Tips & tricks

Kernepointer:

• Potentialudligning via DIN-skinner er kun tilladt som beskyttelseslederforbindelse, når forbindelsen er permanent, godt ledende og tilstrækkeligt strømførende.
• Godt ledende betyder lav impedans; < 0,1 Ohm er en praktisk målværdi – dokumentér med måling mellem DIN-skinne og PE.
• Storfladet metal-til-metal kontakt uden isolerende lag (lak, belægning) er afgørende for en pålidelig PE-forbindelse.

Dette spørgsmål stilles ofte af maskin- og anlægskonstruktører. For eksempel når elektriske komponenter i styretavlen klikkes fast på DIN-skinner, der er fastgjort til montageplader.

Det skal du vide:

• Svaret findes i DIN EN 61439-1/-2 og DIN EN 60204-1. Elektrisk ledende konstruktionsdele er kun tilladt som en del af beskyttelseslederforbindelsen (PE), hvis kravene til permanent, godt ledende og tilstrækkeligt strømførende forbindelse er opfyldt.
• Når betingelserne er opfyldt, kan bæreskinnen (DIN-skinne) forbindes til beskyttelseslederen med storfladet kontakt til en metalblank montageplade eller via befæstigelsesmidlet (holdevinkel, afstandsbolte mv.), når den er fastgjort til skabssystemet (ramme, udbygningsskinner mv.). Sørg for metal-til-metal kontakt (uden isolerende lag) og korrosionsbeskyttelse.

Definitioner:

• Permanent: Kontaktstederne er sikret mod at løsne sig ved mekanisk belastning og beskyttet mod oxidation/korrosion.
• Godt ledende: En målt modstandsværdi mellem komponentens kontakt på DIN-skinnen og PE-tilslutningspunktet på den ydre beskyttelsesleder udgør < 0,1 Ohm (praktisk retningslinje for lav impedans).
• Tilstrækkelig strømføringsevne: Skal svare til den krævede særskilte kobberbeskyttelsesleder, når det gælder kontakt-/forbindelsestværsnit.

Tips skrevet af: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support

Kernepointer:

• IP 55 er ikke tilstrækkeligt som eneste kriterium for udendørs anvendelse – korrosionsbeskyttelse og klimastyring er afgørende
• IEC 60529 beskriver laboratorietests, men ikke langsigtede vejrpåvirkninger som slagregn, frost eller solindstråling
• Dimensionering af klimastyring og materialevalg (rustfrit stål eller specialbelægning) er nøglen til driftssikkerhed udendørs

Når det gælder dette spørgsmål, overvejer anlægskonstruktører ofte kun kapslingsklasse IP 55 eller højere. Og så er det let at overse andre vigtige aspekter.

Det skal du vide:

• IP-kapslingsklasser angives iht. IEC 60529 med to kodecifre og eventuelt supplerende bogstaver for skabe til elektrisk udstyr. Standarden beskriver dog laboratorieafprøvninger, der ikke kan kortlægge alle tænkelige anvendelser af elektrisk udstyr helt præcist.
• Navnlig er der ikke taget højde for langsigtede vejrpåvirkninger som slagregn eller overisning. Ud over beskyttelse mod indtrængning af støv og fugt skal der også sikres korrosionsbeskyttelse. Specielle overfladebehandlinger eller brug af rustfrit stål kan derfor være påkrævet.
• Et andet vigtigt aspekt er dimensioneringen af klimastyringen for at imødegå en øget risiko for kondensdannelse eller direkte solindstråling som en ekstra varmebelastning.

Konklusion:
Skabe, der ikke udtrykkeligt er beskrevet som egnede til udendørs brug, er ikke nødvendigvis udelukket til dette anvendelsesformål. Dog skal de betingelser, som giver mulighed for udendørs anvendelse, afklares med producenten sammen med andre fornuftige opgraderingsforanstaltninger – som beskrevet.

