SFB Technology

Selektiv absichern

Selektiv absichern

Stromversorgungen mit SFB Technology dienen der selektiven und wirtschaftlichen Absicherung Ihrer Anlagen.

Für höchste Anlagenverfügbarkeit müssen Standard-Leitungsschutzschalter magnetisch auslösen, denn nur so werden fehlerhafte Strompfade selektiv abgeschaltet und wichtige Anlagenteile bleiben unterbrechungsfrei in Betrieb. Mit der SFB Technology liefern Stromversorgung und DC/DC-Wandler dafür kurzzeitig ein Vielfaches ihres Nennstroms und stellen so die notwendige Stromreserve bereit.

Ihr Ziel: Höchste Anlagenverfügbarkeit

In der Produktion lassen sich Fehler nie ganz vermeiden. So kann es beispielsweise zu Kurzschlüssen in der Verdrahtung oder zu Fehlfunktionen von Verbrauchern kommen. Dennoch sollte eine Maschine oder Anlage in den nicht betroffenen Bereichen ohne Unterbrechung weiterarbeiten, soweit es der Gesamtprozess zulässt.

Die Lösung ist eine getrennte Absicherung der einzelnen Endgeräte oder kleiner Funktionsgruppen. Das verhindert unnötiges Abschalten nicht betroffener Anlagenteile im Fehlerfall.

Stromversorgungen und DC/DC-Wandler mit SFB Technology sichern Ihre Produktion. SFB steht für Selective Fuse Breaking. Im Fehlerfall liefern die Geräte für 12 ms den 6-fachen Nennstrom, um den betroffenen Stromkreis abzuschalten.

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Wirtschaftlich absichern mit Leitungsschutzschaltern

Wichtige Anlagenteile bleiben in Betrieb  

SFB Technology

Üblicherweise sind parallel zur Steuerung weitere Verbraucher, wie Sensoren oder Aktoren, an ein Netzteil angeschlossen. Zur Minimierung von Stillstandzeiten sollte jeder dieser Strompfade einzeln abgesichert sein.

Kommt es dann zu einem Kurzschluss, wird nur der fehlerhafte Pfad von der Stromversorgung getrennt und die anderen Verbraucher arbeiten unterbrechungsfrei weiter.

Derzeit sind handelsübliche Leitungsschutzschalter die preiswerteste Lösung zum Schutz eines Stromkreises. Sie können elektromagnetisch oder thermisch über ein Bimetall auslösen.

Zur Auslösung innerhalb weniger Millisekunden benötigt der integrierte Elektromagnet allerdings einen deutlich höheren Strom, als den Nennstrom des Schutzschalters.

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Charakteristik von Leitungsschutzschaltern

Geräteschutzschalter mit 6 A Nennstrom  

Magnetisches Auslösen ab 30 A

Die für eine elektromagnetische Auslösung erforderlichen Kurzschlussströme werden von den Herstellern üblicherweise für Wechselstrom (AC) angegeben. Anwender müssen deshalb berücksichtigen, dass die DC-Werte um den Faktor 1,2 höher liegen.

Leitungsschutzschalter werden in verschiedenen Auslöse-Charakteristiken angeboten, wobei im industriellen Umfeld zumeist Schalter mit B- oder C-Charakteristik im Einsatz sind.

Bei Charakteristik B sind folgende Ströme notwendig, um den Schalter auszulösen:

  • AC-Anwendungen: drei- bis fünffacher Nennstrom
  • DC-Anwendungen: drei- bis sechsfacher Nennstrom

Für einen 25-A-Schalter der Charakteristik B sind also unter ungünstigsten Bedingungen 150 A notwendig, um innerhalb weniger Millisekunden auszulösen.

Für Schalter mit der Charakteristik C sind folgende Ströme notwendig:

  • AC-Anwendungen: fünf- bis zehnfacher Nennstrom
  • DC-Anwendungen: fünf- bis zwölffacher Nennstrom
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SFB Technology verhindert Spannungseinbrüche

Magnetisches Auslösen innerhalb von 3 bis 5 ms  

Dynamische Stromreserve

Im Fehlerfall begrenzen lange Leitungswege den erforderlichen Auslösestrom. Dadurch kann die Auslösung des Leitungsschutzschalters verzögert oder sogar verhindert werden.

