Schutzeinrichtungen im Haupt- und Steuerstromkreis

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1 Schutzeinrichtungen im Haupt- und Steuerstromkreis 9 Schutzeinrichtungen im Haupt- und Steuerstromkreis Im Haupt- und Steuerstromkreis ist der Schutz der Leitungen vor Überlastung und Kurzschluss sowie der Schutz des otors von Wicklungsschäden durch unzulässig hohe Erwärmung durch geeignete aßnahmen zu gewährleisten. Der Leitungsschutz kann z. B. durch Schmelzsicherungen oder LS-Schalter, der otorschutz durch otorschutzschalter oder otorschutzrelais erfolgen. Schutzeinrichtungen sind Niederspannungsschaltgeräte (bis 000 V), die Betriebsmittel (auch Leitungen) vor thermischer Überlastung und Kurzschlussstromauswirkungen schützen. LS-Schalter Leitungsschutzschalter Benötigte Hardware 4-V-DC-Spannungsversorgung Schalterbaugruppe Tasterbaugruppe Hilfsschütze Hauptschütz otorschutzschalter otorschutzrelais Vorsicht! Beachten Sie, für welche Spannung die Strangwicklungen des verwendeten Drehstrommotors geeignet ist. 4 Leitungsschutzschalter Drehstrommotor

2 30 Schutzeinrichtungen im Haupt- und Steuerstromkreis. Bauen Sie folgenden Stromkreis auf. F otorschutzschalter; dient hier vorrangig der Schutzfunktion und nicht zum dreipoligen Schalten. Das Schalten des otors übernimmt das Hauptschütz Q. Vorsicht! Achten Sie darauf, dass der eingesetzte otor für die Strangspannung geeignet ist. -F L 400 V AC L L3 3 I > I > 4 I > U V W L+ 4 V DC -F -S -F S Hinweis F kann entfallen, da das verwendete Netzgerät einen integrierten Überlast- und Kurzschlussschutz hat. - a) Welche Vorbereitungen sind notwendig, damit das Schütz Q anzieht und in Selbsthaltung geht? otorschutzschalter F einschalten. Leitungsschutzschalter F einschalten. Taster S betätigen.

3 Schutzeinrichtungen im Haupt- und Steuerstromkreis 3 b) Verfügt der Hauptstromkreis über keinen Leitungsschutz? Nehmen Sie dazu Stellung. Der eigensichere otorschutzschalter F übernimmt auch den Leitungsschutz. Ein otorschutzschalter ist eigensicher, wenn er einen Kurzschlussstrom von bis zu 6000 A sicher abschalten kann. Diese Forderung wird auch an Leitungsschutzschalter gestellt. c) Dargestellt ist die Auslösekennlinie eines otorschutzschalters. Erläutern Sie die Kennlinie. inuten Sekunden illisekunden h thermische Auslösung elektromagnetische Auslösung 0, x Bemessungsbetriebsstrom Vergleichen Sie die Kennlinie des otorschutzschalters mit der Kennlinie des otorschutzrelais (Seite 8). Zwei Bereiche erkennbar: Thermische Auslösung wie beim otorschutzrelais (träge). Elektromagnetische Auslösung: Bei ca. 5 I N unverzögertes Ansprechen.

4 Zeitfunktionen 35 Zeitfunktionen In der elektrischen Steuerungstechnik werden für die Realisierung von Zeitfunktionen fertige Funktionseinheiten, die Zeitrelais eingesetzt. Dabei ist folgende Einteilung üblich: Einschaltverzögerung (Anzugsverzögerung) Ausschaltverzögerung (Abfallverzögerung) Impulserzeugung (bei einmaliger Impulsgabe als Wischrelais) Blinkrelais (bei sich ständig wiederholender Impulsgabe) Grundsätzliche Wirkungsweise: Speicherung einer Hilfsgröße nach Anlegen eines Steuersignals. Wenn der Speicher bis zu einem defi nierten Inhalt aufgeladen ist, wird ein Ausgangssignal erzeugt. Ähnliches gilt beim Ausschalten des Steuersignals. Kennzeichnung von zeitverzögerten Schaltkontakten Schließer, verzögert ein Schließer, verzögert aus Öffner, verzögert aus Öffner, verzögert ein Betriebszustandsanzeige LED grün: Steuerspannung liegt an LED rot: Ausgangsrelais angezogen ultifunktionsrelais vereinen mehrere Zeitfunktionen in einem Gerät. Wirtschaftlich durch vereinfachte Lagerhaltung. Drehschalter zur Vorwahl des Zeitbereiches Drehschalter zur Feineinstellung des Zeitwertes Drehschalter zur Wahl der Zeitfunktion 5 Y

