträgt höchstens300V Wechselspannung

� Der Bemessungsstrom (Inc) der Abgangsstromkreise beträgt höchstens 125A und der Bemessungsstrom der Schaltgerätekombination (InA) beträgt höchstens 250A

� Sie sind für die Verteilung der elektrischen Energie vorgesehen

� Geschlossen, ortsfest;

� Für Innenraum- oderFreiluftaufstellung



Teil 1:Allgemeine

Anforderungen

Teil 3:Installations-

verteiler

� Leitungsschutzschalter

� Fehler-/Differenzstrom-Schutzschalter (RCCBs)

� Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzschalter miteingebautem Überstromschutz (RCBOs)

� Schalt-, Steuer- Meldegeräte

� DO1, DO2, DO3, DII, DIII und DIV Sicherungseinsätze *)

Laienbedienbare Betriebsmittel sind:

*) Eine Voraussetzung damit Laien Sicherungen austauschen könnensind die systembedingten Passeinsätze, welche sicherstellen, dassSicherungsgrößen nicht vertauscht werden können, zu verwenden.



Betätigung nur durch Elektrofach-kräfte sowie durch elektrotechnischunterwiesene Personen

� Betriebsmittel mit NH-Sicherungen

� Leistungsschalter (MCCB)


Nicht Laienbedienbare Betriebsmittel sind:


Schutzgeräte wie Leistungsschalter und NH-Sicherungs lasttrennschalter dürfen eingebaut werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt werden:

� Leistungsschalter als Kurzschlussschutzeinrichtung in der Einspeisungeines Installationsverteiler dürfen nur mittels Schlüssel oder Werkzeugwiedereinschaltbar sein

� Leistungsschalter müssen so ausgelegt oder eingebaut werden, dass ihreKalibriereinstellungen nicht ohne eine bewusste Handlung unter Anwendungeines Schlüssels oder eines Werkzeuges verändert werden können.Die Beschaffenheit des Gerätes oder die Einbausituation gewähren einesichtbarere Anzeige der Einstellung oder Kalibrierun g

� Wenn eine Kurzschlussschutzeinrichtung in der Einspeisung eingebaut ist,welche Sicherungseinsätze enthält, muss für den Zugang zumAuswechseln der NH- Sicherungseinsätze ein Schlüssel oder einWerkzeug erforderlich sein



HXA039H

� Leistungsschalter als Kurzschlussschutzeinrichtung in der Einspeisungeines Installationsverteiler dürfen nur mittels Schlüssel oder Werkzeug wiedereinschaltbar sein

Möglich unter Verwendung von Knebelverriegelungsstück & Vorhängeschloss



� Wenn eine Kurzschlussschutzeinrichtung in der Einspeisung eingebaut ist,welche Sicherungseinsätze enthält, muss für den Zugang zum Auswechseln der NH- Sicherungseinsätze ein Schlüssel oder einWerkzeug erforderlich sein.

Verriegeln & Plombieren



� Wenn eine Kurzschlussschutzeinrichtung in der Einspeisung eingebaut ist,welche Sicherungseinsätze enthält, muss für den Zugang zumAuswechseln der NH- Sicherungseinsätze ein Schlüssel oder einWerkzeug erforderlich sein.

Möglich unter Verwendung von einem Vorhängeschloss



� Leistungsschalter müssen so ausgelegt oder eingebaut werden, dass ihreKalibriereinstellungen nicht ohne eine bewusste Handlung unterAnwendung eines Schlüssels oder eines Werkzeuges verändert werdenkönnen .

Die Beschaffenheit des Gerätes oder die Einbausituation gewähren einesichtbarere Anzeige der Einstellung oder Kalibrierun g.

Realisierung über Leistungsschalterbausteine



Ausführung der Leistungsschalterbausteine:

� Bausteine / Bausätze sind

mit einer Anfräsung versehen:

� Durch Ausschneiden der Anfräsung wird Einstellbereic h sichtbar:



Wer ist beteiligt an der Herstellung einerSchaltgerätekombination ??

SAB

Elektrotechn.

Lizenznehmer

Systemhersteller

Anwender / BetreiberPlaner


Ursprünglicher Hersteller

Organisation, die die ursprünglicheKonstruktion und den zugehörigenNachweis der Schaltgeräte-Kombination nach der zutreffendenSK Norm durchgeführt hat

Systemhersteller

Hersteller

Organisation, die die Verantwortungfür die fertige Schaltgerätekombinationübernimmt

Schaltanlagenbauer

Elektrotechniker

Lizenznehmer & EGHAnwender (Juni 2012)

Beteiligter, der die Schaltgerätekombination spezif izieren, kaufen, verwenden und/oder betreiben wird, oder jemand, der in seinem Auftrag handelt

Begrifflichkeiten der neuen Norm


Planer (Kunde und Anwender)Beteiligter, der die Schaltgerätekombination spezifizieren, kaufen, verwenden und/oder betreiben wird, oder jemand, der in seinem Auftrag handelt.- Angabe der Bezugsnorm in der Ausschreibung (EN 61439) mit Teilen z.B. Teil 1 und 2- Angabe der Schnittstellendaten ausgehend vom „Black-Box-Modell “

Hersteller der SchaltgerätekombinationDas Lösungsdesign liegt in der Verantwortung des Herstellers, damit übernimmt dieser automatisch die Verantwortung für die fertige Schaltgerätekombination- Bemessung der SK entsprechend der ausgeschriebenen Nenndaten- Normenkonformität zum Kunden (Konformitätserklärung)- Einhaltung des Bauartnachweises des ursprünglichen Herstellers- Kennzeichnung und Dokumentation- Durchführung des Stücknachweises

Ursprünglicher Hersteller (Systemhersteller)Organisation die für die ursprüngliche Konstruktion verantwortlich zeichnet (meist Entwickler und Produzent von auf einander abgestimmten und geprüften Systemkomponenten)- Nachweis der Bauart durch Prüfung, Berechnung oder Konstruktionsregeln- Anstelle von ehem. TSK und PTSK tritt der Bauartnachweis in Kraft- Erstellen eines Planungshandbuches samt Fertigungs- und Prüfanweisungen

Produktverantwortung – geteilte Nachweisverantwortung


Wer ist beteiligt an der Herstellung einer Schaltgerätekombination ??

Der Planer spezifiziert das Anforderungsprofil einer SK nach dem Black Box-Prinzip� Anschluss an das elektrische Netz� Stromkreise und Verbraucher� Aufstellungs- und

Umgebungsbedingungen� Bedienen und Warten.

Der ursprüngliche Hersteller verantwortet die Nachweise der Bauart durch Prüfung, Berechnung oder den Konstruktionsregeln gemäß EN 61439.

Der Betreiber erhält eine SK gemäß EN 61439 und die erforderlichen Zertifikate als Nachweis der Konformität

Der Hersteller (z.B. SAB) baut die fertigeSK und ist verantwortlich für:� Bemessung der SK nach Planerdaten� Einhaltung der Bauartnachweise des

ursprünglichen Herstellers.� Kennzeichnen der Anlage und

Dokumentation� Durchführung des Stücknachweises� Erklärung der Konformität

Der Hersteller der SK kann auch derursprüngliche Hersteller (SVB) sein


Stücknachweis

Der Bauartnachweis dient dem Nachweis der Übereinst immung der Schaltgerätekombination mit den Anforderungen mit d er NormreiheDie Prüfungen werden an einem repräsentativen, neuwertigen Prüfling durchgeführtDer Bauartnachweis wird in der Regel vom ursprünglichen Hersteller an den Kunden / SAB-Partner erbracht.

