Dr.-Ing. Ralf Reichert

Transkript

1 Dr.-Ing. Ralf Reichert ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG Robert-Bosch-Str. 17A Maintal 0700 ATEAM GmbH , Seite 1 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

2 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG Gegründet: Febr von : Eckhard Helfmann und Dr. Ing. Ralf Reichert Früher: ABB Frankfurt Heute: ATEAM (Maintal) 18 Mitarbeiter 2,5 M Umsatz Kalkulation: Horst Skadow Abwicklung: Horst Graf Werkstatt/Service: Katja Korner Anlagenengineering Projektmanagement Mittelspannungsschaltanlagen-Systeme Transformatoren Niederspannungsschaltanlagen-Systeme (TSK) Leittechniksysteme für Schaltanlagen Stromschienen Installationsverteiler Iso-Verteiler Steuer- und Zählerschränke Notstromaggregate Ersatzstrom-Versorgungsanlagen Netzersatzanlagen Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) Stör- und Notdienst Wartungen , Seite 2 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

3 Sicherheit heißt: Niederspannungs-Energieverteilungen (Schaltanlagen) müssen den allgemein anerkannten Regeln der Technik entsprechen und diese sind für die Elektrotechnik in den DIN VDE (EN / IEC) Bestimmungen festgelegt. Nur wer in die Schadensverhütung investiert (durch eine sichere Schaltanlagen-Technik), kann mit einer Kooperation der Schadensversicherung bei der Vertragsgestaltung rechnen. Gesetzliche Forderungen: Zweite Verordnung zur Durchführung des Energiewirtschaftsgesetzes (1987) Gesetz über technische Arbeitsmittel (Gerätesicherheitsgesetz) (1993) Unfallverhütungsvorschrift BGV A2 Elektr. Anlagen u. Betriebsmittel (1997) , Seite 3 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

4 Bereits in der ersten VDE-Ausgabe aus dem Jahre Sicherheitsvorschrift für Schalt- und Verteilungstafeln bis 250V wurden wichtige und die immer noch geltenden Forderungen erhoben wie: Vermeidung von Brandgefahr sicheren Betrieb ermöglichen Isolator (Holz) und die Verwendung Zugang an die Anschlüsse bezüglich der Wartung , Seite 4 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

5 Schaltgeräte-Kombination Typgeprüfte Schaltgerätekombination TSK Niederspannungs-Schaltgeräte-Kombination, die ohne wesentliche Abweichungen mit dem Ursprungstyp- oder System übereinstimmt , Seite 5 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

6 TSK PTSK , Seite 6 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

9 , Seite 9 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

10 Für jede Bauart einer NS-Schaltgerätekombination werden nur zwei Hauptdokumente benötigt, um alle Anforderungen und entsprechenden Nachweisverfahren zu ermitteln: 1) die Grundnorm IEC/EN und 2) der zutreffende Teil IEC/EN , Seite 10 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

11 Zweck dieser Norm ist die: Festlegung der Begriffe und die Angabe der: Betriebsbedingungen Bauanforderungen technischen Eigenschaften und Anforderungen für Nachweise für Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen bis 1000V AC oder 1500V DC , Seite 11 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

12 Zusätzlich legt diese Norm die besonderen Anforderungen für Energie-Schaltgerätekombinationen mit einer Bemessungsspannung bis 1000V AC, bei max. 1000Hz oder 1500V DC fest , Seite 12 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

13 Schaltgerätekombination SK Zusammenfassung eines oder mehrerer NS- Schaltgeräte mit zugehörenden Betriebsmitteln zum Steuern, Messen, Melden und Regeleinrichtungen, mit allen inneren elektrischen und mechanischen Verbindungen und Konstruktionsteilen , Seite 13 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

14 Energie-Schaltgerätekombination die dafür verwendet wird, elektrische Energie für alle Arten von Last zu verteilen und zu steuern, hauptsächlich für industrielle und kommerzielle Anwendungen vorgesehen, bei denen Zugang und Bedienung üblicherweise auf Elektrofachkräfte oder elektrotechnisch unterwiesene Personen beschränkt ist , Seite 14 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

15 Bauartnachweis (entspricht der heutigen Typprüfung) Nachweis an Mustern einer Schaltgerätekombination oder an Teilen davon um zu zeigen, dass die Bauart die Anforderungen erfüllt. Der Bauartnachweis darf durch eines der folgenden gleichwertigen und alternativen Verfahren erfolgen wie: Prüfungen Berechnungen oder die Anwendung von Kontruktionsregeln , Seite 15 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

