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Gut unterstützt zur neuen DIN EN 61439

Planungssoftware für den normgerechten Schalt- und Steuerungsanlagenbau
Gut unterstützt zur neuen DIN EN 61439

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Elektrische Niederspannungsschalt- und Steuerungsanlagen müssen neben ihrer Grundfunktion auch Personen schützen, die an oder in der Nähe dieser Anlagen arbeiten. Um diesen Schutz und die Betriebssicherheit zu gewährleisten, werden schon seit einigen Jahren Normen für Niederspannungsschaltgerätekombinationen aufgestellt und regelmäßig überarbeitet. Im Juni dieses Jahres wurde die Erstausgabeversion der DIN EN 61439-1 und DIN EN 61439-2 aus dem Jahr 2010 in einer Edition 2 überarbeitet und neu ausgegeben. Die Übergangsfrist der DIN EN 60439-1 wurde jedoch nicht verändert. Somit ist es höchste Zeit für Schaltanlagenbauer, die Anforderungen der neuen Norm in ihren Anlagen umzusetzen. Deutliche Unterstützung dabei bietet die aktuelle Version der Planungssoftware von Rittal.

Dipl.-Ing.(FH), MBA Michael Schell, Leiter Produktmanagement Power Solutions bei der Rittal GmbH & Co. KG in Herborn ( www.rittal.de)