Der Stücknachweis dient zum Feststellen von Werksto ff- und Fertigungsfehlern und um das richtige Funktionieren jeder fertig gestellten Schaltgerätekombination sicher zu stellen.Der Nachweis muss an jeder hergestellten Schaltgerätekombination durchgeführt werden (unabhängig davon, ob die Anlage nur einmalig oder in Serie hergestellt wird).Das Ergebnis ist in einem Protokoll zu dokumentieren.Der Stücknachweis wird durch den Hersteller erbracht.

Bauartnachweis





- Beschreibt den Gesamtstrom, den eine Schaltgerätekombin ation verteilenkann.- Der Strom muss getragen werden können, ohne dass die Erwärm ung dereinzelnen Teile die in 9.2 festgelegten Grenzwerte übersch reitet.- Ist die Summe der Bemessungsströme aller Einspeisungen, d ie gleichzeitigin Betrieb sein können, begrenzt durch die Hauptsammelschi enen und denAufbau der SK.Der Bemessungsstrom der Schaltgerätekombination InA ist die höchste zulässigeStrombelastung, die von der SK verteilt werden kann und die nicht vergrößert werden kann,wenn weitere Abgänge hinzugefügt werden!

InAInABemessungsstrom der Schaltgerätekombination

Ausseneinspeisung

4000A

4000AGehäusetiefe 800mmCuMBB 4x80x10

Ausseneinspeisung

4000A




Mitteneinspeisung

4000A

2500A 2500AGehäusetiefe 600mmCuMBB 2x80x10

*) wenn Summe Hauptsammelschiene ≥ Einspeisestrom erfüllt



Ausseneinspeisung

2000A


2000AAusseneinspeisung

2000A


2000A



Ausseneinspeisung mit Kupplung

Kupplung2000A

2000A 2000A

2000A

Kupplung offen

Für Wartung Kupplung geschlossen



Beschreibt den Gesamtstrom, den eine Schaltgerätekombina tion verteilen kann.Der Bemessungsstrom der Schaltgerätekombination InA ist die höchste zulässige Strombelastung,die von der SK verteilt werden kann und die nicht vergrößert werden kann, wenn weitere Abgänge hinzugefügt werden!Gilt auch für kleinere Verteilungen. z.B. InA 250A, oder InA 400A …..

InAInABemessungsstrom der Schaltgerätekombination



In der Regel werden Abgangsstromkreise unterschieden nach:

- Verteilerstromkreis bestehend aus Schutzeinrichtung und Zuleitung zur nachgeordneten Verteilung.- Endstromkreis bestehend aus Schutzeinrichtung, Zuleitung und Verbraucher.

Der Bemessungsstrom des Stromkreises InC ist die höchste zulässige Strombelastung, die von dem Stromkreis allein getragen werden kann.

Inc = 0,8 * Ith

Strom, den ein Stromkreis innerhalb einer Schaltger ätekombination ohne Überhitzung tragen kann, wenn nur dieser alleine belastet ist.

InCInC

Auslegung des notwendigen Kabelquerschnittes:…. alle Leiter müssen einen Mindestquerschnitt entsprechend 125% des zulässigen

Betriebsstromes aufweisen… (10.10.4.2)Bemessung der Leitungsdimensionierung erfolgt nach der Formel I nc x 1,25

Bemessungsstrom eines Stromkreises



Anhang Hmax. Strombelastbarkeit von Leitungen in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur innerhalb einer SK ( Leitertemperatur 70°C)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

30 40 45 50 551,5 16 11 10 9 82,5 20 14 13 12 104 29 20 18 16 146 37 26 23 21 1810 49 34 31 28 2416 68 47 43 38 3325 88 61 56 50 4335 111 77 70 63 5450 133 93 84 76 6570 170 118 107 97 83

max

Stro

mst

ärke

1,5

2,5

4

6

10

16

25

35

50

70

Leite

rque

rsch

nitt

Umgebungstemperatur



Der vom Hersteller einer Schaltgerätekombination an gegebene Prozentwert [%] des Bemessungsstroms, mit dem die Ab gänge einer SK dauernd und gleichzeitig unter Berücksichti gung der gegenseitigen thermischen Einflüsse belastet werden .

Der Bemessungsbelastungsfaktor wird angegeben für:- gruppierte Schaltgeräte- die gesamte Schaltgerätekombination.

Der Bemessungsstrom der Stromkreise InC multipliziert mit dem Bemessungs-belastungsfaktor muss größer oder gleich der angenommenen Belastung der Abgänge (nachfolgend IB) sein.

Angenommener Belastungsfaktor RDFRDF



10.10 Nachweis der Erwärmung10.10.1 Allgemeines

10.10.3Ableitung von Bemessungswerten

-gleiche Bauart- gleiche oder größere Außenmaße

- gleiche oder bessere Belüftung- gleich/geringere innere Unterteilung

- gleiche oder geringere Verlustleistung- gleiche oder geringere Anzahl von

Abgängen

10.10.4Nachweis durch

Berechnung

10.10.2Nachweis durch Prüfung

mit Strom

Nachweis erbracht �

10.10.4.2≤ 630A

10.10.4.3≤ 1.600A

Aufgabe: „Projektierung des Verteilers und Bauartnachweise"


Aufgabe: 10.10.4.2 Schaltgerätekombination mit eine m einzigen Abteilund einem Bemessungsstrom nicht über 630A

Die SK ist nachgewiesen, wenn die aus der berechnet en Verlustleistung ermittelte Lufttemperatur die von den Geräteherstellern angegebene zulässige Luft temperatur im Betrieb nicht überschreitet. ...

a) ...die Verlustleistung aller eingebauten Geräte liegen ... vor

b) die Verlustleistung ist ... annähernd gleichmäßi g verteilt

c) die Bemessungsströme ... dürfen 80 % ... nicht üb erschreiten.

d) ... die Luftzirkulation nicht wesentlich beeinträ chtigt wird

e) ... Ströme über 200 A ... sind so angeordnet, da ss Wirbelströme und Hystereseverluste minimiert werden;

f) alle Leiter müssen einen Mindestquerschnitt ents prechend 125% des zulässigen

Betriebsstromes aufweisen.

Beispiele für die Anwendung in einer SK enthalten d ie Tabellen in Anhang H.Legt der Gerätehersteller einen Leiter mit größerem Querschnitt fest, ist dieser zu verwenden

g) Angaben über die Erwärmung in Abhängigkeit von d er in der Umhüllung erzeugten Verlustleistung liegen vom Hersteller der Umhüllung vor.











Lösungsansatz über Bemessungs-belastungsfaktor für angenommeneBelastung nach Tabelle 101 aus61439 Teil 2 / 3

Einspeisung:

Inc = Ith * 0,8Inc = 1600A * 0,8Inc = 1280 A

RDF = 1

z.b. NH3 Leiste (mit 630A Sicherung):

630A x 0,8 x 0,8 = 403,2 A max.

Fal

l 1a Genaue Stromwerte für die

Abgangsstromkreise liegen nicht vor.

Ermittlung des Betriebsstromes IB für Betriebsmittel:

Aussage für den max. zulässigenStrom, der seitens des Herstellersder SK für jedes Betriebsmittelzugesichert werden kann.


Einspeisung:

Inc = Ith * 0,8Inc = 1600A * 0,8Inc = 1280 A

RDF = 1

z.b. NH3 Leiste (mit 500A Sicherung):

500A x 0,8 x 0,8 = 320 A max.




Fal




Einspeisung:

Inc = Ith * 0,8Inc = 1600A * 0,8Inc = 1280 A

RDF = 1



z.b. 16 Leitungsschutzschalter

16A x 0,8 x 0,6 = 7,68 A max..


