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Technik - Schaltanlagen

Klemmen - Schaltanlagen brauchen mehr Sensorik und Intelligenz. Doch der Platz ist begrenzt. Vierstock-Reihenklemmen bieten eine kompakte und einfache Lösung.

01. Oktober 2012

>Nach dem aktuellen EEG können Netzbetreiber bei drohender Netzüberlastung schon bald die Notbremse ziehen und die Energieeinspeisung an kritischen Stellen auf 60%, 30% oder sogar 0% absenken: Bis Ende 2013 müssen alle Betreiber von Anlagen mit einer Leistung ab 30 kWp dies über ein Rundsteuersignal umsetzten können.

Der aktive Eingriff in das Netz erfordert ein verlässliches Monitoring der Lastzustände auf der Mittel– und Niederspanungsebene. Da der Platz in Niederspannungsschränken moderner Schaltanlagen begrenzt ist, sind zur Umsetzung einfache und kompakte Lösungen gefordert.

Mehrstöckige Klemmen

Zahlreiche Sensoren, Strom- und Spannungswandler sowie Aktoren erfassen die Messwerte und steuern die Schaltzustände. Die Fernwartung ermöglicht eine detaillierte Kontrolle und Steuerung der Netze – ein wichtiger Schritt in Richtung Smart Grid. Die Schaltschränke – insbesondere die Niederspannungszellen in den Schaltanlagen – müssen diese erweiterten Funktionen abbilden.

Betreiber von Anlagen, die an kritischen Knoten oder unter erschwerten Umwelt-Bedingungen arbeiten, fordern manchmal sogar einen redundanten Aufbau im Schaltschrank. Doch dann wird der Raum für die Verdrahtung knapp, und notfalls werden Klemmenleisten auch auf Traversen mit mehreren Etagen verbaut.

Was bislang noch mit einstöckigen Reihenklemmen verdrahtet wurde, kann jetzt in die Höhe wachsen. Nur noch ein Viertel des bisherigen Platzes benötigen einreihig bestückte Klemmenleisten, die mit den neuen Vierstock-Reihenklemmen aus dem Phoenix Contact-Programm ›Clipline complete‹ aufgebaut werden.

Rangieren in 3D

Damit Brückbarkeit und Übersichtlichkeit nicht eingeschränkt werden, bieten die neuen Vierstockklemmen neben einfacher Beschriftung auch eine dreidimensionale Rangierbarkeit der Signale. Der Aufwand für die Verknüpfung der Signale sinkt damit auf die Hälfte. Die X-Achse verbindet innerhalb der Klemme den Push-In Anschlusskontakt mit einem oder mit beiden Steckkontakten.

Die Verknüpfung von Signalen entlang der Brückenschächte verbindet auf der Y-Achse in jeder Etage beliebig zu benachbarten Reihenklemmen. Die Z-Achse schließlich – und das ist neu – verbindet vertikal zwischen den Etagen durch einen beliebig steckbaren Vertikal–Brücker. Somit kann eine Verbindung in allen drei Dimensionen einfach gesteckt werden.

Vorkonfigurierbar

Was sich nicht linear abbilden lässt, wird kreuz und quer rangiert und verschwindet als Verdrahtung in einem der Stecker, der mit einem Deckel abgedeckt werden kann. Die interne Anlagenverdrahtung kann vollständig auf vorkonfigurierte und mehrpolig steckbare Kabelbäume verlegt werden, die bei der Montage dann nur noch auf ihre Steckplätze gesteckt werden.

Alternativ eignen sich die Steckplätze auch für die Endkontrolle einer Fertigungslinie oder für Testzwecke im Servicefall. Der Anwender profitiert bei jedem Anschluss von dem Push-In-Kontakt zur schnellen werkzeuglosen Verdrahtung. Orangefarbene Drücker verhindern ein Fehlstecken, und optionale Flansche bieten sichere Verrastung und ausreichend Platz zur Markierung der Anschlussmatrix.