Stellen Stromversorgungen eine geringere Leistungsreserve zur Verfügung, sorgt diese für eine thermische Auslösung, die mehrere Sekunden oder Minuten dauert.

Die Fehlersuche gestaltet sich in diesem Fall zwar einfach, da zu sehen ist, welcher Schutzschalter ausgelöst hat. Jedoch ist in dieser Zeitspanne die 24 V DC-Spannung der Stromversorgung bereits eingebrochen und die Steuerung ausgefallen.

Im schlimmsten Fall liefert das Netzteil einen so geringen Strom oder nur eine kurzzeitige Stromreserve von wenigen Sekunden, so dass die Sicherung gar nicht auslöst. Dann wird die Fehlersuche sehr zeitaufwändig und kostenintensiv.

Mit der SFB Technology liefern Geräte der QUINT-Baureihe deshalb den bis zu 6-fachen Nennstrom. Mit diesem Impuls lösen die Schutzschalter magnetisch aus.

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Leitungslänge und Leiterquerschnitt

Die Distanz I ist ausschlaggebend für das Auslösen des Schutzschalters  

Maximale Leitungslängen beachten

Ob ein Schutzschalter schnell genug auslöst, hängt auch von der Länge und dem Querschnitt der Leitung ab, über die ein Verbraucher angeschlossen ist.

Hier ist nicht ausschließlich der hohe Strom ausschlaggebend, den das Netzteil liefern kann. Nur wenn die Impedanz des fehlerhaften Strompfades gering genug ist, kann der hohe Strom auch in den Kurzschluss fließen und den Schutzschalter magnetisch auslösen.

Welche Stromversorgung bei welcher Leitungslänge und welchem Querschnitt zu Ihrer Anwendung passt, können Sie unserer Projektierungsmatrix entnehmen.

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Anwendungsbeispiel

Unterbrechungsfreier Betrieb der Steuerung bei Kurzschluss eines Verbrauchers  

Unterbrechungsfreier Betrieb der Steuerung bei Kurzschluss eines Verbrauchers

Beispielszenario:

  • Eine Stromversorgung (24 V/20 A) versorgt eine Steuerung und drei weitere Lasten.
  • Jeder Strompfad ist durch einen Leitungsschutzschalter (6 A / B-Charakteristik) gesichert.
  • Strompfade bestehen aus 25 m langen Kupferleitungen (Querschnitt 2,5 mm2)

Kommt es in diesem Beispiel zu einem Kurzschluss, liefert das 20 A-Netzteil über die SFB Technology kurzzeitig den 6-fachen Nennstrom, also max. 120 A. Der Schutzschalter löst mit dem zehnfachen Bemessungsstrom auf jeden Fall im magnetischen Bereich seiner Kennlinie innerhalb von 3 bis 5 ms aus.

Die anderen Verbraucher arbeiten weiter, die Steuerung wird durchgängig mit 24 V DC versorgt und läuft trotz des Kurzschlusses unterbrechungsfrei weiter.

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Aus der Praxis

Der Versuch in diesem Video zeigt Ihnen noch einmal anschaulich, welche Vorteile die SFB Technology mit sich bringt.

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Geräteschutzschalter von Phoenix Contact

Thermomagnetischer Schutzschalter mit SFB-Kennlinie  

Thermomagnetischer Schutzschalter

Bei der Familie der thermomagnetischen Schutzschalter von Phoenix Contact kommt zum ersten Mal die SFB-Kennlinie zum Einsatz.

Diese Auslöse-Charakteristik wurde speziell für den Einsatz mit Stromversorgungen entwickelt, die auf der Basis der SFB Technology arbeiten. Die Kombination dieser beiden Geräte sorgt für ein besonders zuverlässiges Auslösen im Fehlerfall, auch bei langen Leitungen zwischen Stromversorgung und Endgerät.

Die SFB-Kennlinie ist an die C-Charakteristik angelehnt, aber in der Toleranz deutlich geschmälert. Damit erreicht der Schutzschalter schneller seinen Auslösestrom und schaltet somit früher ab. Das grenzt den Kurzschlussstrom ein und verringert die Belastung für Leitungen und angeschlossene Geräte.

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PHOENIX CONTACT
Deutschland GmbH

Flachsmarktstraße 8
D-32825 Blomberg
+49 52 35/3-1 20 00

Service


Geräteschutzschalter

Lernmodul zur Funktion von Geräteschutzschaltern.