MNS & MNS is Niederspannungs schaltanlagen Sicherheitsaspekte

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1 MNS & MNS is Niederspannungs schaltanlagen Sicherheitsaspekte

2 MNS ist ein eingetragenes Warenzeichen. ABB übernimmt keine Haftung für Irrtümer in diesem Handbuch. ABB haftet unter keinen Umständen für unmittelbare, mittelbare, besondere, zusätzliche oder Folgeschäden jeglicher Art, die aus der Verwendung dieses Handbuchs entstehen, und ABB haftet auch nicht für indirekte oder Folgeschäden aus der Verwendung von hier beschriebener Hard- oder Software. Dieses Dokument darf weder ganz noch teilweise ohne schriftliche Zustimmung von ABB reproduziert oder kopiert werden, und der Inhalt darf nicht an Dritte weitergegeben oder für nicht genehmigte Zwecke verwendet werden. Die in diesem Handbuch beschriebene Software wird gemäß einer Lizenz geliefert und darf nur gemäß den Lizenzbestimmungen verwendet, kopiert oder weitergegeben werden. Alle Rechte vorbehalten. Copyright 2010 ABB Automation Products GmbH Ladenburg, Germany

3 MNS & MNS is Niederspannungsschaltanlagen Sicherheitsaspekte Die vorliegende Zusammenstellung von Sicherheitsaspekten gilt für die MNS-Schaltanlagenfamilie, von herkömmlichen Anlagen nach Industrienorm bis zur neuesten innovativen Ausführung MNS is. Weitere technische Informationen sowie eine Übersicht der technischen Daten der genannten Produkte sind in den folgenden Dokumenten zu finden: MNS Systemleitfaden Druckschrift Nr. 1TGC902030B0102 MNS is Systemleitfaden Druckschrift Nr. 1TGC910001B0104

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5 Inhalt Inhalt Bewährtes Sicherheits- Plus" für Bediener und Anlage...6 Energie-Schaltgerätekombination Anwendervorteile...8 Störlichtbogenschutz...10 Schutzarten (IP-Code)...16 Innere Unterteilung...18 Erdbeben, Vibration und Schock...20 Bemessung des Neutralleiters

6 Bewährtes Sicherheits- Plus" Bewährtes Sicherheits- Plus" für Bediener und Anlage Sicherheitsphilosophie in MNS Universelle Regel für ein hohes Maß an Sicherheit: Hoher Personenschutz ohne Abstriche beim Anlagenschutz Prioritäten für den Schutz: 1. Priorität: Aktiver Schutz Das Auftreten eines Fehlers wird vermieden. 2. Priorität: Passiver Schutz Tritt dennoch ein Fehler auf, wird er auf seinen Entstehungsort begrenzt, Schäden durch Stör lichtbögen werden minimiert. Die Beachtung aller Bauanforderungen in DIN EN /-2 gewährleistet grundlegenden Personen- und Anlagenschutz. ABB geht über diese Norm in denjenigen Fällen hinaus, in denen ein höheres Gefährdungspotenzial zu erwarten ist, z. B. im Bereich der Einspeisung von Sammelund Verteilschienen und der Modulanbindung bis zum kurzschlussstrombegrenzenden Gerät. Es war somit möglich, bei den weltweit installierten MNS-Feldern eine Betriebssicherheit von nahezu 100 % zu erreichen. Wie in dem Diagramm dargestellt, werden in diesen Fällen zusätz liche Maßnahmen vorgesehen, so dass ein höheres Maß an Sicherheit erreicht wird, um speziellen Risiken zu begegnen. Dies wird z. B. durch die Verwendung optimierter Werkstoffe oder besonderer Bauweisen erreicht. 6 Sicherheitsniveau MNS IEC/DIN EN Schutzbedarf

7 Bewährtes Sicherheits- Plus" Beispiel: Entwicklung der Normen und Prüfungen für die Lichtbogenfestigkeit Bereits im Jahre 1979 führte ABB erste Lichtbogenprüfungen am MNS-System durch, die damals noch auf der Mittelspannungsnorm VDE 0670 bzw. IEC sowie den PEHLA-Vorschriften beruhten. Von zentraler Bedeutung war der reine Personenschutz. Die erste internationale Norm zur Durchführung von Lichtbogentests für Niederspannungs- Schaltanlagen wurde 1996 veröffentlicht (IEC VDE 0660 Teil 500, Beiblatt 2). Das Ziel war es, die Auswirkungen eines möglichen Lichtbogens auf die Sicherheit des Betriebsperso nals festzustellen. Bereits 1983 setzte ABB die internen Prüfvorschriften für Lichtbogenprüfungen um, die sich auch auf die Anlagensicherheit bezogen. 7