Fal






Fal



Zusätzliche Systemprüfung durchursprünglichen Hersteller (hager) füreinige Betriebsmittel.�10.10.2 Nachweis durch Prüfung

mit Strom.

Dokumentation im „THB univers N“:



Fal

l 1b Genaue Stromwerte für die


Zusätzliche Systemprüfung durchursprünglichen Hersteller (hager) füreinige Betriebsmittel.�10.10.2 Nachweis durch Prüfung

mit Strom.

Dokumentation im „THB univers N“:

Lösungsansatz für Anfangsbeispiel

PLA

NE

R

Angaben zum Verbraucher:

Verbraucher ist eine Unterverteilung UV 1:Ue = 230 / 400V InA UV1 = 315 AAC 22Kabel NYCWY 2x 4 x 150sm /70 86m

PLA

NE

R

Angaben zum Verbraucher:

Verbraucher ist eine Klimaanlage:Ue = 230 / 400V IB = 80 AAC 22Kabel NYCWY 4 x 95sm /35 52m

Fal

l 1

Genaue Stromwerte für die Abgangsstromkreise liegen

nicht vor. Fal

l 2

Stromwerte (I B) für die Abgangsstromkreise liegen

vor.„oder“

IB1 = IB Klima

IB2 = InA UV1





Fal

l 2


vor.

Auswahl eines entsprechendenBetriebsmittels, das den Strom führenkann.

0

50

100

150

F1 F2 F3 F4 F5 F6

Inc [A]

IB max Prüfung [A]

IB Betrieb [A]



Fal

l 2


vor.


Folgende Kriterien sind zu erfüllen:1. Kontrollieren ob im Schnitt IB

kleiner gleich dem von hagerangegebenen Werten ist.∑IB Betrieb ≤ ∑ IB Prüfung

2. Der InC darf nicht überschrittenwerden.IB Betrieb ≤ InC

Schnellüberblick

Aussage für den max. zulässigen Strom, derseitens des Herstellers der SK für jedesBetriebsmittel zugesichert werden kann.


Fal

l 2


vor.Fal

l 1


nicht vor.

Inc = 0,8 * Ith+

Zusätzliche Systemprüfungdurch ursprünglichenHersteller (hager) für einigeBetriebsmittel.





Bemessungsbelastungsfaktor

Der vom Hersteller einer Schaltgerätekombination an gegebene Prozentwert [%] des Bemessungsstroms, mit dem die A bgänge einer SK dauernd und gleichzeitig unter Berücksichtigung der gegenseitigen thermischen Einflüsse belastet werden.

Der Bemessungsbelastungsfaktor wird angegeben für:- gruppierte Schaltgeräte- die gesamte Schaltgerätekombination.

Mittels der Wärmeberechnung muss nachgewiesen werden, dass innerhalb derSchaltgerätekombination die Grenzübertemperaturen eingehalten werden.

RDFRDF


Inc = 0,8 * Ith+

Zusätzliche Systemprüfungdurch ursprünglichenHersteller (hager) für einigeBetriebsmittel.





Berechnung der Erwärmungsgrenzenmit den realen Stromwerten.

Berechnung der Erwärmungsgrenzen mit demangenommenen Strom nach Tabelle 101 aus61439 Teil 2 / 3

Nachweis der Erwärmung


Fal

l 2


vor.Fal

l 1


nicht vor.

Hinweise zur Durchführung zum Nachweis der Erwärmung erfolgt später.

Feststellen ob Pzul. desGehäuses größer /gleich der PV allerBetriebsmittel ist.

Auswahl größeren Gehäuses mitPzul größer als PV.

Nachweis der Erwärmung erbracht

Alternativ:Klimatisieren



RDFRDF

Der RDF der Schaltgerätekombination macht eine Aussage über den prozentualen Wert desBemessungsstromes der Abgangsstromkreise dauerhaft & gleichzeitig belastet:

F 1 – F6 F 7 – F11

F6a – F6e

F 1 – F6 F 7 – F11 F6a – F6e



5 Schritte von der Planung zur Herstellung der SK:

Schritt 1:Sammeln der Daten für die Projektierung

Schritt 2:Projektierung des Verteilers und Bauartnachweise

Schritt 3:Bau & Herstellung der Verteiler

Schritt 4:Durchführung des Stücknachweises

Schritt 5:Erklärung der CE- Konformität


Schritt 1- Sammeln der Daten


Aufgabe des Planers: „Sammeln der Daten für die Pro jektierung“

� Anschluss an das elektrische Netz� Stromkreise und Verbraucher� Aufstellungs- und Umgebungsbedingungen� Bedienen und Warten.


Angabe der Schnittstellendaten ausgehend vom „Black-Box-Modell“

Anschluss an das elektrische Netz (Einspeisung)z.B.: ICP : unbeeinflusster

Kurzschlussstrom

N-Leiter mindestens 50% des Außenleiters

Stromkreise und Verbraucher (Abgänge)z.B.: InA : Bemessungsstrom der


InC : Bemessungsstrom des Stromkreises

RDF: Bemessungsbelastungsfaktor neu definiert !

Bedienen, Warten und Erweiterung(durch Fachpersonal oder Laie)z.B.:EN 50274 „Schutz gegen unabsichtliches direktes

Berühren gefährlicher aktiver Teile“

Aufstellungs- und Umgebungsbedingungen z.B.: - UV-Beständigkeit

- Korrosion- IP-Schutzart- Schlagfestigkeit IK-Code

Steuerung, Meldungen, Messwertez.B.:Kommunikation

U, I, cosφ, THD� Die Schaltgerätekombination ist als

„Black-Box“ in mit Ihren Schnittstellen bemessen. [5]

� Der Nachweis der Bemessungswerte ist abhängig von dem Einsatzgebiet und der geforderten Schutzziele



Kurzschlussstrom

Planer HerstellerWelche Nenndaten werden für die Planung einer Schaltgerätekombination benötigt?

Daraus abgeleitete Bemessungsdaten für eine Schaltgerätekombination nach EN 61439-1

1. Nennspannung der Einspeisung

Anforderung / Spezifikation Lösung / Spezifikation

2. Netzsystem


3. Nennstrom


4. Kurzschlussfestigkeit


5. Überspannung


6. Anschluss Zuleitung


Anschluss an das elektrische Netz



Kurzschlussstrom



1. Nennspannung der Einspeisung

Nennspannung50 Hz230 / 400V

BemessungsspannungenAC bis 1000VDC bis 1500V

2. Netzsystem (TT-Netz SCII oder Fehlerstrom-Schutzeinrichtung in der Einspeisung)

Nach DIN VDE 0100-300•TN-System•TT-System•IT-System

Schutz gegen elektrischen Schlag•Schutzmaßnahme durch Erdung•Schutzmaßnahme durch Isolierung SKII

3. Nennstrom

• Hauptverteiler (HV): Anzahl und Leistung/ Strom der Einspeisung, sowie deren Parallelbetrieb und zeitlicher Überlastbarkeit• Unterverteiler (UV): Nennstrom der vorgeschalteten Schutzeinrichtung sowie Art, Anzahl und Parallelbetrieb

Bemessungsstrom (InA)Summe der Bemessungsströme aller Einspeisungen, die gleichzeitig in Betrieb sein können.Hinweis: Der Bemessungsstrom der Haupt-sammelschiene ist abhängig von der Verteilerstruktur (Lage und Anordnung der Einspeisung und Abgänge zueinander) sowie der Umgebungstemperatur und Schutzart.






Unbeeinflusster Kurzschlusswechselstrom (ICP

(IK``)) an der Einspeisung der Schaltgerätekombination.Alternativangabe: Trafoleistung mit dem Wert uk oder Generatorleistung mit dem wert xd.

