Wahlweise fix oder steckbar

DIE AUTORIN Dipl.-Ing. Anke Steinkemper ist Produktmanagerin Leiterplattenanschluss Combicon power bei Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Blomberg

Im Vergleich zu den traditionellen Branchen – wie etwa Prozess- und Verfahrenstechnik, Maschinenbau, Wasser- und Abwasser oder Verkehrstechnik – haben Branchen wie PV und Wind zumeist erhöhte Qualitätsanforderungen. Die PV- und Windenergie-Anlagen und die dazugehörigen Peripherien müssen Temperaturschwankungen und Vibrationen standhalten und für eine langzeitstabile Übertragung von Strom und Spannung sorgen. Das gilt auch für Geräte-Leistungsanschlüsse, die als Schnittstellen für die Geräteverbindung sowie für die elektrische Funktion unentbehrlich sind.

Während sich die normativen Anforderungen in den Branchen angleichen, ist der Aufbau der Geräte – speziell beim Leistungsanschluss – doch recht unterschiedlich. Bei Wechselrichtern etwa ist die Hauptelektronik vom Anschlussbereich der Zuleitung durch separate Kammern getrennt und daher nicht zugänglich. Um beide Anschlusskammern zu verbinden, benötigt man eine Hochstrom-Durchführungsklemme. Die Durchführungsklemme PLW 16 von Phoenix Contact ist eine nicht steckbare Durchführungsklemme, die mit ihrer Schnellanschlusstechnik diese Anforderungen erfüllt – zum Beispiel für den Einsatz am Wechselrichter.

So werden Leiter mit Querschnitten bis 16 mm² außen mittels sogenannter Push-Lock-Hebeltechnik angeschlossen. Der Schnellanschluss per Hebelbetätigung spart den Installateuren Zeit. Im Inneren des Geräts werden Leiter bis 6 mm² flexibel per Push-in-Direktstecktechnik angeschlossen. Leiter mit vorkonfektionierter Aderendhülse lassen sich mit wenig Kraftaufwand in den Kabeltrichter einführen. In der Fabrikfertigung ist dies ein großer Vorteil bei der Montage. Die interne Verdrahtung per Kabel erlaubt ein flexibleres Geräte-Design, da die Leiterplatte mit größeren Toleranzen im Gerät positioniert und ein gewisses Spiel über die Leitungen ausgeglichen wird.

Um die Durchführungsklemme PLW 16 im Gerät zu befestigen, gibt es zwei Möglichkeiten: zum einen erfolgt die Klemmenbefestigung mittels sogenanntem Klemmkeil – dabei wird das Konzept des schnellen und werkzeuglosen Leiteranschlusses fortgeführt. Der Klemmkeil wird per Hand von oben in die Verrastungsnuten der Klemme gesteckt. Bei der zweiten Möglichkeit werden die zahlreichen unterschiedlichen Gerätewandstärken abgedeckt. Dabei erfolgt die Befestigung von außen mittels Schraube – zwei diagonal zueinander angebrachte M3-Schrauben reichen für eine stabile Befestigung in der Gerätewand aus.

Ein weiterer Blick in die Energie-Branche zeigt, dass die vor Fremdzugang gesicherte Einspeisung ins Hauptnetz immer wichtiger wird. Diese zumeist für die AC-Einspeiseseite geforderte Versiegelung der Klemme wird in manchen Ländern vorgeschrieben. Die Wanddurchführung PLW 16 erfüllt diese Sicherheitsanforderung bereits, denn sie hat einen Plombier-Kamm. Der orangefarbene Kamm wird als Standard an der Unterseite der Durchführungsklemme mit ausgeliefert. Nach dem Leiteranschluss durch Herunterdrücken der Hebel wird der Kamm über den Hebeln – um 180° gedreht – in die Verrastungsnuten eingeschoben. Danach wird der Plombier-Kamm mit Hilfe eines Plombier-Drahts an den rechts und links angebrachten Löchern eng mit der Klemme verbunden. Um die Hebel nun betätigen zu können, muss die Plombierung oder der Plombier-Kamm zerstört werden – somit dient die Plombe als optisches Signal für Missbrauch und Manipulation.

Ist für eine Applikation ein Geräteanschluss mit höherem Schutzgrad als IP20 gefordert – könnte die Durchführungsklemme PLW 16 mit ihrem optionalen Tüllengehäuse eine Wasserdichtigkeit von IP65/IP68 erreichen. Das Tüllengehäuse wurde nach den spezifischen Anforderungen der PV-Industrie ausgelegt – UV-Stabilität und Ammoniakbeständigkeit sind selbstverständlich. Die gut zugängliche Schraubbefestigung der Tülle ermöglicht auch eine Plombierung des Steckergehäuses – auch hier ist ein unbefugter Zugriff nachweisbar.

