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Stromversorgung

Warum Fehlerstromschutzeinrichtungen sinnvoll sind

| Autor/ Redakteur: Peter-Lukas Genowitz / Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Fehlerstromschutzeinrichtungen steigern die Sicherheit der Bediener, die Verfügbarkeit der Maschinen und die Rentabilität; digitale Funktionen bringen weitere Vorteile mit sich.

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Fehler- und Leckströme können verheerende Auswirkungen auf den menschlichen Körper haben, zu Maschinenausfall führen oder auch Brände auslösen.
Fehler- und Leckströme können verheerende Auswirkungen auf den menschlichen Körper haben, zu Maschinenausfall führen oder auch Brände auslösen.
(Bilder: Eaton)

Die Kosten für Ausfallzeiten einer Maschine können leicht mehrere Zehntausend Euro betragen. Viele Unternehmen arbeiten mit minimalen Lagerbeständen, während die Prozesse mit mehr als 95 % Verfügbarkeit laufen müssen, um der Nachfrage gerecht zu werden. Daher können Ausfallzeiten schnell zu einem Lieferengpass führen und Auswirkungen auf den Umsatz wie auch auf das Kundenvertrauen haben.

Durch Schaltkreisschutz und insbesondere durch digitale Fehlerstromschutzeinrichtungen (RCD) können Maschinenbauer ihren Kunden aus dem produzierenden Gewerbe zu mehr Verfügbarkeit verhelfen, denn solche Systeme ermöglichen lokale und Fernüberwachung mit Vorwarnfunktionen. Diese Technologie stellt dem Instandhaltungspersonal Informationen über den Zustand der Maschine zur Verfügung und erleichtert dadurch die vorbeugende Instandhaltung, was letztlich zu geringeren Ausfallzeiten führt.

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Funktion einer Fehlerstromschutzeinrichtung

Fehlerstromschutzeinrichtungen schützen vor schädlichen elektrischen Störungen, bei denen Fehler- und Leckströme durch Fehlerzustände innerhalb einer elektrischen Schaltung verursacht werden. Diese Ströme können verheerende Auswirkungen auf den menschlichen Körper haben, Herzkammerflimmern oder noch Schlimmeres verursachen; führen sie zum Ausfall von Maschinen, wirkt sich das auf den Gewinn aus. Auch Brände können durch Fehlerströme ausgelöst werden.

Fehlerstromschutzeinrichtungen gibt es schon seit Jahrzehnten. Sie schützen Mensch wie auch Maschine zuverlässig. Erste Patente wurden 1957 Professor Dr. Biegelmeier erteilt, und weitere Entwicklungen folgten mit dem ersten Permanentmagnet-Auslöser im Jahr 1965. Dieser ist noch heute die Kerntechnologie moderner Fehlerstromschutzeinrichtungen. Die erste digitale Fehlerstromschutzeinrichtung mit Technologien des Typs B und B+ kam im Jahr 2014 auf den Markt. Die Vorteile von Fehlerstromschutzeinrichtungen sind also weithin bekannt, aber digitale Fehlerstromeinrichtungen läuten eine neue Ära der vorbeugenden Instandhaltung ein.

Neueste digitale RCD-Technologien

IEC 60364 und die entsprechenden nationalen Normen oder der NEC (National Electrical Code) für Nordamerika bilden die Grundlage für die Installation von elektrischen Niederspannungsanlagen weltweit. Darüber hinaus hat die Normenreihe IEC 60204 grundlegende Bedeutung für Industrieanlagen, da sie die elektrische Sicherheit von Maschinen betrifft. Gemäß der Norm müssen die elektrischen Ausrüstungen einer Maschine alle Sicherheitsanforderungen erfüllen, die bei der Risikobewertung der Maschine bestimmt wurden. Die praktische Erfahrung beweist, dass Fehlerstromschutzeinrichtungen dazu beitragen, das Gefahrenpotenzial zu reduzieren. Ein weiterer von der IEC 60204 empfohlener Aspekt ist die vorbeugende Instandhaltung. Durch Verwendung der neuesten digitalen RCD-Technologien können Maschinenbauer entsprechende Maßnahmen umsetzen.

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Tipp: Whitepaper zum Thema

Zum Thema hat Eaton mehrere Whitepaper veröffentlicht, darunter „Maschinenverfügbarkeit erhöhen durch digitalen Fehlerstromschutz“, „Strombegrenzende Komponenten – Verbesserung des SCCR durch Stärkung der schwächsten Komponenten“ und „Schutzschaltungen – ein unverzichtbarer Teil Ihrer Maschine“. Alle Whitepaper können auf der Webseite des Unternehmens kostenlos heruntergeladen werden.

Perfekte Wahl für Maschinenbauer

Denn digitale Fehlerstromschutzeinrichtungen kombinieren ihre Schutzfunktionalität mit digitalen Funktionen. Das ist auf dem Markt der Schutzeinrichtungen für Schaltungen einzigartig. Indem diese Funktionen zusammenwirken, stellen sie umfangreiche Informationen über den Schaltungsstatus zur Verfügung und verbessern die Verfügbarkeit der geschützten Anlage oder Maschine. Die digitale Technologie wird auf Fehlerstromschutzschalter wie auch auf FI/LS Kombischutzschalter angewendet.

In Echtzeit messen diese Geräte laufend den Fehlerstromwert und nutzen die gewonnenen Ergebnisse, um lokale Vorwarn-LEDs und potenzialfreie Vorwarnsignale dezentral anzusteuern. Diese Vorwarnungen ermöglichen es dem Wartungspersonal, sich entwickelnde Probleme zu beheben, ehe sie zu Unterbrechungen oder Ausfällen führen. Der Systemstatus kann jederzeit abgelesen werden. Kosteneinsparungen sind möglich, weil es weniger ungeplante Serviceeinsätze gibt. Weitere Einsparungen ergeben sich, weil die Prüfungen nur noch einmal jährlich durchgeführt werden müssen.

Verbesserte Systemverfügbarkeit

Auch die Systemverfügbarkeit wird weiter verbessert, da die digitalen Schutzeinrichtungen kurzzeitverzögerte Auslösung und optimierte Auslösegrenzen aufweisen, die sicherstellen, dass kurze vorübergehende Störungen keine Fehlauslösungen und eine geringere Anlagenverfügbarkeit verursachen.

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