Durch den Wegfall der Klassifikationen TSK (typgeprüfte Schaltgerätekombination) und PTSK (partiell typgeprüfte Schaltgerätekombination) wird deutlich, dass die DIN EN 61439 an alle Niederspannungsschaltgerätekombinationen gerichtet ist. Das bedeutet, dass der Bauartnachweis für alle Niederspannungsschaltanlagen und Steuerungsanlagen zu erbringen ist – also für den kleinen Gebäudeverteiler, die Steuerungsanlage einer Maschine/Anlage sowie die Hochstrom-Energieverteilung. Der Bauartnachweis soll dokumentieren, dass die produzierte Niederspannungsschaltgerätekombination ein funktionierendes und sicheres System darstellt.
Der vollständige Bauartnachweis beinhaltet sieben Einzelnachweise, die konstruktive Merkmale und Eigenschaften belegen, sowie fünf weitere Einzelnachweise für die Verhaltenseigenschaften einer vollständigen Niederspannungsschaltgerätekombination. Ist ein Schalt- oder Steuerungsanlagensystem in der Bauart immer gleich und wird dieses mehrfach so hergestellt, empfiehlt sich, die meisten Nachweise durch eine Prüfung an einer Referenzanlage vorzunehmen. Dies hat Rittal z.B. für den Systembaukasten Ri4Power umgesetzt. Somit ist die Erstellung der Nachweisdokumentation relativ einfach, unter Beachtung konstruktiver Vorgaben und der Verwendung geprüfter Schaltgerätefabrikate.
Jedoch ist nicht jede Schaltanlage aufgrund der unterschiedlichen Funktionsanforderungen und der Geräteauswahl standardisiert herstellbar, sodass der Nachweis von nur einer geprüften Variante ableitbar wäre. Insbesondere der Nachweis der Erwärmung über eine Prüfung ist bei den vielen individuellen Schalt- und Steuerungsanlagen mittels einer einzigen Erwärmungsprüfung nicht erstellbar. Da dies auch dem Normenverfasser bewusst war, wurden gerade beim Nachweis der Erwärmung für Anlagen bis 630 und bis 1600 A zwei einfachere, aber verschiedene Nachweismethoden in der Norm definiert. Somit kann für die meisten Schalt- und Steuerungsanlagen der Nachweis über die Erwärmung durch die alternativen Methoden „Begutachtung durch Berechnung“ erbracht werden.
Das Berechnungsverfahren unterscheidet hierbei Niederspannungsschaltanlagen mit Bemessungsströmen bis 630 und bis 1600 A. Für beide Bereiche sind die Verlustleistungen der Geräte, der Sammelschienensysteme und der Verdrahtung für eine weitergehende Berechnung zu ermitteln:
  • Niederspannungsschaltanlagen bis 630 A: Bei Anlagen, die nur aus einem einzelnen Wandgehäuse oder Standschrank ohne eine innere Unterteilung bestehen, und deren Bemessungsstrom der Einspeisung 630 A nicht überschreitet, darf der Nachweis mit einem einfachen Berechnungsverfahren durchgeführt werden. Für die Berechnung dieser Anlagen sind jedoch verschiedene Anforderungen bezüglich der Dimensionierung zu beachten. Beispielsweise dürfen die Schaltgeräte nur mit 80 % des konventionellen thermischen Stroms betrieben werden oder die Leiter der Hauptstromkreise müssen auf mindestens 125 % des zulässigen Bemessungsstroms des Stromkreises ausgelegt sein. Aufgrund der immer kompakteren Schaltgeräte müssen die Leiter der Hauptstromkreise zusätzlich Wärme aus den Schaltgeräten abführen. Um dabei eine thermische Überlastung zu vermeiden, erfolgt u.a. diese Überdimensionierung der Leiter.
  • Niederspannungsschaltanlagen bis 1600 A: Für größere Niederspannungsschalt- und Steuerungsanlagen bis 1600 A ist das Verfahren etwas aufwändiger. Für diese Anlagen gibt es keine Beschränkung auf einen Schrank, lediglich die Anzahl der inneren horizontalen Unterteilungen ist auf maximal drei begrenzt. Für diese Anlagen ist die Summe der Verlustleistungen zu ermitteln und mittels eines Verfahrens nach IEC 60890 eine Erwärmungsberechnung vorzunehmen. Für die Auswahl von Schaltgeräten und die Leiter der Hauptstromkreise gelten die gleichen Voraussetzungen wie bei Schaltanlagen bis 630 A. Für die Schaltanlagen bis 1600 A gibt es jedoch noch weitere Merkmale, die bei Konstruktion, Aufbau und Berechnung zu beachten sind. Aus der Berechnung ergibt sich eine innere Lufttemperatur, die die maximal zulässige Grenztemperatur der verwendeten Geräte nicht überschreiten darf.
Verlustleistung einfach ermitteln und berechnen
Besonders hilfreich bei der Erfassung von Verlustleistungen ist der Konfigurator Rittal Power Engineering. Dieser ermittelt schon beim Entwurf der Niederspannungsschalt- oder Steuerungsanlage mit einer Systemlösung von Rittal die Verlustleistungen von Geräten und Sammelschienensystemkomponenten und vereinfacht so den Aufwand zur Berechnung deutlich. Eine besondere Eigenschaft ist dabei die belastungsabhängige Verlustleistungsberechnung, die äußerst präzise die Verlustleistungen ermittelt. Dies hilft bei der weiteren Klimatisierungsberechnung, das richtige Kühlgerät auszuwählen, welches dann auch effizient im genau definierten Funktionsbereich arbeiten kann.