8 Energie-Schaltgerätekombination Energie-Schaltgerätekombination Anwendervorteile DIN EN /-2 teilt die Prüfungen zum Nachweis der Kenndaten einer Schaltgerätekombination ein in: Bauartnachweis (Abs. 10) Stücknachweis (Abs. 11) Bauartnachweis durch Prüfung 10.1 Bauartnachweis / Allgemeines Der Bauartnachweis dient zum Nachweis der Übereinstimmung der Bauart der Schaltgerätekombination oder des Schaltgerätekombinationssystems mit den Anforderungen dieser Reihe der Normen. Die Prüfungen sind an einem repräsentativen, neuwertigen Prüfling einer Schaltgerätekombination durchzuführen. Die MNS-Niederspannungsschaltanlage wird umfangreichen, normengerechten Typprüfungen unterzogen, um ein Höchstmaß an Sicherheit zu gewährleisten. Diese Prüfungen orientieren sich an den kritischsten repräsentativen Einsatzbedingungen des Gesamtprodukts bzw. dem Leistungsspektrum der Schaltanlage im Vergleich zur Prüfnorm. Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind die Basis für die Planungsunterlagen der verschiedenen Niederspannungsschaltgerätekombinationen (PSC) gemäß IEC /-2 DIN EN /-2 *). Das Sicherheitsniveau dieser Norm sowie eine gleichbleibende Qualität werden durch strikte Beachtung der Planungsunterlagen und Her stellungs vor schriften sichergestellt. * ) Wenn Prüfungen der Schaltgerätekombination nach der Reihe IEC druchgeführt worden sind, bevor die zutreffende Produktnorm in der Reihe IEC /-2 veröffentlicht wurde, und die Prüfergebnisse die Anforderungen des zutreffenden Teils von IEC /-2 erfüllen, braucht der Nachweis dieser Anforderungen nicht wiederholt zu werden. 8 Bauartnachweis (zugehöriger Abschnitt von IEC ) Nachweis der Einhaltung der Grenzübertemperaturen (10.10) Nachweis der Isolationseigenschaften (10.9) Nachweis der Kurzschlussfestigkeit (10.11) Nachweis der Wirksamkeit des Schutzleiterkreises (10.5) Nachweis der Kriech- und Luftstrecken (10.4) Nachweis der mechanischen Funktion (10.13) Nachweis der IP-Schutzart (10.3) Sicherheitsgewinn für Bediener und Anlage Längere Lebensdauer von Schaltanlage und Betriebsmitteln. Vermeidung von Brandgefahren. Vermeidung von Überspannungsschäden. Äußere Einflüsse können einen Kurzschluss im Versorgungsnetz verursachen. Die Schaltanlage hält den mechanischen und thermischen Wirkungen des Kurzschlussstromes stand und schaltet ihn ab. Die Ausbreitung des Kurzschlusses wird auf den Funktionsraum begrenzt, in dem der Kurzschluss entstanden ist. Vermeidung von Brandgefahren. Vermeidung berührungsgefährlicher Spannungen an leitfähigen inaktiven Teilen. Die Abschaltung der Spannung im Fehlerfall garantiert den Personenschutz. Umwelteinflüsse können die Isolationseigenschaften verschlechtern (z. B. Staub und Feuchtigkeit). MNS ist für den Einsatz in industrieller Umgebung geeignet. Hohe Lebensdauer beweglicher Teile und Geräte. MNS übertrifft die Normanforderungen deutlich. Schutz gegen direktes Berühren spannungsführender Teile. Schutz gegen Eindringen von Fremdkörpern und Flüssigkeiten gewährleistet Personenschutz und sicheren Betrieb.

