Zonenselektivität im Kompaktschalterbereich

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Übertragung von Sperrsignalen auf verdrillten Zweidrahtleitungen

Im Unterschied zur Strom- und Zeitselektivität beruht die Zonenselektivität auf der Übertragung von Sperrsignalen auf verdrillten Zweidrahtleitungen zwischen den Leistungsschaltern. Dabei sendet jeder Schalter der den Kurzschlussstrom dedektiert, ein Sperrsignal zu allen übergeordneten Schaltgeräten. Nur derjenige Schalter unterbricht den Strom, der einen Kurzschlussstrom detektiert, jedoch kein Sperrsignal erhält. Wenn jetzt beispielsweise auf der Einspeisung zur Sammelschiene der Zone 3 ein Fehler auftritt, wird dabei dieser sowohl vom einspeisenden Leistungsschalter der Zone 2 als auch von dem Leistungsschalter der Zone 1 dedektiert. Nun sendet der Leistungschalter der Zone 2 ein Sperrsignal an den Schalter der Zone 1, erhält selber aber kein Signal, somit ist er der einzig ausschaltberechtigte Schalter und schaltet den Fehler ab.

Auf diese Weise erreichen beispielsweise die offenen Leistungsschalter der Baureihe Emax von ABB Gesamtabschaltzeiten von kleiner 100 ms, unabhängig davon, in welcher Zone der Fehler aufgetreten ist.

Grundsätzlich wird die Zonenselektivität der kurzzeitverzögerten Kurzschlussschutzfunktion überlagert. Dadurch wird sichergestellt, dass falls ein Sperrsignal z.B. auf Grund eines Drahtbruchs nicht übertragen werden sollte, die Anlage dennoch nach der herkömmlich eingestellten Staffelzeit abgeschaltet wird. Der Mehraufwand für diese Technologie hält sich dabei in vertretbaren Grenzen, da lediglich eine 24V DC Stromversorgung und die Zweidrahtverdrahtung zusätzlich bereitgestellt werden müssen. Diese einfache Technologie führt zu einer hohen Störfestigkeit und Auslösesicherheit.

Zonenselektivität mit zwei Sperrsignalen bei komplizierteren Netzformen

Bei komplizierteren Netzformen wie dem Maschennetz reicht der Einsatz eines Sperrsignals pro Leistungsschalter nicht mehr aus. Hierfür bietet ABB seit einiger Zeit auch eine spezielle Zonenselektivität mit zwei Sperrsignalen an.

Neben dem optimalen Aufbau der Selektivität ist aber vor allem auch das schnelle Erkennen eines Fehlers eine unabdingbare Voraussetzung für das schnelle Abschalten eines Fehlers. Hierfür kommen schnelle Kurzschlussauslöser zum Einsatz. Zur Kurzschlusserkennung dient die Technologie des Early Fault Detection and Prevention, kurz EFDB. Damit ist beispielsweise der Überstromauslöser PR223EF von ABB in der Lage einen entstehenden Kurzschluss in weniger als 300 µs zu erkennen. In Kombination mit einer entsprechend schnellen Leistungsschaltermechanik werden somit Gesamtabschaltzeiten von kleiner 10 ms erreicht. Grosse Staffeltiefen oder gleiche Baugrößen von Leistungsschaltern stehen damit einem selektiven Aufbau nicht mehr im Wege. Die Zonenselektivität für Kompaktschalter (EFDP) ermöglicht den vollselektiven Aufbau von Gesamtanlagen von 40-6300A und verbessert den Schutz von Niederspannungsanlagen nachhaltig.(jus)

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