16 Stücknachweis (entspricht der heutigen Stückprüfung Nachweis, dem jede Schaltgerätekombination während und/oder nach ihrer Herstellung unterworfen wird, um sicherzustellen, dass sie den Anforderungen entspricht. Feststellung etwaiger Werkstoff- und/oder Fertigungsfehler , Seite 16 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

17 Hersteller und Zusammenbau Der Bauartnachweis ist von ursprünglichen Herstellern zu erbringen. Die Produktion oder der Zusammenbau darf von anderen Herstellern oder Schaltanlagenbauern ausgeführt werden, wenn alle vom ursprünglichen Hersteller festgelegten und bereitgestellten Anforderungen und Anweisungen erfüllt werden , Seite 17 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

18 1) Konstruktion 10.2 Festigkeit von Werkstoffen und Teilen 10.3 Schutzart von Umhüllungen 10.4 Luft- und Kriechstrecken 10.5 Schutz gegen elektrischen Schlag 10.6 Einbau von Schaltgeräten und Komponenten 10.7 Innere Stromkreise und Verbindungen 10.8 Anschlüsse für von außen eingeführte Leiter , Seite 18 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

19 2) Verhalten 10.9 Isolationseigenschaften Erwärmung Kurzschlussfestigkeit Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Mechanische Funktion , Seite 19 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

21 Nachweis durch Prüfung Nachweis durch Berechnung Nachweis durch Konstruktionsregeln , Seite 21 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

23 10.2 Festigkeit von Werkstoffen und Teilen Liegt eine Prüfung nach IEC 62208, EN 50298, VDE 0660 Teil 511 vor, dann kann die Prüfung nach 10.2 entfallen. Geprüft werden z.b.: Anheben Korrosion Isolierstoffe und Wärmebeständigkeit Schlagprüfung Aufschriften , Seite 23 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

24 10.3 Schutzart von Umhüllungen Nachweis durch IEC 60529, VDE 0471 Teil 1: Schutzarten durch Gehäuse (IP-Code) Vorzugsweise, wenn kein Wasserschutz verlangt: IP00, IP2X, IP3X, IP4X, IP5X , Seite 24 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

25 10.4 Luft- und Kriechstrecken Nachweis durch IEC , VDE 0110 Teil 1 Isolationskoordination für elektrische Betriebsmittel in Niederspannungsanlagen Teil 1: Grundsätze, Anforderungen und Prüfungen , Seite 25 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

26 10.5 Schutz gegen elektrischen Schlag und Durchgängigkeit von Schutzleiterkreisen Bei innerem Fehler: Nachweis, dass alle Körper und der Schutzleiter wirksam miteinander verbunden sind, Widerstand kleiner 0,1Ω Bei äußerem Fehler: Nachweise durch Konstruktionsregeln, Berechnung oder Prüfung möglich. Bei Prüfung: durch 1-pol. Kurzschluss , Seite 26 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

27 10.6 Einbau von Schaltgeräten und Komponenten Nachweis durch Besichtigung (Konstruktionsregeln). Geräte / Komponenten für die Verwendung / Anforderung in der Anlage prüfen, wie z.b. Bemessungswerte, Einbaulage, Montage, Zugänglichkeit, Wartung usw. Überprüfen der Konstruktions-Anforderungen , Seite 27 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

28 10.7 Innere Stromkreise und Verbindungen Nachweis durch Besichtigung (Konstruktionsregeln). wie z.b. Querschnitte, Verlegung, Kennzeichnung usw. Überprüfen der Konstruktions-Anforderungen , Seite 28 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

29 10.8 Anschlüsse für von außen eingeführte Leiter Nachweis durch Besichtigung (Konstruktionsregeln). Überprüfen der Konstruktions-Anforderungen , Seite 29 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

30 10.9 Isolationseigenschaften Nachweis durch Prüfung (teilweise durch Konstruktionsregeln möglich). 1x Wechselspannungsprüfung (U i ) 1x Stossspannungsprüfung (U imp ) (alternative Prüfung mit Wechselspannung ist hierbei möglich) , Seite 30 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

31 10.10 Erwärmung Nachweis durch: Prüfung Berechnung (Verlustleistung und Abstrahlung über das Gehäuse) Konstruktionsregeln (Überprüfen der Abmessungen gegenüber einem bereits geprüften kleineren Gehäuse bei gleicher Verwendung) , Seite 31 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