9 Energie-Schaltgerätekombination Stücknachweis bei der Herstellung von MNS-Schaltanlagen 11.1 Stücknachweis / Allgemeines Der Nachweis dient zum Feststellen von Werkstoff- und Fertigungsfehlern und um das richtige Funktionieren der fertiggestellten Schaltgerätekombination sicherzustellen. Er wird an jeder Schaltgerätekombination durchgeführt. Stücknachweis Durchsicht der Schaltgerätekombination einschließlich der Verdrahtung und gegebenenfalls elektrische Funktionsprüfung 11.9 Isolationseigenschaften durch Prüfwechselspannung (1sec) Allgemeines Alle elektrischen Betriebsmittel der Schaltgerätekombination müssen bei der Prüfung angeschlossen sein, mit Ausnahme der Geräte, die nach den für sie gültigen Bestimmungen für eine geringere Prüfspannung ausgelegt sind Bewertung der Isolationsprüfung Die Isolationsprüfung gilt als bestanden, wenn kein Durchschlag oder Überschlag auftritt. 9 Die werkseitig konsequent nach diesen Vorschriften durchgeführten Stückprüfungen ge währleisten die Qualität von Material und Fertigung. Richtlinien wie Prüfanweisungen und Werkstatt-Checklisten berücksichtigen alle relevanten mechanischen und elektrischen Prüfpunkte. Stücknachweis (zugehöriger Abschnitt von IEC ) Durchsicht der Verdrahtung und gegebenenfalls elektrische Funktionsprüfung (11.1) Isolationsprüfung (11.9) Kontrolle der Schutzmaßnahmen und der durchgehenden Verbindung der Schutzleiter (11.4) Sicherheitsgewinn für Bediener und Anlage Gewährleistet richtige Ausführung und Funktion. Die Schaltanlage hat keine Isolationsfehler und hält der Beanspruchung durch Überspannung stand. Gewährleistet Schutz gegen direktes und indirektes Berühren spannungsführender Teile.

10 Störlichtbogenschutz Störlichtbogenschutz IEC Richtlinien zu Verfahren für die Prüfung unter Störlichtbogenbedingungen Dieser technische Bericht gilt für gekapselte Niederspannungsschaltgerätekombinationen, die nach DIN EN /-2 gefertigt werden. Die Prüfung erfolgt gemäß einer Vereinbarung zwischen Hersteller und Benutzer. Sie gilt nicht als Typprüfung. Der einzige Zweck dieser Prüfung besteht darin, festzustellen, inwieweit die Schaltanlage das Risiko von Personenschäden aufgrund eines Störlichtbogens begrenzen kann. Mit VDE 0660 T500 Beiblatt 2 von Mai 2009 wurden die Prüfkriterien 6 und 7 ergänzt, um den Anlagenschutz zu berücksichtigen. 10 Die hohe Zuverlässigkeit von typ- und stückgeprüften Schaltgerätekombinationen kann das Risiko von fremdverursachten Störlichtbogenfehlern nicht komplett eliminieren. Beispielsweise können Störlichtbogenfehler verursacht werden durch: externe Einflüsse, z. B. in der Anlage vergessenes Werkzeug oder Materialreste nach Wartungs- oder Umbauarbeiten. leitende Ablagerungen auf isolierenden Tragteilen unter ungünstigen Umgebungs - bedingungen. Die Lichtbogenfestigkeit umfasst zwei verschiedene Aspekte: Personensicherheit für Bedienungs- und Wartungspersonal Anlagensicherheit zur Begrenzung von Schäden in der Anlage und zum Löschen des Störlichtbogens innerhalb bestimmter Bereiche und Funktionsräume. Aufgrund dieser Fehler können ionisierte Gase und Zersetzungsprodukte die Isolationsfähigkeit der Luftstrecke zwischen zwei benachbarten Leitern herabsetzen. Es wird ein Lichtbogen mit Stromstärken von mehreren Tausend Ampere und Temperaturen bis zu C gezündet. Diese Bedingungen führen zu einem starken Druckaufbau in der Schaltanlage. Prioritäten für den Lichtbogenschutz in MNS Priorität 1 Aktiver Schutz in MNS Das ABB MNS Grundprinzip ist, dass durch spezielles Design die Entstehung eines Störlichtbogens verhindert wird. Priorität 2 Passiver Schutz in MNS Sollte ein Störlichtbogen trotz aller Vorkehrungen verursacht werden, bleibt er auf den Entstehungsort begrenzt. Funktionseinheiten in benachbarten Räumen werden nicht beeinträchtigt.