Die Vierstock-Klemme bietet als erste Reihenklemme überhaupt die Möglichkeit, alle Funktionen der einstöckigen Bauart vollständig in die Mehrstöckigkeit zu überführen – mit moderner Push-In-Technik und effizienter Prüfbarkeit.

Mehr Sicherheit

Schon länger bietet Phoenix Contact mit der ME-Baureihe schaltbare Reihenklemmen mit schraubenlosen Trennstellen und Steckbrücken für die kompakte Wandlerverdrahtung. Sternpunkte und Erdung lassen sich auf einfache Weise durch Steckbrücken ausführen. Zusätzliche Potenziale ergeben sich für den Anlagenbauer mit den neuen Reihenklemmen durch einen höheren Grad an dezentraler Fertigung, durch die größere Modularität und Steckbarkeit sowie durch vorkonfektionierte Kabelbäume.

Während die Massenfertigung hier schon früher Fortschritte machte, waren Wandlerapplikationen meist ausgenommen. Zu groß war die Skepsis gegenüber vergessener oder nicht geschlossener Kurzschlussbrücken sowie vorverdrahteter Stromwandler-Sets. Steckbarkeit war mehr rotes Tuch denn Lösungsansatz.

In einer neuen Generation von steckbaren Wandlerklemmen wird der Kurzschluss im Stecker durch den Steck– und Ziehvorgang voreilend erzeugt. Der Stromwandler kann mit nicht gestecktem Stecker ohne Gefahr betrieben werden, da der erforderliche Kurzschluss intern erzeugt wird – durch eine entsprechende Mechanik der Konstruktion.

Diese von dem Unternehmen entwickelte Technik wird mit kleineren Querschnitten bereits in der Zählerwelt verwendet - zum Beispiel bei Zählerwechseltafeln. Jetzt bietet sich diese Funktion auch für Schaltanlagen und weitere Messaufgaben an, die einen 6-mm-Anschluss erfordern.

Modulare konzepte

Für komplexe Anlagen, bei denen die Energieversorgung mehrere Schaltschränke speisen soll, waren steckbare Lösungen schon immer die bevorzugte Wahl. Der Flaschenhals war allerdings meist die begrenzte Spannungs– und Stromfestigkeit der steckbaren Kontakte. Hier bietet das Reihenklemmensystem ›Combi‹ des Herstellers einen neuen Ansatz. 6mm Querschnitt, 41A und 1000V Nennspannung sind jetzt die Eckpunkte für die steckbare Leistungsübertragung.

Als Vierleiter-Reihenklemme mit zwei steckbaren Abgängen können Spannungsversorgungen einfach umgesetzt werden. Die Verbraucher-Stromkreise werden an den fest verdrahtbaren Kontakten angeschlossen, die im Decken– oder Bodenbereich von Schaltschränken montiert sind.

Für die Installation der gesamten Anlage werden dann die einzelnen Schränke wie auf einer Perlenkette als Ringleitung über einen Stecker eingespeist und auf dem anderen Stecker weitergeführt.

Mit diesen neuen Verdrahtungslösungen lassen sich moderne Schaltanlagenkonzepte nach den aktuellen Anforderungen des Marktes gestalten. Dabei geht die Mehrstöckigkeit nicht zu Lasten der Übersichtlichkeit und Flexibilität. In der Wandlerverdrahtung werden somit modulare Fertigungskonzepte und höhere Anlagenverfügbarkeit möglich.

Torsten Schloo

Fazit

Zukunftsweisend

Das Konzept mehrstöckige Reihenklemmen plus leistungsfähige steckbare Reihenklemme vereinfachen die Verkettung komplexer Anlagen der dezentralen Energieversorgung. Damit entsteht in den Niederspannungsschränken und Unterstationen Platz und Flexibilität für die Realisierung zukunftsweisender Schaltanlagen.

Erschienen in Ausgabe: 08/2012