32 10.11 Kurzschlussfestigkeit Nachweis durch: Prüfung Berechnung (Strenger Vergleich der Konstruktionsregeln und Berechnung einer bereits geprüften Variante) Konstruktionsregeln (Strenger Vergleich der z.b. Abstände, Querschnitte usw. (Checkliste) mit einer bereits geprüften Variante) , Seite 32 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

33 10.12 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Nachweis durch: Prüfung Konstruktionsregeln Voraussetzung ist: a) die Betriebsmittel erfüllen die Umgebungsbedingung A oder B b) der interne Einbau und die Verdrahtung entspricht den Vorgaben des Geräte-Herstellers , Seite 33 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

34 10.13 Mechanische Funktion Nachweis durch Prüfung. Nicht erforderlich, wenn Funktionseinheiten bereits geprüft worden sind z.b. Geräte nach der entsprechenden Geräte-Norm , Seite 34 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

35 Für den sicheren Umgang mit elektrischen Anlagen und elektrischen Betriebmitteln, sorgen gesetzliche Vorschriften: Gesetz über technische Arbeitsmittel (GPSG) ( Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) ( Unfallverhütungsvorschriften der Berufsgenossenschaften BGV A3 ( , Seite 35 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

36 Die Messung muss mit einem Strom von mindestens 200 ma durchgeführt werden. Die Polarität muss während der Messung getauscht werden , Seite 36 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

37 Spezifischer Widerstand von Kupferleitern Leiterquerschnitt mm² Leiterwiderstand bei 30 C m Ω/m Ω/m Hinweis: Der Widerstand einer Leitung wird durch folgende Faktoren bestimmt: 1,5 12,5755 0,0126 2,5 7,5661 0, ,7392 0,0047 Länge Querschnitt Material Temperatur 6 3,1491 0, ,8811 0, ,1858 0, ,7525 0, ,5467 0, ,4043 0,0004 Praxistipp: Bei einer Temperaturdifferenz von +10 C ändert sich der spezifische Widerstand von Kupfer um ca. + 4% , Seite 37 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

38 Für den Brandschutz ist die Messung des Isolationswiderstandes an jedem der aktiven Leiter von großer Bedeutung. Der VdS fordert daher in seinen Bestimmungen gemäß Klausel 3602 als Ergänzung zur geltenden DIN-VDE-Bestimmung auch die Isolationsmessung zwischen den aktiven Leitern, wobei die Grenzwerte aus den DIN-VDE- Bestimmungen gelten. Nennspannung des Netzes Messspannung Isolationswiderstand Spannung 8SELV/PELV) 250 V 0,25 M Ω Bis 500 V (außer SELV/PELV) 500 V 0,5 M Ω Über 500 V bis 1000 V 1000 V 1,0 M Ω In der Praxis sind in Neuanlagen jedoch Werte üblich, die weit höher liegen (meistens über Messbereichsendwert) , Seite 38 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG

39 Prüfablaufschema nach DIN VDE 0701/0702 Sichtprüfung Messung des Schutzleiterwiderstandes Grenzwert: 0,3 Ω bis 5m Leitungslänge (+ 0,1 Ω/7,5 m) max. 1 Ω Messung des Isolationswiderstandes Grenzwert: 1,0 MΩ Grenzwert: 0,3 MΩ Ja Isolationsmessung möglich? Nein Messung des Schutzleiterstromes Differenzstrom Messmethode Differenzstrom Messmethode Grenzwert: 3,5 ma Messung des Schutzleiterstromes Differenzstrom Messmethode Grenzwert: 3,5 ma Alle Teile mit PE verbunden? Ja Ja Alle Teile mit PE verbunden? Nein Messung des Berührungsstromes Ersatzableitstrom Messmethode direktes Messverfahren Grenzwert: 0,5 ma Funktionsprüfung Nein Messung des Berührungsstromes direktes Messverfahren Grenzwert: 0,5 ma Dokumentation , Seite 39 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG Ende

40 Prüfablaufschema nach DIN VDE 0701/0702 Sichtprüfung Messung des Isolationswiderstandes Grenzwerte: 2,0 MΩ Ja Isolationsmessung möglich? Nein Messung des Berührungsstromes Ersatzableitstrom Messmethode direktes Messverfahren Grenzwert: 0,5 ma Messung des Berührungsstromes direktes Messverfahren Grenzwert: 0,5 ma Funktionsprüfung Dokumentation Ende , Seite 40 ATEAM Die Energietechnologie GmbH & Co. KG