• Mit Kurzschlussschutzeinrichtung in der Einspeisung (SCPD) einer SK: bedingter Bemessungskurzschlussstrom (ICC)

• Ohne SCPD einer SK: die thermische Wirkung wird durch die Bemessungs-kurzzeitstromfestigkeit (ICW) und die dynamischen Auswirkungen durch die Bemessungsstoßstromfestigkeit (IPK) berücksichtigt.

5. Überspannung

Kategorie IV IIIAC 230/400V 6kV 4kVAC 400/690V 8kV 6kV

Die Kategorie ist abhängig von den örtlichen Gegebenheiten und dem Einbauort der SK.

Bemessungsstoßspannungsfestigkeit (Uimp)Wenn eine Überspannungsschutzeinrichtung in der SK eingebaut ist, kann Uimp kleiner sein als die Stoßspannung des Netzes.Uimp entspricht dann dem Schutzpegel der Schutzeinrichtung und muss abgestimmt sein auf den kleinsten Uimp der eingebauten elektrischen Betriebsmittel.


Zuleitung von unten oder obenAnzahl der Kabel und Ø (L, N, PEN, PE)Art des Kabels (Al, Cu)Art des Anschlusses (direkt oder über RK)

Kabeltyp (Einleiter oder Mehrleiterkabel)


Kurzschlussstrom



PLA

NE

R

Angaben zum elektrischen Netz:

Trafo 1: 1000 kVA uk = 6%Un = 220 / 400V AC In = 1444 AIcp = 26 kATN-C-S SystemKabel NSGAFÖU 4x 4x 185 mm²



Icp = 26kA

Aus welchen Komponenten besteht ein Kurzschlussstrom?

Allgemeine Faustformel: Îpk = 2,2 * Ieff

ZeitStrom

A

A = Anfangswert desGleichstrom-gliedes

Icp, Icw, Icc kAeff.

Îpk kApk.



UnbeeinflussterKurzschlussstrom Icp (eff)

BegrenzterKurzschlussstrom Ip (pk)

Icp

SCPD

Ip

Welchen Einfluss hat eine strombegrenzende Kurzschlussschutzeinrichtung (SCPD) innerhalb der SK?



Icp= 40 kA (eff)

Ip= 70 kA (pk)

Kurzschlussstrom- Begrenzungskennlinien für MCCB 1600A:



UnbeeinflussterKurzschlussstrom Icp (eff)

BegrenzterKurzschlussstrom Ip (pk)

Allgemeine Faustformel: Îpk = 2,2 * Ieff

Bewertung der Begrenzungswirkung bei Kurzschlussstrom- Schutzeinrichtungen:

Der Leistungsschalter x250 begrenzt bei 400V denFehlerstrom von Icc= 30kA (eff) auf Ip= 28kA (pk).

Ip= 28 kA (pk)

Îpk= 66 kA

30 kA

38 kA

Gegenüber dem Peakwert des unbeeinflusstenKurzschlussstromes von 66kA ergibt sich eine Herabsetzungdes Kurzschlusswertes von ca. 38kA.



Bedingte Bemessungskurzschlussstrom Icc… ist der zu erwartende Wert des Kurzschlussstromes, den eine SK während der gesamten Ausschaltzeit der Kurzschlusss chutzeinrichtung, sicher tragen kann.

ICCICC

Nachweis der Kurzschlussfestigkeit bedeutet:Seitens des Herstellers der SK muss nachgewiesen werden, dass die SK den Kurzschlussbedingungen am Anschlussort der SK entspricht. Für diese Betrachtung ist es erforderlich die Kurzschlussbedingung am Anschlusspunkt der Schaltgerätekombination zu kennen.

Unbeeinflusster Kurzschlussstrom IcpEffektivwert des Stroms, der zum Fließen kommen wür de, wenn die Zuleitung des Stromkreises durch einen Leiter mit vernachlässigba rer Impedanz in unmittelbarer Nähe der Anschlüsse der Schaltgerätekombination kur zgeschlossen wird

ICPICP

Icp ≤ Icc bzw. Icp ≤ Icw



Bemessungskurzzeitstromfestigkeit Icwvom Hersteller der Schaltgerätekombination angegebe ner Effektivwert des Kurzzeitstroms, angegeben als Strom und Zeit, dem u nter festgelegten Bedingungen ohne Beschädigung widerstanden werden k ann

ICWICW

Nachweis der Kurzschlussfestigkeit bedeutet:Seitens des Herstellers der SK muss nachgewiesen werden, dass die SK den Kurzschlussbedingungen am Anschlussort der SK entspricht. Für diese Betrachtung ist es erforderlich die Kurzschlussbedingung am Anschlusspunkt der Schaltgerätekombination zu kennen.

Bemessungsstoßstromfestigkeit Ipkvom Hersteller der Schaltgerätekombination angegebe ner größter Augenblickswert des Kurzschlussstroms, dem unter de n festgelegten Bedingungen standgehalten wird

IPKIPK

Icp ≤ Icc bzw. Icp ≤ Icw



Beding. Bemessungskurzschlussstrom Icc:

Bedingter Bemessungskurzschlussstrom einerSchaltgerätekombination (SK) bei Vorhandenseineiner Kurzschlussschutzeinrichtung in derEinspeisung.

Ergebnis der Prüfungen, welche über dasunivers N Zertifikat bzw. technischeDokumentation zur Verfügung gestellt werden.

Der bedingte Bemessungskurzschlussstrom mussgrößer oder gleich dem unbeeinflusstenEffektivwert des Kurzschlussstroms (Icp) sein,zeitlich begrenzt durch das Ansprechen derKurzschluss-Schutzeinrichtung, die dieSchaltgerätekombination schützt.



Bemessungsstoßstromfestigkeit Ipk:Vom Hersteller der Schaltgerätekombination (SK) angegebener größter Scheitelwert des Kurzschlussstroms, dem unter den festgelegten Bedingungen standgehalten werden kann.Bemessungskurzzeitstromfestigkeit Icw:

effektiver Kurzschlussstrom einer Schaltgerätekombination (SK), welcher über einen benannten Zeitraum (z.B. 1s) ohne Zerstörung geführt werden kann. Ergebnis der Prüfungen, welche über dasunivers N Zertifikat bzw. technischeDokumentation zur Verfügung gestelltwerden.Die Bemessungskurzzeitstromfestigkeit muss größer oder gleich dem erwarteten, unbeeinflussten Effektivwert des Kurzschlussstroms (Icp) an der Einspeisung sein.

z.B. Typischer Wert bei Lasttrennschaltern ohne Auslöser zur Kurzschlussstrombegrenzung.






Unbeeinflusster Kurzschlusswechselstrom (ICP

(IK``)) an der Einspeisung der Schaltgerätekombination.Alternativangabe: Trafoleistung mit dem Wert uk oder Generatorleistung mit dem wert xd.

• Mit Kurzschlussschutzeinrichtung in der Einspeisung (SCPD) einer SK: bedingter Bemessungskurzschlussstrom (ICC)

• Ohne SCPD einer SK: die thermische Wirkung wird durch die Bemessungs-kurzzeitstromfestigkeit (ICW) und die dynamischen Auswirkungen durch die Bemessungsstoßstromfestigkeit (IPK) berücksichtigt.

5. Überspannung

Kategorie IV IIIAC 230/400V 6kV 4kVAC 400/690V 8kV 6kV

Die Kategorie ist abhängig von den örtlichen Gegebenheiten und dem Einbauort der SK.