Tips skrevet af: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support

Kernepointer:

• Optimal pladsudnyttelse kræver planlægning med fokus på sikkerhed, EMC og klimastyring – ikke kun mekanisk montage
• Overhold producenternes krav til afstande og placering for at sikre funktion og garantidækning
• Brug montagesystemer, delmontageplader og svingrammer til at skabe flere niveauer og undgå varmelommer

Dette spørgsmål opstår ofte, når udstyr og strømfordelinger i styretavler skal bestykkes med vidt forskellige enheder og komponenter.

Det skal du vide:

• For kombinationer af lavspændingskoblingsudstyr sker opbygningen typisk på montageplader. Det er vigtigt at tage højde for sikkerhedsaspekter og funktionsrisici som klimastyring og EMC under planlægningen.
• Dette er især vigtigt ved anvendelse af effektelektroniske og styrings-/kommunikationstekniske moduler, som forsynes af et skinnesystem via beskyttelses- og koblingsenheder.
• Producenterne af sådanne moduler definerer ofte præcise krav til placering og afstande til andre moduler i deres montage- og driftsvejledninger. Disse forskrifter skal ubetinget overholdes for at sikre funktion og garantidækning.

Praktiske løsninger:

• Under trange pladsforhold, f.eks. i en kompakt maskine, er det vigtigt at udnytte styretavlens indre ved hjælp af et bredt udvalg af tilbehør og montagesystemdele.
• Fast eller svingbar indbygning af 19"-baserede enheder skal understøttes, ligesom opbygning på yderligere montageniveauer ved hjælp af delmontageplader. Disse kan placeres i siden af skabet eller foran hovedmontagepladen, sving- eller vipbart.
• På denne måde kan passende afstande til undgåelse af varmelommer eller reduktion af elektromagnetiske påvirkninger nemt implementeres.
• Metalblanke, korrosionsbeskyttede og elektrisk ledende tilbehørsdele til EMC – via direkte kontakt til befæstigelsen – giver mulighed for en særdeles god potentialudligning af enhedskabinetter, kabelskærme og evt. EMC-filterkabinetter.
• Meget tunge indbygninger, som ikke kan monteres på montagepladen, skal kunne understøttes enkelt og sikkert af passende belastningsbærende indbygningsdele på skabsbunden eller det horisontale rammeprofil i tilfælde af rammeskabe.

Tips skrevet af: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support

Kernepointer:

• Valget af sokkel afhænger af tre scenarier: transport, stabilitet og kabeltilgang
• Soklen er ikke nødvendig ved kranløft, men anbefales ved transport med gaffeltruck eller løftevogn
• Kabeltilgang uden gulvkanaler kræver sokkel for korrekt kabelføring og EMC-sikring

Sådan lyder et ofte stillet spørgsmål til Rittal, når styretavler skal opstilles til vidt forskellige formål. For at besvare spørgsmålet skal der skelnes mellem tre væsentlige scenarier: for det første transport af styretavlen til opstillingsstedet, for det andet etablering af sikkerhed eller fastgørelse på stedet, og for det tredje indføring af kabler i styretavlen. Disse tre scenarier har umiddelbar indvirkning på valget af de nødvendige tilbehørsdele. Allerede her viser det sig, at der kræves et bredt udvalg af installationshjælpemidler for at opnå en løsning, der dækker de fleste anvendelsesformål.

Scenariet "transport"
Hvis en styretavle skal løftes og flyttes med kran, kræves der ingen sokkel. Hvis en styretavle skal transporteres med gaffeltruck eller løftevogn, er det en god idé med en sokkel, forudsat at den er modulopbygget af bæredygtige hjørnestykker og særskilte paneler, og skabsrammen kan bære belastningen.

Scenariet "stabilitet"
Hvis der kræves en så stabil fastgørelse til gulvet som muligt, også for at modstå vibrations- og stødbelastninger, undlader man soklen og skruer eller svejser skabsrammen direkte fast i gulvet. Alternativt findes der specialudformninger til mekanisk frakobling (vibrationsdæmpere og stødfangere) eller til særligt stabil forbindelse til underlaget (f.eks. jordskælvssokler).