11 Störlichtbogenschutz Konstruktive Maßnahmen für einen optimalen aktiven und passiven Störlichtbogenschutz: Bereich Räume für Sammelschienen / Feldverteilschienen Funktionseinheiten Externen Anschluss Sammelschienen: Wenn Formen der inneren Unterteilung gefordert sind: Schutz gegen Be rüh - rung gefährlicher Teile Schutz gegen Ein - dringen von festen Fremdkörpern Norm DIN EN , Kapitel 8.5 Formen der inneren Unterteilung und Anhang AA Keine Unterteilung zwischen Sammelschienen und Feldverteil - schienen erforderlich Sammelschienen befinden sich aufgrund der inneren Unterteilung in einem separaten Raum: Die Schutzart gegen Berührung gefährlicher Teile muss zumindest IPXXB sein. Die Schutzart gegen Eindringen fester Fremdkörper muss zumindest IP2X sein. Spezifische Lösung in MNS zur Gewährleistung von hohem Personen- und Anlagenschutz Gemeinsamer Funktionsraum für das Hauptsammelschienensystem. Die MNS Feldfunktionswand (FFW) stellt einen separaten Raum für die Feldverteilschienen dar, die Feldverteil schienen sind hierbei einphasig gekapselt. Die Schutzart ist mindestens IP20. Option für höheren Schutz durch einphasige Kapselung der Sammelschienen. Sammelschienenraum Verteilschienenraum mit Feldfunktionswand 11 Kurzschlusssichere fehlerfreie Zone Gasdichte Verbindungen Sammelschienen- Befestigung Anschlüsse Hauptkontaktsystem der Einschubtechnik Die DIN EN /-2 enthält keine An forderungen zur Wartung der Sammelschienenbefestigung und Ab dichten von Sammelschienenverbindungen zu benachbarten Funktionsräumen. Die DIN EN /-2 enthält keine Vorgaben zu Einphasiger Kapselung Ausführung der Hauptkontaktierung Wartungsfreies Sammelschienen - system mittels Schrauben mit Gewindesicherung und Verwendung von Spannscheiben. Gasdichte Verbindung zwischen: - Sammel- und Verteilschienen - Sammelschienen und Schienen anderer Funktionseinheiten Einphasig gekapselte Kontakte. Das Kontaktgehäuse des Einschubes bildet bereits vor dem Kontaktieren zu den Verteilschienen eine einphasige Kapselung.

12 Störlichtbogenschutz Konstruktive Maßnahmen für einen optimalen aktiven und passiven Störlichtbogenschutz: Bereich Fehlerfreie Zone Norm DIN EN /-2 Kapitel Auswahl und Verlegung von nicht geschützten aktiven Leitern, damit sind Kurzschlüsse nicht zu erwarten. Spezifische Lösung in MNS zur Gewährleistung von hohem Personen- und Anlagenschutz Fehlerfreie Zone durch Feldfunktionswand (FFW) und kurzschlussfestes Kabel (siehe Skizze) garantiert höhere Sicherheit zwischen Hauptsammel - schienen und Kurzschlussschutzgerät. Sammelschienen Feldverteilschienenraum Fehlerfreie Zone, spezielle Anforderungen an Leiter und Isolierung Kurzschlussschutzgerät 12 Definition der fehlerfreien Zone: Der Begriff fehlerfreie Zone beschreibt den Bereich innerhalb des Feldes, der aus den Feldverteilschienen, den Einschubhauptkontakten und Einspeisekabeln zum Kurzschlussschutzgerät besteht. In DIN EN , Kapitel heißt es: dass unter bestimmungsgemäßen Betriebsbedingungen zwischen den aktiven Leitern oder zwischen aktiven Leitern und Schutzleiter kein Kurzschluss zu erwarten ist. Dies ermöglicht, die Kurzschlussfestigkeit der Betriebsmittel und Zuleitungen in der fehlerfreien Zone (siehe Definition) auf den Wert zu dimensionieren, der auf der Lastseite des Kurzschlussschutzgerätes zu erwarten ist.

13 Störlichtbogenschutz Bereich Norm Spezifische Lösung in MNS zur Gewährleistung von hohem Personen- und Anlagenschutz Vergleichszahl der Kriechwegbildung (CTI) Isolierstoffgruppen DIN EN Kapitel Tabelle 2 Vorgeschriebene Mindestanforderungen: Isolierstoffgruppe IIIb = CTI Wert MNS-Standard: Isolierstoffgruppe II = CTI-Wert Luftstrecken zwischen Sammel - schienen zwischen Feldverteilschienen bei einer Be messungsstoß - spannungsfestigkeit (U imp ) von 12 kv DIN EN Kapitel und Tabelle 1 Erforderliche Mindestluftstrecke: 14 mm Die Mindestluftstrecke bei MNS beträgt 20 mm. Kriechstrecken zwischen Sammelschienen DIN EN Kapitel und Tabelle 2 Erforderliche Mindestkriechstrecke: 14 mm bei Bemessungs- Isolationsspannung = 1000 V Kriechstrecken betragen im MNS-Hauptsammelschienensystem 30 mm. Kriechstrecken zwischen Verteilschienen DIN EN Kapitel und Tabelle 2 Erforderliche Mindestkriechstrecke: 14 mm bei Bemessungs- Isolationsspannung = 1000 V Kriechstrecken betragen im MNS-Verteilschienensystem in der Feldfunktionswand 30 mm. 13 Luftstrecke Kriechstrecke Leiter Leiter Isolierstoff