Bemessungsstoßspannungsfestigkeit (Uimp)Wenn eine Überspannungsschutzeinrichtung in der SK eingebaut ist, kann Uimp kleiner sein als die Stoßspannung des Netzes.Uimp entspricht dann dem Schutzpegel der Schutzeinrichtung und muss abgestimmt sein auf den kleinsten Uimp der eingebauten elektrischen Betriebsmittel.


Zuleitung von unten oder obenAnzahl der Kabel und Ø (L, N, PEN, PE)Art des Kabels (Al, Cu)Art des Anschlusses (direkt oder über RK)

Kabeltyp (Einleiter oder Mehrleiterkabel)


Kurzschlussstrom

N-Leiter mindestens 50% des Außenleiters



Stromkreise und Verbraucher (Abgänge)z.B.:

InA : Bemessungsstrom derSchaltgerätekombination


RDF: Bemessungs-belastungsfaktorneu definiert !

Verbraucherliste (Planer)Art der VerbraucherUV, Gerät, Motor,

Gebrauchs-kategorie

Kabel / Leitungmm² / m

Nenndaten derVerbraucherInA, Ue, Pw, …

Kennzeichen /MerkmaleSelektivität, EMV

Nenndaten für die Planung:

� SCPD (Short Circuit Protection Device): sicherungslos / sicherungsbehaftet� Lage der Kabelzuführung: unten / oben / seitlich / hinten� Art der Verbindung: Schiene / Kabel (inkl. Anzahl)� Material der Verbindung: Cu / Al� Querschnitt und Länge der Verbindung (mm², m)� Dimensionierung N-Leiter (25%, 50%, 100%, 200%)

Art des Stromkreises (Hersteller)Bemessungsdaten des StromkreisesInC, RDF

Typ der SCPD Gerätenorm Funktion: Kurzschlussschutz, Ü berlastschutz, Leitungsschutz, …







Prinzipieller Aufbau einer Verbraucherlistemit Beispielen


Angaben Planer Angaben Hersteller der SK

Stromkreis Bezeichnung Art des Beschreibung Art des Gebr auchs- Nenndaten des Bemessungsdaten Beschreibung der SCPDNr. Stromkreises der SCPD Verbrauchers kategorie Verbrau chers des Stromkreises und des Stromkreises Typ

1 UV-02 Verteiler- Komplette Beschreibung Unter- AC 22 InA=380 A In = 520 A Kompakt-Leistungsschalter LS630/400Stromkreis eines Leistungsschalters Verteiler Ue = 400 V AC in Festeinbautechnik

2 Steckdose Endstromkreis Komplette Beschreibung variabel AC 3 In bis 16 A In = 16 A Leitungsschutzschalter B16-1pol.Werkstatt eines Ue = 230 V AC 16 A, B

Leitungsschutzschalterinklusiv Charakteristik

3 Kesselheizung Endstromkreis Komplette Beschreibung ohmscher AC 1 In bis 48 A In = 63 A NH-Sicherungs-Lasttrenner NH000/125-63gGeiner Sicherung Verbraucher Ue = 400 V AC Gr. 000 / 125A

4 Pumpe Endstromkreis Komplette Beschreibung Motor, direkt AC 3 In = 282 A In = 315 A Kompakt-Leistungsschalter LS400-MAAbwasser eines Motorabgangs Ue = 400 V AC in Festeinbautechnik

Leistungsschalter Ia/In = 7,2Schütz, therm. Schutz ED = 100%

t6 = 12 sec. Auslöseklasse 20DOLKoordinationstyp 1

5 Lüfter, Dach Endstromkreis Komplette Beschreibung Motor, AC 3 In = 69 A P = 37 kW NH-Sicherungs-Lasttrenner NH00/160-80gGSicherung und geregelt Ue = 400 V AC In = 79 A Gr. 00 / 160A-80 AFrequenzumrichter 2-polig

Drehmoment 130 Nm Frequenzumrichter FU ACS800-37Überlast-Moment mit du/dt-FilterDrehzahl n=2800 1/s

Beispiel einer Verbraucherliste






Aufstellungs- und Umgebungs-bedingungenz.B.: - UV-Beständigkeit

- Korrosion- IP-Schutzart- Schlagfestigkeit

IK-Code

Allgemeine Angaben:

� Aufstellungsort (Innenraum, Freiluft, Brandschutz)� Einsatzbedingungen (Luftfeuchtigkeit und °C, Staub- und Wasserschutz)� Art der Aufstellung (AP, UP, HWD)� Gangbreiten / Fluchtweg� Maße und Gewicht (Aufstellungsgegebenheiten, Tragfähigkeit)� Transport- und Anlieferungsbedingungen (max. kg, Kran?, Zugänglichkeit)� Gehäusematerial (Kunststoff, GfK, Metall, Alu)� Chemische Einflüsse� Mechanische Beanspruchung (IK), Schwingungen, Vibrationen� Gehäusefarbe (RAL)� EMV (Umgebungsklassifizierung)

Aufstellungs- und Umgebungsbedingungen




IK-Code

Allgemeine Angaben:

� Besondere Betriebsbedingungen:− Höhenlage− schnelle wechselhafte klimatische Bedingungen (Kondenswasser)− Rauch / Dämpfe− besondere EMV-Einflüsse− Kleintiere− außergewöhnliche Spannungsschwankungen oder Überspannungen− übermäßige Oberschwingungen







IK-Code

Bedienen, Warten und Erweiterung(durch Fachpersonal oder Laie)z.B.:EN 50274 „Schutz gegen

unabsichtliches direktesBerühren gefährlicher aktiver Teile“

Verfügbarkeitder Schaltanlage

BetriebBedienen, Einstellen,

Abschließen, Verriegeln

WartungPrüfen, Reinigen,

Geräteersatz, Instandsetzung

ErweiterungHinzufügen von Schaltfeldern

Umbau von vorhandenen Feldern

Austausch von Geräten

nichtnotwendig

Freischalten der kompletten Schaltanlage



partiell erwünscht

Abschalten der betroffenenFunktionseinheit(Energie- und Hilfsstromkreise)

Abschalten der betroffenen Funktionseinheit(Lösen der abgangs-seitigen Anschlüsse)

Abschalten der betroffenen Funktionseinheit(Reserveplätze sind vordefiniert und -gerüstet)

notwendigAbschalten der Energie- und betroffenen Funktionseinheit(Funktionsprüfung in Teststellung möglich)

Abschalten der betroffenen Funktionseinheit(Kein Lösen der Anschlüsse notwendig)

Abschalten der betroffenen Funktionseinheit(Nachrüsten der Reserve-plätze möglich)

Die Tätigkeit, das Personal (Laie) und die Verfügbarkeit der Schaltanlage definiert wesentlich die Konstruktive Ausführung.Zum Beispiel können EDV-Anlagen, Rechenzentren, Intensivstationen industrielle Prozesse, usw. nicht unterbrochen werden, ohne dass dies zu Störungen, gefährlichen Zuständen oder finanziellen Verlusten führt.

Konsequenz: Festeinbau? Stecktechnik? Einschubtechn ik?

Bedienen, Warten und Erweiterung


4a/4b3b2b1

Einsatztechnik

Schubeinsatz

Einschub

Personenschutz� Bedienen� Verändern� Arbeiten

Anlagenschutz / -verfügbarkeit� Nicht direkte Verfügbarkeit > 2 - … Tage� Schnelle Verfügbarkeit < = 1 Tag � Sofortige Verfügbarkeit sofort

Beispiele� Registrierkassen� Etagenverteiler im Hotel� Einzelne Maschinen im

Fertigungsbetrieb� Klimaanlage im Büro� Kühltruhen im Supermarkt� Montagebänder� Produktionsbetrieb z.B.

