Einige Beispiele aus den ersten Teilen dieser Serie haben bereits eindrucksvoll gezeigt, dass in geschlossenen Schaltschränken hoher Schutzart so gut wie keine Luftzirkulation und keine Wärmeströmung stattfindet. Das begünstigt die Bildung von gefährlichen „Wärme-Nestern“.

Hoher Schutz - schlechtere Wärmeableitung

Eine Kapselung in hoher Schutzart (zum Beispiel IP54 / IP55) hält Staub und Wasser von den eingebauten Betriebsmitteln fern. Das verbessert die Einsatzbedingungen - zunächst. Denn gleichzeitig verschlechtern sich Wärmeableitung und Lüftung, und damit reduziert sich die Strombelastbarkeit.

Beispiel: Überlast-Abschaltung bei niedrigem Betriebsstrom

In einer Textilmaschinenfabrik kam es innerhalb eines Isolierstoff-gekapselten Schrank-  Verteilersystems, Schutzart IP 54, bereits bei einem niedrigen Betriebsstrom von £ 12 A zu einer Überlast-Abschaltung von Leitungsschutzschaltern mit einem Nennstrom von 16 A. Bedingt wurde dies durch die Umgebungstemperatur von ³ 55 °C, die innerhalb des Schaltschrankes herrschte.

Die Kalibrationstemperatur

In der Tabelle finden Sie die korrigierten Werte des Nennstromes in Abhängigkeit von anderen Umgebungstemperaturen. Für das thermische Auslöseverhalten gilt bei Leitungsschutzschaltern eine Bezugstemperatur von + 30 °C für den angegebenen Nennstrom I_N (A).

Tabelle: Abschaltung von bimetall-behafteten Leitungsschutzschaltern in Abhängigkeit der jeweiligen Schaltschrank-Umgebungstemperatur

Zu berücksichtigen ist die Kalibrationstemperatur bimetall-behafteter Schalt- und Schutzgeräte innerhalb der Schaltschrank-Umgebungstemperatur, wie zum Beispiel:

Leitungsschutzschalter (+ 30°C)

Fehlerstromschutzschalter (+ 30°C)

Motorschutzschalter (+ 35°C)

Leistungsschalter (+ 45°C / 55°C)

Abhängig von der Umgebungstemperatur ist gegebenenfalls eine Reduzierung der Stromtragfähigkeit zu beachten.

Zusätzliche Grenzwerte erfragen

Die Tabelle bestätigt, dass die übliche Typ-Prüfung der Schaltgeräte für die Beurteilung der Erwärmung in einer geschlossenen Schaltgeräte-Kombination nicht oder kaum hilfreich ist, da auch die Schaltgeräte ihren Nennstrom und ihre Erwärmung auf eine Umgebungstemperatur von durchschnittlich 30°C / 35°C beziehen und nicht, wie für den Einbau in einem Schrank oder Gehäuse möglich, auf mindestens 55°C.

Die zulässigen Grenzwerte bei 55°C (teilweise auch darüber und in Abhängigkeit der in Schaltgeräte-Kombinationen üblichen Leitungslängen) müssen beim jeweiligen Hersteller erfragt werden. Wenn die Schaltgeräte nicht über entsprechende thermische Reserven verfügen, ist ihr Bemessungsstrom so weit zu senken, dass die zulässigen Grenzerwärmungen nicht überschritten werden, um eine einwandfreie Abschalt-Funktion zu gewährleisten.

Fazit

Vor allem kompakte Anlagen oder Verteilersysteme und Anlagen mit einem hohen Anteil an elektronischen Verbrauchern bergen besondere Gefährdungspotenziale hinsichtlich des Sach- und Brandschutzes. In diesem Zusammenhang ist die tatsächliche Umgebungstemperatur bei bimetall-behafteten Schalt- und Schutzgeräten besonders zu beachten.

Weiterführende Links

Weitere Folgen der Serie „Gefährdungspotenziale bei ortsfesten elektrischen Anlagen und Verteilersystemen“:

• „Zusätzliche Prüfungen sind oft erforderlich“
• Prüfung bei potenzieller Überlast
• Unerkannt überhöhte Strombelastungen
• Staub und Feuchtigkeit fördern Lichtbogenzündung
• „Den Trend zu Billig-Lösungen stoppen“

Autoren:

Christine Lendt, Frau Lendt ist freie Journalistin, www.recherche-text.de.

Dipl.-Ing. Hans J. Rübsam, Herr Rübsam ist beratender Ingenieur

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