14 Störlichtbogenschutz Prüfkriterien für die Störlichtbogenfestigkeit EN Beiblatt 2 / IEC : 2008 Prüfkriterium 1-5 für den Personenschutz: Kriterium Nr. 1 Ordnungsgemäß gesicherte Türen und Abdeckungen bleiben geschlossen. 2 Keine Teile fliegen weg. 3 Es treten keine eingebrannten Löcher in der Umhüllung auf. 4 Die Baumwolltuchindikatoren entzünden sich nicht (Entzündungen durch Lackbrand oder Aufkleber werden nicht berücksichtigt). 5 Die Schutzleiterfunktion bleibt erhalten. Prüfanforderungen für den Anlagenschutz und die Systemfunktion: 6 Der Lichtbogen bleibt auf den vorgesehenen Bereich beschränkt, es treten keine Rückzündungen in benachbarten Bereichen auf. 7 Ein Anlagennotbetrieb muss möglich sein, nachdem der Fehler repariert wurde, und/oder die betroffenen Anlagenteile entfernt oder isoliert wurden. Diese An forderung muss durch einen Isolationstest nachgewiesen werden, der mit 1,5facher Bemessungsbetriebsspannung über 1 Minute Dauer durchgeführt wird. 14 Durchführung der Prüfung und Ergebnisse für MNS Die erforderlichen Werte für die Störlichtbogenfestigkeit werden durch die Normwerte für Betriebsspannung, Kurzschlussstrom und die Abschaltzeit auf der Zugangsseite der Schaltanlage bestimmt. Die Werte für die MNS Standardausführung sind 690 V ±10 % / 50 ka / 300 ms. Hinweis in IEC über die Dauer der Prüfungen: Wenn die Anlage von einem Transformator eingespeist wird, sollte die zugelassene Lichtbogen dauer generell 0,3 s betragen, um ein Ansprechen des Hochspannungsschutzes zu ermöglichen. Ergebnisse für MNS: Prüfkriterium 1-5 für den Personenschutz sind erfüllt Prüfkriterium 6-7 für den Anlagenschutz sind erfüllt

15 Störlichtbogenschutz Störlichtbogen-Zündpunkte: e c b a d Hinweis: Eine Lichtbogenprüfung bei Zündpunkt b) und c) ist nicht gefordert, da diese in der fehlerfreien Zone liegen. Siehe EN Kapitel MNS wird jedoch voll geprüft, um auch dieses Kriterium zu erfüllen. Zündpunkt a Abgang des Kurzschlussschutzgeräts des Einschubs (Sicherung oder strombegrenzender Kompaktleistungsschalter). Der Kurzschlussstrom wird innerhalb der Abschaltzeit des Kurzschlussschutzgeräts abgeschaltet. In den Prüfungen betrug diese Zeit 2-10 ms. Der Lichtbogen ist selbstver löschend. Die Schaltanlage bleibt in Betrieb. Zündpunkt b Einspeisung des Kurzschlussschutzgeräts des Ein schubs (Kurzschlussstrom wird nicht von Kurzschluss schutzgerät begrenzt). Die Geräte werden auf Lichtbogen festigkeit für die Dauer von 300 ms geprüft. Der Lichtbogen erlischt. Zündpunkt c Feldverteilschienen in Feldfunktionswand integriert. Die Geräte werden auf Lichtbogenfestigkeit für die Dauer von 300 ms geprüft. Der Lichtbogen erlischt. Zündpunkt d Einspeisefeld - vor Einspeiseschalter Die Lichtbogendauer wird durch die "Prüfungsanordnung (Quelle) auf 300 ms begrenzt. Zur Reduzierung von Schäden ist MNS wie folgt konstruiert: Fall d1) Typprüfungen haben die folgende Philosophie bestätigt: Es gibt keine Störlichtbogenbarriere zwischen den Einspeise- und Abgangskontakten des Leistungsschalters. Ein Störlichtbogen, der auf der (ungeschützten) Einspeiseseite des Schalters gezündet wird, geht auf die (geschützte) Abgangsseite über. Der Strom wird vom Leistungsschalter innerhalb der eingestellten Auslösezeit (unter 300 ms) abgeschaltet. Der Störlichtbogen erlischt. Der Schaden bleibt gering. Fall d2) Der Störlichtbogen wird vom Schalter nicht begrenzt. Der Störlichtbogen wird auf der (ungeschützten) Einspeiseseite des Leistungsschalters gezündet. Der Störlichtbogen wird daran gehindert, auf die (geschützte) Abgangsseite des Leistungsschalters überzuspringen. Die Komponenten sind für die Dauer von 300 ms lichtbogenfest. Der Strom wird nach 300 ms gemäß der Prüfungsanordnung abgeschaltet. Der Lichtbogen erlischt. Zündpunkt e Hauptsammelschienen Fall e1) Voll isolierte Sammelschienen, kein Fußpunkt: Die Zündung eines Lichtbogens ist nicht möglich. Fall e2) Bei dieser Prüfung wird die Auslösevorrichtung im Einspeisefeld mechanisch an der Auslösung gehindert. Der Störlichtbogen läuft bis zum Ende der Sammelschienen. Der Strom wird nach 300 ms abgeschaltet. Der Störlichtbogen erlischt am Ende der Sammelschienen. Der Schaden bleibt gering. Fall e3) Bei dieser Prüfung begrenzt der Leistungsschalter im Einspeisefeld den Kurzschlussstrom. Der Strom wird vom Leistungsschalter innerhalb der eingestellten Auslösezeit von weniger als 300 ms abgeschaltet. Der Lichtbogen erlischt. Der Schaden bleibt gering. 15