Bildröhren (Schmelsofen)



Konstruktive Ausführung einer Schaltanlage unter Berücksichtigung der Verfügbarkeit und Bedienung



Bedienen, Warten und Erweiterung(durch Fachpersonal oder Laie)z.B.:EN 50274 „Schutz gegen

unabsichtliches direktesBerühren gefährlicher aktiver Teile“

Was wird erfasst?

� Quantität

� Qualität

abgeleitete manuelle oder automatische Handlungen

Energieeffizienz


Steuerung; Meldungen; Messwerte

Welche Messgrößen?

� Strom [A]

� Spannung [U]

� Leistung [W/VA]

� Energie [Wh]

� Frequenz [Hz]

� Leistungsfaktor [cosφ]� Harmonische � Oberschwingungen [THD]

� Temperatur [°C]

5 Hauptschritte


Hersteller der SchaltgerätekombinationDas Lösungsdesign liegt in der Verantwortung des Herstellers, damit übernimmt dieser automatisch die Verantwortung für die fertige Schaltgerätekombination- Bemessung der SK entsprechend der ausgeschriebenen Nenndaten- Einhaltung des Bauartnachweises des ursprünglichen Herstellers



Hersteller der SchaltgerätekombinationDas Lösungsdesign liegt in der Verantwortung des Herstellers, damit übernimmt dieser automatisch die Verantwortung für die fertige Schaltgerätekombination- Bemessung der SK entsprechend der ausgeschriebenen Nenndaten- Einhaltung des Bauartnachweises des ursprünglichen Herstellers

5 Hauptschritte


Aufgabe: „Projektierung des Verteilers und Bauartnachweise"

Die Bauart einer Schaltanlage gilt „alsnachgewiesen“, wenn ein Hersteller einerSK die Angaben des ursprünglichenHerstellers einhält, die zur Erfüllung derBauartnachweise notwendig sind.

zu beachten:

Vorgaben aus Katalog

Vorgaben aus Handbüchern

Montageanleitungen

Allgemeine Bauanforderungennach 61 439

Bauartnachweis


Wenn der Hersteller der SK aberVeränderungen vornimmt, die nicht durchNachweise des ursprünglichen Herstellersabgedeckt sind, wird er für dieseVeränderungen zum ursprünglichenHersteller.

z.B. anderer Leistungsschalter

Que

lle: S

iem

ens.

com

Bauartnachweis


Was versteht man unter Bauartnachweis?Der Bauartnachweis muss durch gleichwertige oder alternative Verfahren nachgewiesen werden:

� Nachweis durch Prüfung� Nachweis durch Vergleich mit einer

Referenzkonstruktion� Nachweis durch Begutachtung,

z.B. Bestätigung der richtigen Anwendung von Berechnungs- und Konstruktionsregeln, einschließlich dem Anwenden der angemessenen Sicherheitszuschläge

Tabelle D.1 – Liste der durchzu-führenden Bauartnachweise:

Bauartnachweis


Was müssen die Bauartnachweise beinhalten?

10.2 Festigkeit von Werkstoffen und Teilen

10.3 Schutzgrad von Umhüllungen

10.4 Luft- und Kriechstrecken

10.5 Schutz gegen elektrischen Schlag unddie Durchgängigkeit von Schutzleiter-kreisen

10.6 Einbau von Schaltgeräten und Bau-teilen

10.7 Innere Stromkreise und Verbindungen

10.8 Anschlüsse für von außen eingeführteLeiter

Bezüglich seiner Konstruktion:

10.9 Isolationseigenschaften

10.10 Erwärmung

10.11 Kurzschlussfestigkeit

10.12 Elektromagnetische Verträglichkeit

10.13 Mechanische Funktion

Bezüglich ihrem Verhalten:

✓✓✓✓

✓

Bauartnachweis


✓

✓ durch ursprünglichen Herstellererfüllt







zu beachten:



Montageanleitungen


Nachweis über Stücknachweis:

Bauartnachweis












10.10 Erwärmung





✓✓

✓✓

✓✓

✓

✓✓

✓✓

✓

Bauartnachweis


✓ durch ursprünglichen HerstellerErfüllt✓ durch Hersteller der SK zu erfüllen bzw.zu überprüfen

Warum ist der Erwärmungsnachweis wichtig?

� damit die Betriebsmittel ihre bestimmungsgemäße Funktion einhalten

� damit Werkstoffe (Kabelisolierungen ….) nicht überhitztwerden und zu Lichtbogenzündungen führen

Bauartnachweis Erwärmung


Ursachen einer zu großen Erwärmung

� falsche Auswahl der Betriebsmittel

z.B. NH1 Sicherungstasttrennschalter mit Sicherung 250A(Dauerbelastung � 250A) etc.

� falsche Leitungsdimensionierung

� zu hohe Packungsdichte von Betriebsmittelund keine Beachtung von Reduktion (Derating)…….



Es muss nachgewiesen werden, dass die in 9.2 festge legten Grenzübertemperaturen der unterschiedlichen Teile in nerhalb einer SK nicht überschritten werden. [10.10.1]

� Die Grenzübertemperaturen gelten für eine mittlereUmgebungstemperatur bis 35° C



Welche Arten von Verteilersystemen unterscheiden wir ?

Bauartnachweis der Erwärmung durch Prüfung

Bauartnachweis der Erwärmung auch durch Berechnung




10.10.3Ableitung von

Bemessungswerten-gleiche Bauart

- gleiche oder größere Außenmaße- gleiche oder bessere Belüftung

- gleich/geringere innere Unterteilung- gleiche oder geringere Verlustleistung

- gleiche oder geringere Anzahl von Abgängen

10.10.4Nachweis durch Berechnung

10.10.2Nachweis durch Prüfung mit

Strom


10.10.4.2≤ 630A

10.10.4.3≤ 1.600A




10.10.2Nachweis durch Prüfung

mit Strom

Aufgabe: „Projektierung des Verteilers und Bauartna chweise"




10.10.3Ableitung von

Bemessungswerten-gleiche Bauart

- gleiche oder größere Außenmaße- gleiche oder bessere Belüftung

- gleich/geringere innere Unterteilung- gleiche oder geringere Verlustleistung

- gleiche oder geringere Anzahl von Abgängen

10.10.4Nachweis durch Berechnung

10.10.2Nachweis durch Prüfung mit

Strom


10.10.4.2≤ 630A

10.10.4.3≤ 1.600A

Aufgabe: „Projektierung des Verteilers und Bauartna chweise"



In der Norm sind zwei Verfahren aufgeführt, um dieErwärmung durch Berechnung nachzuweisen

Nachweis der Erwärmung durch Berechnung

A SK mit einem einzigen Abteil und einem Bemessungsstrom nicht über 630AVergleichsrechnungPv Gehäuse ≥ Pv Betriebsmittel

B SK mit einem Bemessungsstrom nicht über 1600ABerechnung nach IEC 60890(früher 0660 T 507)



Für die Verlustleistungsberechnung müssen nur sovie l Betriebsmittel mit ihrem Betriebsstrom eingesetzt werden, bis in der S umme der I nA erreicht ist



10.10.4.2 Schaltgerätekombination mit einem einzige n Abteilund einem Bemessungsstrom nicht über 630 A

Die SK ist nachgewiesen, wenn die aus der berechnet en Verlustleistung ermittelte Lufttemperatur die von den Geräteherstellern angege bene zulässige Lufttemperatur im Betrieb nicht überschreitet. ...





