5 36 Zeitfunktionen Einschaltverzögerung (Anzugsverzögerung) Einschaltverzögerung Zeitglied wird gestartet Zeit läuft ab nach Ablauf der Zeit wird geschaltet Durch Anlegen der Steuerspannung an, wird der Zeitablauf gestartet. Nach Ablauf der eingestellten Zeit zieht das Ausgangsrelais an. Wenn die Steuerspannung an, abgeschaltet wird, fällt das Ausgangsrelais in seine Ruhelage zurück und die Zeitstufe wird gelöscht. Wenn die Steuerspannung vor Ablauf der eingestellten Zeit abgeschaltet wird, dann wird die Zeitstufe gelöscht. Das Ausgangsrelais zieht dann nicht an. Der Steuereingang, Y ist hier ohne Funktion LED grün LED rot t < t. Bauen Sie die dargestellte Schaltung auf. Stellen Sie die Zeitverzögerung auf 0 Sekunden ein. Beschreiben Sie Ihre Beobachtungen, wenn Sie S nacheinander für 5 Sekunden und für 5 Sekunden betätigen. L+ 4 V DC 5 -S 6 8 0s -P X X -P X X Betätigung 5 Sekunden P leuchtet, P nicht einschaltbar Betätigung 5 Sekunden P ein, P aus S betätigen nach 5 s: P aus, P ein S loslassen P ein, P aus Das Zeitrelais hat kein Speicherverhalten.

6 Sicherheit von Steuerungen 55. Im TN-System fordert die Norm den zusätzlichen Schutz durch RCD mit I n 30 ma an Orten mit erhöhter Stromempfi ndlichkeit. Erhöhte Stromempfindlichkeit I < n 30 ma R C D R = kω K R Welchen Einfl uss hat der Widerstand R auf die Stromempfi ndlichkeit des enschen mit dem Körperwiderstand R K = kω? R K und R bilden einen Spannungsteiler, der an U 0 = 30 V liegt. aximale Berührungsspannung U L = 50 V. R muss mindestens so groß sein, dass die Spannung an R K 50 V (AC) nicht überschreitet. AC U L = 50 V DC U L = 0 V U L ist der maximal zulässige Wert der Berührungsspannung.. Warum schreibt VDE nicht den Einsatz eines RCD mit I n 0 ma vor? Dürfte bereits bei 5 ma auslösen. Selbst im fehlerfreien Zustand der Anlage können sich Ableitströme auf diesen Wert addieren und der RCD würde ansprechen. I Δn Bemessungs-Differenzstrom der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD).

7 56 Sicherheit von Steuerungen. Funktionssicherheit von Steuerungen: Arbeitsstromprinzip und Ruhestromprinzip. Schaltung Schaltung Arbeitsstromprinzip Arbeitsstromschaltung, es fl ießt nur Strom, wenn die Schaltung betriebsmäßig arbeiten muss. L+ 4 V DC -S -S -S3 L+ 4 V DC -S Ruhestromprinzip Ruhestromschaltung, es fl ießt nur Strom, wenn die Schaltung betriebsmäßig nicht arbeiten muss, sich also im Ruhezustand befi ndet. -S -S3 Schaltung 3 Schaltung 4 L+ 4 V DC L+ 4 V DC -S -S -S3 -S -S -S3 a) Ordnen Sie folgende Begriffe den Schaltungen bis 4 zu: UND, ODER, NAND, NOR Schaltung Schaltung Schaltung 3 Schaltung 4 ODER NOR NAND UND b) Welche Schaltung arbeitet nach dem Ruhestromprinzip und welche nach dem Arbeitsstromprinzip? Schaltung Schaltung Schaltung 3 Schaltung 4 Arbeitsstrom- Ruhestrom- Ruhestrom- Arbeitsstromprinziprinziprinziprinzip

8 Wendeschaltung 7 Wendeschaltung Die Drehrichtung von Drehstrommotoren kann durch Vertauschung von zwei Außenleiteranschlüssen geändert werden. Rechtsdrehfeld: L U, L V, L3 W L L L3 L L L3 U V W Rechtslauf U V W Linkslauf Hinweis Achten Sie darauf, dass der eingesetzte Drehstrommotor für die Spannung geeignet ist. Überlegen Sie, ob Sie den otor in Stern oder in Dreieck schalten. Die Drehrichtung des otors kann durch eine Schützsteuerung geändert werden. an nennt sie Wendeschaltung und zählt sie zu den otorstartern. Benötigte Hardware 4-V-Spannungsversorgung Hauptschütze otorschutzschalter 4 Leitungsschutzschalter Tasterbaugruppe Drehstrommotor

9 7 Wendeschaltung Vorsicht! Einschalten des Hauptstromkreises nur nach Rücksprache mit ihrem Ausbilder.. Ergänzen Sie den Hauptstromkreis einer Wendeschaltung. Bauen Sie die Schaltung auf. -F L3 L L Q I > 3 4 I > I > 4 - U V W