16 Schutzarten (IP-Code) Schutzarten (IP-Code) Die Schutzart einer Anlage, d. h. in welchem Maße Schutz vor Berührung spannungsführender Teile, dem Eindringen von festen Fremdkörpern und Flüssigkeiten besteht, wird durch die Kennzeichnung IP... gemäß IEC (EN Kapitel ) kenntlich gemacht. Die Schutzart ist auch ein Kriterium für Bauartnachweis (DIN EN Kapitel 10.3). Sie erfolgt gemäß einer Vereinbarung zwischen Hersteller und Benutzer (DIN EN Anhang C). Begriffsbestimmungen Schutzart elektrischer Betriebsmittel gemäß IEC 60529: 1. Schutz von Personen gegen Zugang zu gefährlichen Teilen innerhalb der Umhüllung 2. Schutz der Betriebsmittel innerhalb der Umhüllung gegen Eindringen von festen Fremdkörpern 3. Schutz der Betriebsmittel innerhalb der Umhüllung gegen schädliche Einwirkungen durch das Eindringen von Wasser Bezeichnung der Schutzarten: IP 3 1 D Code-Buchstaben für "Internal Protection" (inneren Schutz) Zusatzbuchstabe (optional) 1. Kennziffer: Schutz gegen Eintritt von Fremdkörpern und Staub 2. Kennziffer: Schutz gegen Eindringen von Wasser mit schädlichen Einwirkungen 16 Bemerkung Wird eine Kennziffer nicht spezifiziert, wird sie durch den Buchstaben "X" ersetzt, bzw. durch "XX", wenn beide Ziffern entfallen können. MNS - Standardmäßig verfügbare Schutzarten Belüftet Lüftungsgitter in: Türen, Abdeckungen und Dachblech IP30 IP31 IP32 Maximale Wärmeableitung (durch Luftkonvektion) IP40 IP41 IP42 Unbelüftet Gekapselt, keine Lüftungsöffnungen IP54 Geringe Wärmeableitung (Wärmeabstrahlung nur über die Gehäuseoberfläche) Bemerkung Da MNS für den Betrieb in Innenräumen konstru iert wurde, sind keine IP-Schutzarten für Strahl wasser und Eintauchen in Wasser vorgesehen.

17 Schutzarten (IP-Code) Schutz des Betriebsmittels Schutz von Personen Erste Kennziffer Schutz gegen Eindringen von Schutz vor Zugang festen Fremdkörpern zu gefährlichen Teilen mit: 2 12,5 mm Durchmesser Finger 12,5 3 2,5 mm Durchmesser Werkzeug 4 1,0 mm Durchmesser Draht 5 staubgeschützt Draht Zweite Kennziffer Schutz gegen Eindringen von Wasser mit schädlichen Einwirkungen 0 Nicht geschützt 1 Senkrecht fallendes Tropfwasser (z. B. Kondenswasser) 2 Senkrecht fallendes Tropfwasser. Das Gehäuse ist in einem beliebigen Winkel bis zu 15 in eine Richtung aus der Senkrechten gekippt 17 3 Sprühwasser mit einem Winkel von bis zu 60 in eine Richtung aus der Senkrechten 4 Spritzwasser, das aus irgendeiner Richtung auf das Gehäuse trifft Zusatzbuchstabe (optional) A B C D Schutz vor Zugang zu gefährlichen Teilen mit: Handrücken 50 mm Durchmesser Finger/Werkzeug 12,5 mm Durchmesser, 80 mm Länge Werkzeug/Draht 2,5 mm Durchmesser, 100 mm Länge Werkzeug/Draht 1,0 mm Durchmesser, 100 mm Länge