Umgebungstemperatur: 25°C „Schranktemperatur“: 25°C +15K = 40°C





Umgebungstemperatur: 25°C „Schranktemperatur“: 25°C +15K = 40°C

40°C

Quelle: www.zveh.de





Beispiel zu Verfahren A

Nachweis der Erwärmung durch Berechnung 630A

Summe der Verlustleistung aller eingebautenBetriebsmittel unter Nennlast:Pv = 235 Wausgewähltes Gehäuse für mechanischen Aufbau, Betriebsmittel und Verdrahtung:FA23G

Pv Gehäuse ≥ Pv Betriebsmittel249W ≥ 235W

Temperaturdifferenz bei festgelegterInnen- und Aussentemperatur40°C – 20°C = 20K

Nachweis der Erwärmung o.k.











g) Gehäuse mit natürlicher Belüftung…Austrittsöffnun gen … das 1,1 fache Eintritt

h) in der SK… gibt es nicht mehr als 3 horizontale Un terteilungen









g) Gehäuse mit natürlicher Belüftung…Austrittsöffnun gen … das 1,1 fache Eintritt

h) in der SK… gibt es nicht mehr als 3 horizontale Un terteilungen



10.10.4.2 Schaltgerätekombination mit einem Bemessu ngsstrom nicht über 1600 A

Die SK ist nachgewiesen, wenn die berechnete Luftte mperatur in der Montagehöhe einesjeden Gerätes die von den Geräteherstellern angegeb ene zulässige Umgebungstemperatur im Betrieb nicht überschreitet.

Nachweis mittels IEC 60890

10.10.4.3 Schaltgerätekombination mit einem Bemessu ngsstrom nicht über 1600A



Rechenweg:� Bestimmung der eingebauten Verlustleistung� Bestimmung der wirksamen Kühlfläche Ae des Gehäuses� Ermittlung der Übertemperatur der Luft ∆t0,5 im Inneren

auf halber Höhe des Gehäuses� Ermittlung der Übertemperatur der Luft ∆t1,0 an der

Innenseite der Dachfläche des Gehäuses� Kennlinie für die Übertemperatur der Luft im Gehäuse



10.10.4.3 Schaltgerätekombination mit einem Bemessu ngsstrom nicht über 1600A

Fal

l 1


nicht vor.

Lösungsansatz über Bemessungs-belastungsfaktor für angenommeneBelastung nach Tabelle 101

I nA

=11

70A

RD

F=

1

I nC

=32

0A R

DF

=0,

7

I nC

=32

0A R

DF

=0,

7

I nC

=32

0A R

DF

=0,

7

I nC

=20

0A R

DF

=0,

7

I nC

=12

8A R

DF

=0,

7

I nC

=12

8A R

DF

=0,

7

I nC

=12

8A R

DF

=0,

7

I nC

=12

8A R

DF

=0,

7

Beispiel für eine Erwärmungsberechnung 1600A


Komfortable automatische Verlustleistungsberechnung mittels „ELCOM“:

Erstellung des Stromlaufplanens

Erstellung des Aufbauplanes Verlustleistungsberechnung


ZB14S

U D 22A1

U D 22B1

U D 12B1U D 21B1U D 21D 2B

U D 12B1

U D 22A1

F2

4

F1

2

F1

4F

15

F1

6F

17

F1

8F1

9F

20

F2

1F

22

F2

3

F1

1

F2

5F

26

F2

7

F1

0

F2

8F

29

F1

F2 F3

F4

F5

F9

F3

0

F8

F7

F6 F1

3

F 31

CU

2

CU

3

CU

4

AT 20°C

Beispiel einer Erwärmungsberechnung mittels ELCOM

ZB

14S

UD

22A

1

UD

22B

1

UD

12B

1U

D21

B1

UD

12B

1

UD

22A

1

UD

21

D2

B

F15

F1 3

F6F7F8F9F10

F12

F28

F26F25

F29

F23

F14

F27

F16

F22

F17

F30F5F4

F2F1

F3F21F20F1 9F18

F24

F11

Q2 Q5

Q3

Q4

CU1 6

CU1 5

CU1 4

F3

1

ZB

14S

UD

22A

1

UD

22B

1

UD

12B

1U

D21

B1

UD

21D

2B

UD

12B

1

UD

22A

1

F24

F12

F14F15F16F17

F1 8F1 9F20F21F22F23

F11

F25F26F27

F10

F28F29

F1F2F3F4F5

F9

F30

F8F7F6

F13

F31

CU2

CU3

CU4

AT 20°

CAT

20°

C

Beispiel einer E

rwärm

ungsberechnung mittels E

LCO

M

ZB

14S

UD

22

A1

UD

12

B1

UD

22

B1

UD

21B

1

UD

22A

1

UD

21D

2B

UD

12B

1

F3F2

F5F4

F1

F30

F22

Q29

F13

F7

F9

F12

F26

F29

F20

Q27

F18

F11

F16

F14

F6

Q30Q31Q32Q33

Q28

Q25Q26

Q 35

Q24Q23Q22Q21Q20Q19Q18

F25

F15

F17

F21

F19

F23F24

F2 8F27

F1 0

F8

Q 34

Q3

Q2

Q4

Q5

F3

1

Q16

Q6Q7Q8Q9Q10Q11Q12Q13Q14Q15

CU14

Q17

CU16

C U15

AT

20°

C

ZB

14S

UD

22A

1

UD

22B

1

UD

12B

1U

D21

B1

UD

12B

1

UD

22A

1

UD

21

D2

B

F15

F1 3

F6F7F8F9F10

F12

F28

F26F25

F29

F23

F14

F27

F16

F22

F17

F30F5F4

F2F1

F3F21F20F1 9F18

F24

F11

Q2 Q5

Q3

Q4

CU1 6

CU1 5

CU1 4

F3

1

ZB

14S

UD

22A

1

UD

22B

1

UD

12B

1U

D21

B1

UD

21D

2B

UD

12B

1

UD

22A

1

F24

F12

F14F15F16F17

F1 8F1 9F20F21F22F23

F11

F25F26F27

F10

F28F29

F1F2F3F4F5

F9

F30

F8F7F6

F13

F31

CU2

CU3

CU4

AT 20°

CAT

20°

C

Beispiel einer E

rwärm

ungsberechnung mittels E

LCO

M





10.5 Schutz gegen elektrischen Schlagund die Durchgängigkeit vonSchutzleiterkreisen






10.10 Erwärmung





✓✓

✓

✓

✓✓

✓✓✓

✓

✓


10.11 Nachweis der Kurzschlussfestigkeit10.11.1 Allgemeines

10.11.4Vergleich mit einer

Referenzkonstruktion- mittels Berechnung


Referenzkonstruktion- mittels Checkliste

10.11.5 Nachweis durch

Prüfung


1) Schaltgerätekombinationen mit einer Bemessungskurzzeitstromfestigkeit (Icw) oder einem bedingten Bemessungskurzschlussstrom (Icc) von höchstens 10kA Effektivwert.

2) Schaltgerätekombinationen oder Stromkreise von Schaltgerätekombinationen, geschützt durch strombegrenzende Einrichtungen, deren Durchlassstrom beim höchstzulässigen unbeeinflussten Kurzschlussstrom (Icmax) an den Anschlüssen der Einspeisung der Schaltgerätekombination,

17kA nicht überschreitet.3) Hilfsstromkreise von Schaltgerätekombinationen, die für den Anschluss an Transformatoren

vorgesehen sind, deren Bemessungsleistung höchstens 10kVA beträgt bei einer sekundärenBemessungsspannung von mindestens 110V oder 1,6kVA bei einer sekundären Bemessungs-spannung von weniger als 110V und deren Kurzschlussimpedanz mindestens 4% beträgt.