Scenariet "kabeltilgang"
Hvis kabeltilgangen på opstillingsstedet skal udføres uden gulvkanaler, kan en sokkel ikke undværes. Ved hjælp af modulopbygningen og passende tilbehør kan soklen understøtte kabelføringen under rækkeskabe samt sikre mekanisk trækaflastning også uden for sikrede rum. Desuden tilbyder soklen også plads til en eventuelt nødvendig opbevaring af kabeloverlængder – som af hensyn til EMC-egenskaberne ikke bør udformes som cirkler men i mæanderform. Ud over en lukket sokkel (med perforerede paneler til understøttelse af skabsventilationen i rene miljøer) kan også nivelleringsfødder – alene eller kombineret med soklen – være et nyttigt supplement i tilfælde af ujævne gulve.

Tips skrevet af: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support

Kernepointer:

• Kondensdannelse er den største risiko ved høje temperaturer og luftfugtighed – ikke kun kapslingsklassen
• Temperaturforskel, driftstid og kapslingsklasse er nøglefaktorer for korrekt løsning
• Forebyggelse kræver aktiv ventilation, stilstandsvarme og korrekt åbningstid efter køling

Nogenlunde sådan lyder et spørgsmål til Rittal, der stilles igen og igen i de varme sommermåneder eller i forbindelse med opstilling af styretavler i tropiske lande. Den grundlæggende bekymring i denne forbindelse går mest på dannelsen af kondens i skabet, og de konsekvenser det har.

Det skal du vide:

• Tre nøgleaspekter spiller en rolle: temperaturforskellen mellem den nominelle skabstemperatur og den maksimale omgivende temperatur (skal den afkøles til under den omgivende temperatur?), driftstiden for det elektriske system i skabet (er der perioder hvor det elektriske system er helt frakoblet?) og beskyttelse af det elektriske system mod omgivende forhold (kræves der en høj kapslingsklasse?).
• Hvis den nominelle skabstemperatur ligger markant under den omgivende, skal der etableres køling. Hvis styretavlen derefter åbnes, kan der hurtigt dannes kondensat på individuelle moduler eller komponenter, som rammes direkte af luftstrømmen fra køleenheden.
• I tilfælde af et fuldstændig frakoblet elektrisk system kan der ved en høj kapslingsklasse (IP 55) på grund af det hurtige temperaturfald i omgivelserne dannes kondensat på skabets indvendige sider, som samler sig i bundområdet.

Strategier til forebyggelse:

• Varmeafledning via aktiv ventilation med accept af en mindst 5 °C højere skabstemperatur
• Tilstrækkelig opvarmningstid før åbning af lågen efter frakobling af den aktive køling
• Anvendelse af en stilstandsvarmeenhed, som konstant holder skabstemperaturen tilstrækkeligt højt over den omgivende temperatur og forhindrer kondensdannelse på væggene
• Vær opmærksom på kondensdannelse på de udvendige flader ved for kraftigt nedkølet skabstemperatur, især på beskadigede belægninger

Den optimale løsning til undgåelse af ovennævnte problemer kræver en grundig analyse af de aktuelle krav.

Tips skrevet af: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support

Kernepointer:

• Høje temperaturer på passive dele skyldes ofte hvirvelstrømme og hysteresetab fra magnetfelter omkring ledere med > 200 A
• DIN EN 61439-1, punkt 10.10.4, kræver dokumentation og korrekt konstruktion for at minimere temperaturstigning
• Afstande, materialevalg og korrekt føring af ind- og udgående ledere er afgørende for at undgå lokal varmeudvikling

Dette er et temmelig sjældent spørgsmål til Rittal, men det dukker op fra tid til anden, når det drejer sig om effektfordelere med lederstrømstyrker > 200 A.

Det skal du vide:

• Der er forskellige årsager til punktvis opvarmning af udstyr i styretavlen. Ved strømførende komponenter som ledere, klemmer, beskyttelses- og koblingsenheder er dårlig kontakt, for høj pakningstæthed i skabet, utilstrækkelige varmeafledningsflader eller forkert dimensionering årsagen til, at strømvarmetabene fører til hotspots og dermed isolationsskader med kortslutninger eller brand.
• Men hvad kan årsagen være, når passive mekaniske komponenter som eksempelvis en flangeplade i en kompakttavle eller montagetraverser i et skinnesystem udviser uforholdsmæssigt høje temperaturer ved en infrarød inspektion?