18 Innere Unterteilung Innere Unterteilung Die innere Unterteilung erfolgt gemäß einer Vereinbarung zwischen Hersteller und Benutzer (DIN EN Anhang AA, innere Unterteilung von Schaltgerätekombinationen durch Abdeckungen oder Trennwände). Die Schaltgerätekombinationen werden durch Trennwände oder (metallische oder nichtmetallische) Schutzabdeckungen in einzelne Abteile oder abgedeckte, geschützte Fächer unterteilt. Ziel: Wenn Zugang zu einer Funktionseinheit erforderlich ist (für Erweiterungen oder Wartung), sollte dieser ohne Abschaltung der gesamten Niederspannungsanlage möglich sein. Lösung: Die innere Unterteilung erhöht die Sicherheit von Personal und Anlage. Schutz vor direktem Kontakt kann durch geeignete kon struktive Maßnahmen an der Anlage selbst erreicht werden. Das Risiko eines internen Störlichtbogens wird minimiert. Formen der Unterteilung Form 1 Form 2b Form 4a Form 3b Form 4b 18 Innere Unterteilung Keine Unterteilung Klemmen nicht in demselben Raum wie zugehöriges Gerät: Form 4b Trennung der Klemmen für externe Leiter von den Funktionsgeräten: Formen 3b, 4b Trennung aller Funktionseinheiten voneinander: Formen 4a, 3b, 4b Trennung der Sammelschienen einschl. Feldverteilschienen von den Funktionsgeräten und Klemmen für externe Leiter. Formen 2b, 4a, 3b, 4b Schutz von Personen Kein Schutz bei geöffneten Türen Schutz der Klemmen benachbarter Funktionseinheiten: Form 4b Zusätzlicher Schutz bei Arbeiten an den Klemmen für externe Leiter: Formen 3b, 4b Personen sind bei Arbeiten an den Funktionseinheiten gegen Berühren benachbarter Funktionseinheiten geschützt: Formen 4a, 3b, 4b Personen sind bei Arbeiten an den Funktionseinheiten gegen Berühren der Sammelschienen bzw. Verteilschienen geschützt: Formen 2b, 4a, 3b, 4b Schutz der Betriebsmittel Kein interner Schutz Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern zwischen einzelnen Anschlussräumen: Form 4b Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern zwischen Funktionseinheiten und dem gemeinsamen Anschlussraum: Formen 3b, 4b Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern in eine benachbarte Funktionseinheit: Formen 4a, 3b, 4b Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern von den Funktionseinheiten in den Sammelschienenraum: Formen 2b, 4a, 3b, 4b

19 Innere Unterteilung MNS-Technik unter Beachtung der Formen der inneren Unterteilung Form 1 Form 2b Form 4a Form 3b Form 4b MNS Lösung Nur als Sonderausführung auf Kundenwunsch. MNS gewährleistet bei Form 1 einen Basisschutz. Darüber hinaus stellt MNS mit der MNS Feldfunktionswand auch einen gesonderten Raum für Verteil schienen zur Ver fügung. MNS bietet ein eigenes Feld für Funktionseinheiten mit Direktanschluss an Hauptsammelschienen. Jede Phase ist ge kapselt wie bei Form 4b Bei MNS-Einschüben ist jede Phase an den externen Klemmen vollständig gekapselt. 19 Besondere, über die IEC-Bestimmungen hinausgehende Maßnahmen in MNS Alle inneren Unterteilungen erfüllen die Anforderungen des Personen- und Anlagenschutzes. Form 1 Auch wenn keine innere Unterteilung gefordert ist, bietet MNS folgende Basis-Sicherheitsausstattung: Trennwand zwischen den Geräteräumen der Schaltfelder sowie Trenn wand zwischen dem Kabelanschlussraum und dem Sammelschienenraum (bei Modultechnik). Form 2b bis 4b Ist eine innere Unterteilung erforderlich, bietet MNS durch den Einsatz der Feldfunktionswand (FFW) zusätzlichen Schutz. Die FFW ist ein gesonderter Raum für die Feld- verteilschienen, und stellt eine gasdichte Trennung zwischen den Hauptsammelschienen und den Feldverteilschienen dar. Die Schutzart zwischen dem Geräteraum und den Verteilschienen mit der Feldfunktionswand entspricht IP20 ohne die Notwendigkeit von beweglichen Abdeckungen. Form 2b bis 4a Schaltanlagen mit Funktionseinheiten zum Direktanschluss an die Hauptsammelschienen, vor allem für Einspeisefelder, Kuppelfelder und Abgänge. Für Schaltanlagen mit Abgangsmodulen. Form 3b bis 4b Für Schaltanlagen mit Einschüben.