10.11.2 Stromkreise von Schaltgerätekombinationen, für die der Nachweis der Kurzschlussfestigkeit entfä llt



1) Schaltgerätekombinationen mit einer Bemessungskurzzeitstromfestigkeit (Icw) oder einem bedingten Bemessungskurzschlussstrom (Icc) von höchstens 10 kA Effektivwert.

Icp ≤ 10 kAIcc= 10 kA



17 kA nicht überschreitet.

Id ≤ 17 kA


✓

Id ≤ 17 kA



17 kA nicht überschreitet.







Prüfung


Bauartnachweise










Prüfung


Die Bewertung der Bemessungskurzzeitstromfestigkeit einer SK und ihrer Stromkreise durch Berechnung und Anwendung der Konstruktionsregeln muss durch Vergleich der zu bewertenden SK mit einer bereits durch Prüfung nachgewiesenen SK oder eines Moduls einer SK erfolgen. Die Bewertung erfolgt in Übereinstimmung mit IEC 61117 . Zusätzlich muss jeder Stromkreis der zu bewertenden SK die Anforderungen der Punkte 6, 8, 9 und 10 von Tabelle 13 erfüllen. Die verwendeten Daten, die ausgeführten Berechnungen und die vorgenommenen Vergleiche sind aufzuzeichnen.Wenn einer oder mehrere der vorstehenden Punkte nicht erfüllt sind, müssen die Schaltgerätekombination und ihre Stromkreise durch Prüfung übereinstimmend mit 10.11.5 nachgewiesen werden.










Prüfung


5 Schritte von der Planung zur Herstellung der SK








Hersteller der SchaltgerätekombinationDas Lösungsdesign liegt in der Verantwortung des Herstellers, damit übernimmt dieser automatisch die Verantwortung für die fertige Schaltgerätekombination- Herstellung des Verteilers- Kennzeichnung und Dokumentation

5 Schritte


zu beachten:



Montageanleitungen


Bau, Herstellung & Dokumentation der SK


Allgemeine Bauanforderungen nach 61 439



Schritt 3:Bau & Herstellung und Dokumentation der Verteiler

Hersteller der SchaltgerätekombinationDas Lösungsdesign liegt in der Verantwortung des Herstellers, damit übernimmt dieser automatisch die Verantwortung für die fertige Schaltgerätekombination- Bau & Herstellung des Verteilers- Kennzeichnung und Dokumentation

Frage: Was gehört zur Dokumentation?



Angaben auf dem Typenschild

- Name des Herstellers oder Warenzeichen

- Herstellungsdatum- Typenbezeichnung / Referenz – Nr.- Angewandte Norm 61439 -2 /-3- Bemessungsspannung (Un)- Bemessungsstrom (InA)- Bemessungsfrequenz- Schutzart- Schutzklasse- CE- Kennzeichnung



Umfang der notwendigen Dokumentation:

- Allpoliger Stromlaufplan- Aufbauplan- Nachweis der Erwärmung (Prüfung oder

Berechnung)- Nachweis der Kurzschlussfestigkeit- Montage- und Bedienungsanleitungen- CE- Konformität

Stromlaufplan

AufbauplanVerlustleistungsberechnung



In Dokumentation eingetragen:

- Bemessungsbetriebspannung (Un)- Bemessungsstoßspannungsfestigkeit (Uimp)- Bemessungsisolationsspannung (Ui)- Bemessungsspannung der Abgangsstromkreise (Ue)- Bemessungsstrom der Abgangsstromkreise (Inc )- Bemessungsbelastungsfaktor (RDF)- Bemessungsstoßstromfestigkeit (Ipk)- Bemessungskurzzeitfestigkeit (Icw)- Bedingter Bemessungskurzschlussstrom (Icc)

Angabe des RDF für - die komplette SK- Gruppen von Stromkreisen bei den

Funktionseinheiten sind in den Anordnungsplänen anzugeben.

Stromlaufplan

Aufbauplan



Neue Anforderungen an Dokumentation mittels ELCOM

Einfügen eines neuen Arbeitsblattes mit technischen Merkmalen der Schaltgerätekombination

61 439 -1 / -2



Ein

spei

sung U

n= 2

30 /

400

VI n

A=

128

0 A R

DF

= 1

Abg

ang

UV

2U

n= 2

30 /

400

VI n

C=

504

A

R

DF

0,7

Neue Anforderungen an Dokumentation mittels ELCOM:

Ergänzende Information im Stromlaufplan:



In Dokumentation eingetragen:

- Bemessungsbetriebspannung (Un)- Bemessungsstoßspannungsfestigkeit (Uimp)- Bemessungsisolationsspannung (Ui)- Bemessungsspannung der Abgangsstromkreise (Ue)- Bemessungsstrom der Abgangsstromkreise (Inc )- Bemessungsbelastungsfaktor (RDF)- Bemessungsstoßstromfestigkeit (Ipk)- Bemessungskurzzeitfestigkeit (Icw)- Bedingter Bemessungskurzschlussstrom (Icc)

Stromlaufplan

Aufbauplan




StücknachweisDer Stücknachweis dient zum Feststellen von Werksto ff- und Fertigungsfehlern und um das richtige Funktionieren jeder fertig gestellten Schaltgerätekombination sicher zu stellen.Der Nachweis muss an jeder hergestellten Schaltgerätekombination durchgeführt werden (unabhängig davon, ob die Anlage nur einmalig oder in Serie hergestellt wird).Das Ergebnis ist in einem Protokoll zu dokumentieren.Der Stücknachweis wird durch den Hersteller erbracht.

Stücknachweis


Der Stücknachweis beinhaltet:

- Schutzart von Umhüllungen- Luft- und Kriechstrecken- Schutz gegen elektrischen Schlag und

Durchgängigkeit der Schutzleiterkreise- Einbau von Betriebsmitteln- Innere elektrische Stromkreise und Verbindungen- Anschlüsse für von außen eingeführte Leiter- Mechanische Funktion- Isolationseigenschaften- Verdrahtung, Betriebsverhalten & Funktion

Stücknachweis


Protokoll für den Stücknachweis als einfaches Tool

Stücknachweis


Welche Bauartnachweise (10…) sind im Stücknachweis (11…) ent halten?


10.3 Schutzgrad von Umhüllungen (11.2)

10.4 Luft- und Kriechstrecken (11.3)

10.5 Schutz gegen elektrischen Schlag (11.4)und die Durchgängigkeit vonSchutzleiterkreisen

10.6 Einbau von Schaltgeräten undBauteilen (11.5)

10.7 Innere Stromkreise und Verbindungen (11.6)

10.8 Anschlüsse für von außen eingeführte (11.8)Leiter


10.9 Isolationseigenschaften (11.9)

10.10 Erwärmung



Zusätzliche Nachweise


11.10 Verdrahtung, Betriebsverhalten und

Funktion


Stücknachweis



Stücknachweis


11.2 Schutzart von Gehäusen

Stücknachweis



11.4 Schutz gegen elektrischen Schlag und die Durchgängigkeit von Schutzleiterkreisen

Stücknachweis


11.5 Einbau von Schaltgeräten und Bauteilen

Stücknachweis



Stücknachweis


11.7 Anschlüsse für von außen eingeführte Leiter

Stücknachweis




Stücknachweis

Dokumentation

Stücknachweis


UrsprünglicherHersteller

Hersteller derSchaltgerätekombination

Quelle: www.ziehl.de / www.klauke.de

Wie entsteht die CE – Konformitätserklärung?


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit


Einführung in die DIN EN 61439-1-2-3 VDE 0660-600-1-2-3 · gemäß EN 61439. Der Betreiber erhält...

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