Standardhenvisning:

• I DIN EN 61439-1 findes en vigtig oplysning i underpunktet 10.10.4 "Konstruktionstypedokumentation for temperaturstigning … ved evaluering".
• Det er vigtigt at sikre, at ledere med strømstyrker over 200 A og tilstødende konstruktionsdele er placeret således, at hvirvelstrømme og hysteresetab minimeres. Magnetfeltet omkring enhver strømførende leder ligger vinkelret på strømretningen og kan i ledende materialer forårsage hvirvelstrømme, remagnetisering og dermed kraftig lokal varmeudvikling.

Praktiske løsninger:

• Hold afstandene så lave som muligt ved rumligt adskilt føring af ind- og udgående ledere (ikke som kabler), f.eks. i form af basisisolerede enkeltledere eller skinner.
• Montagedele og metalflader, som sådanne ledere føres igennem vinkelret på overfladen, bør udføres i tynde og dårligt ledende materialer eller af isolerende materiale.
• Kabler, hvor lederne føres kompakt, udviser ikke magnetfeltseffekter, da summen af ind- og udgående strømme er den samme på ethvert tidspunkt. Magnetfelterne i disse delstrømme løber i modsatte retninger og udligner hinanden, hvilket reducerer risikoen for temperaturstigning.

Tips skrevet af: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support

Kernepointer:

• EMC-kompatibilitet kræver, at kabelskærme forbindes med stor kontaktflade og lav impedans ved ind- og udgangspunkter
• Brug EMC-kabelforskruninger eller skærmskinner med kontaktspændebånd for optimal afskærmning
• Adskil skærmkontakt fra mekanisk trækaflastning og sikr tilstrækkelig strømføringsevne

Et meget almindeligt spørgsmål i forbindelse med EMC-kompatible styretavler er kabelskærmforbindelse eller potentialudligning. I dag er brugen af skærmede kabler til driftsudstyr både inde i styretavlen og uden for en afgørende forudsætning for at sikre tilgængeligheden af et kraftfuldt styrings- og kommunikationssystem i et elektromagnetisk belastet miljø.

Det skal du vide:

• Kabelskærmen skal forhindre uønsket stråling fra systemet samt stråling ind i systemet. Denne opgave kan kun løses korrekt, hvis skærmen ved ind- og udgangspunkterne i skabet er optimalt elektrisk ledende forbundet med dette (forudsat at skabet er fremstillet af et elektrisk ledende materiale). Målet er at skabe en komplet afskærmende struktur bestående af styretavle, kabelskærm og komponentkabinetter.
• Hvis der som komponentkabinet anvendes et motortilslutningskabinet af isolerende materiale, skal kabelskærmen forbindes med motorkabinettet i denne ende via klemrækken. Drejer det sig om et kabinet af isolerende materiale, f.eks. en sensor, skal kabelskærmen så vidt muligt forbindes til referencepotentialet på en ledende konstruktion i anlægget.

På styretavlesiden:

• Alle skærmede kabler skal så vidt muligt forbindes ledende med indbygningsfladen i den ene side af skabet ved hjælp af EMC-kabelforskruninger – således opnås også en optimal potentialudligning mellem kabelskærmene indbyrdes.
• Hvis der ikke kan anvendes passende EMC-forskruninger, skal kabelskærmene forbindes tæt på ind-/udgangsstedet ved hjælp af en egnet kombination af skærmskinne og kontaktspændebånd. Sørg for størst mulig indbyrdes ledende kontaktflade og et kort flettet PE-bånd fra skinnen til monteringspladen.
• Skærmkontakten skal udføres adskilt fra kablets mekaniske trækaflastning.

Vigtigt:

• Da der afhængigt af anlægget kan forekomme høje strømstyrker på kabelskærmen, skal der sikres en passende strømføringsevne. Metalliske kontaktsystemer bør foretrækkes frem for plastsystemer med ledende belægning.

Tips skrevet af: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support