20 Erdbeben, Vibration und Schock Erdbeben, Vibration und Schock MNS wurde erfolgreich geprüft nach: IEC (Schwingung) IEC (einfacher Schock) Germanischer Lloyd, Lloyd s Register of Shipping 20 Standardausführung Entsprechend den genannten Normen hält MNS (bei direkter Bodenbefestigung) in der Standardversion, d. h. ohne zusätzliche Verstärkungen des Gerüsts, der Module etc., den Beanspruchungen durch Vibration und Schock bis 0,7 g (vertikal, horizontal, diagonal) stand. Die Funktionssicherheit der Geräte, Kontakte und Verbindungen ist gemäß der Norm innerhalb von MNS gewährleistet. Beispielsweise halten die Systemverschraubungen nachweislich der Dauerbelastung durch Vibration auf Baggern oder Schiffen stand, vorausgesetzt, die empfohlenen Wartungsintervalle werden eingehalten. Individuelle Lösungen Bei im Einzelfall weiter gehenden Anforderungen an die Erdbebenfestigkeit einer Anlage werden für die Projektierung und ggf. die Prüfung eines speziell abgestimmten Anlagen-Designs folgende Angaben benötigt: die Beanspruchung am Aufstellungsort die zu erwartende Beschleunigung im Erdbebenfall der Frequenzbereich sowie das Antworts pektrum des Gebäudes Diesen erhöhten Anforderungen kann entsprochen werden z. B. durch: die Aufstellung der Anlage auf Dämpfern oder alternativ die Verwendung von schockfesten Geräten die Verstärkung des Gerüsts, der Umhüllung und weiterer Systemteile

21 Bemessung des Neutralleiters Bemessung des Neutralleiters Die Norm IEC Anhang C Punkte die Vereinbarungen zwischen Hersteller und Anwen der zum Inhalt haben enthält keine Anforderungen hinsichtlich der Dimensionierung des Neu tral leiters. ABB empfiehlt jedoch, auf jeden Fall eine Vereinbarung über die Ausführung des Neutralleiters zu treffen, insbesondere, wenn mindestens eine der nachfolgend beschriebenen Betriebsbedingungen vorliegt. Verschiedene heutzutage eingesetzte Betriebsmittel können unerwünschte Neutralleiterströme verursachen. Diese unerwünschten Neutralleiterströme sind auf Oberschwingungen zurückzuführen und können den Wert des Phasenstroms übersteigen. Aufgrund der 3. Oberschwingung (150 Hz in einem 50 Hz-Netz) ist eine erhebliche Be lastung des Neutralleiters zu erwarten, da die Phasenströme bei dieser Frequenz sich nicht neutralisieren, sondern addieren. Der Neutralleiter kann dadurch überlastet und damit überhitzt werden. 21 Dies betrifft z. B. Netzteile, insbesondere wenn sie mit Glättungskondensatoren bestückt sind. Netzteile ohne Transformatoren, z. B. getaktete Netzteile von Computern Leuchten mit elektronischem Vorschaltgerät Phasengesteuerte Umrichter und Steue run - gen, z. B. Frequenzumrichter Da in der Praxis derartige Verbraucher häufig gleichzeitig betrieben werden, addieren sich die Wirkungen. Empfohlene Schutzmaßnahmen: MNS bietet als Standardlösung ein 4-poliges Sammelschienensystem an. Neutralleiter werden vorzugsweise mit 50 % oder 100 % der Bemessungswerte des Phasenleiters ausgeführt. In einigen Fällen ist auch eine Leiterbemessung bis zu 200 % möglich. Es ist zu prüfen, ob der Neutralleiterstrom durch aktive ABB-Filter (THF) gesenkt werden kann. Durch richtige Bemessung filtern diese Geräte die durch die 3. Oberwelle erzeugten unerwünschten Neutralleiterströme heraus. Es ist in Betracht zu ziehen, den Neutralleiter im Schutzkonzept (Überlastabschaltung) zu berücksichtigen.

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24 Kontakt ABB Low Voltage Systems ABB Automation Products GmbH Wallstadter Str. 59 D Ladenburg Deutschland Hinweis: Technische Änderungen der Produkte sowie Änderungen im Inhalt dieses Dokuments behalten wir uns jederzeit ohne Vorankündigung vor. Bei Bestellungen sind die jeweils vereinbarten Beschaffenheiten maßgebend. ABB übernimmt keinerlei Verantwortung für eventuelle Fehler oder Unvoll ständigkeiten in diesem Dokument. Wir behalten uns alle Rechte an diesem Dokument und den darin enthaltenen Gegenständen und Abbildungen vor. Vervielfältigung, Bekanntgabe an Dritte oder Verwertung seines Inhaltes auch von Teilen ist ohne vorherige schriftliche Zustimmung durch ABB verboten. Druckschriften-Nr. 1TGC B0104 Copyright 2010 ABB Alle Rechte vorbehalten