Neben der neuen Wanddurchführung mit ihrem Push-Lock-Hebel hat Phoenix Contact weitere Hochstrom-Wanddurchführungen auf den Markt gebracht. Wichtiges Kriterium bei der Auswahl des Leitungsanschlusses ist nach wie vor die Anschlusstechnik. Die altbekannte Anschlusstechnik per Schraube wurde durch die noch recht neue UW(Universal screw through wall)-Serie nach gängigen Standards entwickelt. Damit können Querschnitte bis 25 mm² noch kompakter als vorher durch die Wand in das Gerät geführt werden – was besonders im Hinblick auf die Spannungsanforderung nach 600 V UL interessant ist. Die RW(Ring-cable-lug through wall)-Serie eignet sich mit ihrem robusten Bolzenanschluss eher für Anwendungen mit großen Querschnitten bis 150 mm² und bis 309 A.

Neu auf dem Markt ist auch die PW(Push-in through wall)-Serie. Die kleine Variante bis 4 mm² wurde durch eine große Wanddurchführungsklemme – PWO 16 genannt – ergänzt. Mit dem Markt der Gerätehersteller wächst auch die Nachfrage nach Schnellanschlusstechnik – hier bietet die Klemme mit ihrem Push-in-Prinzip eine Zeit sparende Verdrahtungsmöglichkeit. Ein Leiterabgang in einem Winkel von 45° spart Platz bei der Verdrahtung und macht die Klemmstelle besser zugänglich – Anschluss und Abgang der Leitung können in einer Richtung erfolgen.

Die Durchführungsklemme besteht aus Innen- und Außenteil – die Befestigung im Gerät erfolgt durch das werkzeuglose Zusammenrasten beider Teile. Eine feine Verrastungsriefelung an beiden Teilen sorgt für einen festen Sitz im Gerät unabhängig von der Wandstärke. Außerdem kann die Klemme unterschiedlich am Gehäuse befestigt werden:

Weil Geräte bei zahlreichen Anwendungen innenseitig vergossen werden, gibt es die Wanddurchführung PWO 16 auch als Vergussvariante. So eignet sich die Klemme insbesondere für Gerätehersteller des Filter-, Wandler- und Drosselbaus sowie für den Batteriebau. Die hier übliche Forderung nach einer hohen Dichtigkeit erfüllt die Wanddurchführung auch beim Einsatz von Vergussmassen mit geringer Viskosität. So wird auch ein in die Jahre gekommenes Geräte-Design durch eine moderne und kompakte Wanddurchführung funktional und optisch aufgewertet.

Die Anzahl der Bauelemente auf der Leiterplatte erhöht sich stetig. Damit nimmt auch das Gewicht der Elektronik innerhalb von Industriegeräten zu, und die Leiterplatte muss unterstützt werden. Hier sind Wanddurchführungen sinnvoll, die fest im Gerätegehäuse fixiert werden – auf diese Weise wird die Leiterplatte entlastet. Außerdem sind gerade Peripherien, die im Schaltschrank verbaut werden, an ein vorgegebenes Platzverhältnis gebunden. Weil der Platz im Gerät nicht für die Leitungsverdrahtung reicht, werden steckbare Lösungen mit einer eingelöteten Grundleiste und einem dazugehörigen Steckverbinder eingesetzt. Diese Grundleiste und damit die Leiterplatte kann platzsparend nah an der Gerätewand positioniert werden. Vorteilhaft ist auch, dass der zugehörige Steckverbinder vorkonfektioniert ausgeliefert werden kann. Angeschlossen wird also vor Ort im zeitsparendem Plug & Play-Verfahren.

Die steckbaren Wanddurchführungen gibt es in den Leistungskategorien 41 A/6 mm², 76 A/16 mm² und 125 A/35 mm². Die beiden kleineren Leistungskategorien können entweder mit einer selbstschneidenden Schraube und einem dazugehörigen Kunststoffdübel oder alternativ mit einer werkzeuglosen Rastverriegelung in der Gerätewand fixiert werden. Diese passgenaue Einbindung der Wanddurchführung sorgt – ähnlich wie die im Gerät befestigte Wanddurchführung – für eine staubfreie Verbindung und Durchleitung der Leistung in die Geräte. ge

Es spielt keine Rolle, ob der Leiter von oben, orthogonal, schräg nach unten oder direkt von vorne in die Leistungsschnittstelle eingeführt werden soll. Es spielt auch keine Rolle, ob die klassische Schraubklemmtechnik oder die innovative Federtechnik gewünscht ist. Soll das Gerät außerdem vergossen oder gegen fremden Zugang geschützt sein, kann die Vielzahl an Wanddurchführungen – steckbar oder fix im Gerät integriert – für jede Applikation und alle Leistungsklassen eine passende Lösung bieten.