Neben dem Nachweis durch Erwärmung sind jedoch noch weitere Nachweise für Konstruktions- und Verhaltenseigenschaften der Niederspannungsschaltanlage zu erbringen. Hier ist es natürlich von Vorteil, wenn man schon bei der Konstruktion auf einen Systembaukasten zurückgreifen kann, bei dem Gehäuse, Stromverteilungskomponenten sowie die Klimatisierungs- und Belüftungstechnik aufeinander abgestimmt sind. Dadurch lassen sich gerade bei Konstruktionseigenschaften, aber auch bei Verhaltenseigenschaften viele Nachweise direkt vom Hersteller übernehmen. Diese müssen dann nicht mit viel Aufwand aus verschiedenen Zertifikaten zusammengestellt werden.
Auch hier bietet die Software Rittal Power Engineering eine Funktion an, die für die konfigurierte Schaltanlage bereits alle vorhandenen Nachweise in einem Bauartnachweisdokument zusammenfasst und zur Ausgabe bereitstellt. Und dies kann der Anwender sowohl für den standardisierten Systembaukasten Ri4Power nutzen, als auch für das Systemangebot von Rittal aus dem Standardschranksystemen TS 8, KS, AE, SE 8 und CM, den Stromverteilungskomponenten RiLine60 und den Klimatisierungskomponenten. Besonders die zuletzt genannten Systemprodukte von RiLine60 werden oft mit Schränken und Klimatisierungskomponenten für die Erstellung von individuellen Schalt- und Steuerungsanlagen verwendet. Als weiteren Vorteil bietet die Software die Vorlagen für den Stücknachweis und die CE-Konformität. Somit bekommen Schalt- und Steuerungsanlagenbauer ein umfangreiches Dokumentationspaket für die Einhaltung der Normvorgaben ohne Zusatzaufwand.
Mit dem Programm „Rittal – Das System.“ bietet sich Schalt- und Steuerungsanlagenbauern ideale Voraussetzungen, um normgerechte Schalt- und Steuerungsanlagen herstellen zu können und den Dokumentationsaufwand zu standardisieren sowie zu minimieren. Normgerecht gefertigt und dokumentiert bedeutet zudem Rechtssicherheit. Einerseits hat die Anlage eine nachgewiesene Grundlage, auf der sie konstruiert und gefertigt wurde, andererseits wird die vom Gesetzgeber vorgeschriebene Dokumentation von Anfang an bereitgestellt. Wird diese Dokumentation hinsichtlich Bauartnachweis und Stücknachweis erst dann erstellt, wenn es zum Streitfall kommt, ist Ärger vorprogrammiert.
Umfassende Unterstützung für Anlagenbauer
Verwendet ein Schaltanlagerbauer „Rittal – Das System.“ als Basis für die Niederspannungsschaltanlagen, so erhält er mit der neuen Version 6.1 der Planungssoftware Power Engineering umfassende Unterstützung. Die Software hilft sowohl bei Planung und Konfiguration der Schaltanlage als auch bei der normgerechten Dokumentation und bietet darüber hinaus weitere umfangreiche Hilfen an. Der Anwender findet z.B. alle Montageanleitungen und technischen Hinweise zu den Produkten und Systemlösungen. Der Montageplanassistent hilft dem Monteur zu einer effizienteren Montage. Alle Zeichnungen lassen sich in übliche CAD-Formate exportieren. Die integrierte Eplan-Schnittstelle übergibt Artikeldaten und Zeichnungen an die Software Eplan Electric P8.
Die Software führt den Anwender schrittweise durch Planung und Konfiguration der Schaltanlage. Nach einigen grundsätzlichen Festlegungen, wie Schaltschrankgröße und Bemessungsstrom, kann der Planer mit der Konfiguration der einzelnen Felder beginnen. In einer einfachen Menüstruktur lassen sich Felder hinzufügen, Schienensysteme auswählen und vieles mehr. Auch die automatische Generierung von Zubehör wie Schaltschrankleuchten, Heizungen oder Verschlusssysteme ist vom Anwender einstellbar und spart wertvolle Engineeringzeit. Während der Konfiguration lassen sich unter Berücksichtigung der Schutzart, des Einbauorts innerhalb der Anlage und des Bemessungsstroms auch die passenden Schaltgeräte auswählen. Die Software ermittelt anschließend automatisch, welche Artikel aus dem Sortiment von Rittal benötigt werden, und stellt diese zu einer Stückliste zusammen. Sämtliches Zubehör des Gesamtportfolios ist in der Datenbank enthalten und kann komfortabel ausgewählt werden.
Auch bei der Dokumentation erleichtert die Software dem Schaltanlagenbauer die Arbeit. Auf Knopfdruck erstellt sie die entsprechenden Bauartnachweise inklusive der benötigten Prüfberichtsverweise. Zusätzlich sind in dem Engineering-Tool Checklisten enthalten, mit deren Hilfe der Schaltanlagenbauer überprüfen kann, ob alle Erfordernisse bei der Planung und Ausführung der Schaltanlage gemäß der neuen Norm erfolgt sind und einen rechtsgültigen Nachweis führen.

praxis plus
Schaltanlagenbauer sind gut beraten, die neue Norm DIN EN 61439 möglichst zügig umzusetzen. Auch wenn bis 1. November 2014 noch die alte Norm DIN EN 60439 verwendet werden darf, sollte man bedenken, dass für alle Anlagen, die nach diesem Zeitpunkt in Betrieb genommen werden, die Planung und Dokumentation gemäß DIN EN 61439 erfolgen muss. Rittal unterstützt die Anwender daher schon heute entsprechend mit der neuen Version 6.1 des Engineering-Tools Power Engineering.

INFO-TIPP
Weitere Details zur DIN EN 61439, Grundlagen sowie Informationen zur Bedeutung der neuen Norm für Planer, Anlagenbauer und Endkunden bietet eine allgemeine Rittal-Präsentation, die auf der Cebit 2012 gehalten wurde und als pdf-Datei für den Download zur Verfügung steht:
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