Tips & tricks

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.

Svaret findes i DIN EN 61439-1/-2 og DIN EN 60204-1. Ifølge dem er elektrisk ledende konstruktionsdele kun tilladt som en del af beskyttelseslederforbindelsen, hvis de grundlæggende krav til den permanente, godt ledende og tilstrækkeligt strømførende forbindelse er opfyldt. Hvis disse betingelser er opfyldt, kan bæreskinnen forbindes til beskyttelseslederen med storfladet kontakt til en metalblank montageplade eller via befæstigelsesmidlet (holdevinkel, afstandsbolte mv.), når det er fastgjort til skabssystemet (ramme, udbygningsskinner mv.). Bemærk betydningen af følgende termer:

• 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
• Tilstrækkelig strømføringsevne: Skal svare til den krævede særskilte kobberbeskyttelsesleder, når det gælder kontakt-/forbindelsestværsnit

Forfatter: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support

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

Grundlæggende gælder følgende: IP-kapslingsklasser angives iht. den internationale standard IEC 60529 med to kodecifre og eventuelt yderligere 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.

Forfatter: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support

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

For kombinationer af lavspændingskoblingsudstyr sker opbygningen typisk på montageplader. I den forbindelse er det vigtigt ikke kun at tage højde for sikkerhedsaspekterne, men også 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 ganske præcise krav til placering og afstande til andre moduler i deres montage- og driftsvejledninger. Disse forskrifter skal ubetinget overholdes, så der også er mulighed for at gøre garantikrav gældende i tilfælde af fejl eller skader.

Derfor er det under trange pladsforhold, f.eks. i en kompakt maskine, så meget desto vigtigere at udnytte styretavlens indre så godt som muligt ved hjælp af et bredt udvalg af tilbehør og montagesystemdele.

Fast eller svingbar indbygning af 19"-baserede enheder skal ligeledes understøttes, og det samme gælder 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. Endvidere giver metalblanke, korrosionsbeskyttede og elektrisk ledende tilbehørsdele til EMC – via direkte kontakt til befæstigelsen – mulighed for en særdeles god potentialudligning af enhedskabinetter, kabelskærme og evt. EMC-filterkabinetter.

Også 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.

Forfatter: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support

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.

Forfatter: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support

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.

Ved besvarelse af dette spørgsmål spiller tre nøgleaspekter 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?)

For det meste starter svaret på denne type spørgsmål med et "Ja, men...".

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.

En række forskellige strategier kan bringes i anvendelse for at undgå kondensatproblemer i skabet:

• 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 således forhindrer kondensdannelse på væggene

Et yderligere aspekt er kondensdannelse på de udvendige flader på grund af en for kraftigt nedkølet skabstemperatur med risiko for kondensdannelse på beskadigede belægninger.

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

Forfatter: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support

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.

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 simpelt hen forkert dimensionering (ved belastningsgrænsen) 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?

I den vigtige standard for tavlekonstruktører DIN EN 61439-1 findes en vigtig oplysning i underpunktet 10.10.4 "Konstruktionstypedokumentation for temperaturstigning … ved evaluering".

I den forbindelse er det vigtigt at sikre, at ledere med strømstyrker over 200 A og tilstødende konstruktionsdele er placeret således, at hvirvelstrømme og hysteresetab minimeres. Her drejer det sig om effekten af det magnetfelt, som omgiver enhver løbende strøm. Dette magnetfelt ligger vinkelret på strømretningen og kan i ledende materialer forårsage såvel hvirvelstrømme som remagnetisering og dermed en kraftig lokal varmeudvikling.

I praksis betyder det, at afstandene skal holdes så lave som muligt ved en rumligt adskilt føring af ind- og udgående ledere (ikke som kabler) f.eks. i form af basisisolerede enkeltledere eller skinner. Desuden skal montagedele og metalflader, som sådanne ledere føres igennem vinkelret på overfladen, så vidt muligt udføres i tynde og dårligt ledende materialer eller endog af isolerende materiale.

Kabler, hvor lederne føres på en meget kompakt måde, udviser ikke magnetfeltseffekter, da summen af ind- og udgående strømme er den samme på ethvert tidspunkt. Eftersom magnetfelterne i disse delstrømme løber i modsatte retninger, udligner de stort set hinanden. Som et resultat heraf opstår der ingen eller kun ubetydelig temperaturstigning som følge af hvirvelstrømme og remagnetisering.

Forfatter: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support

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.

Forenklet sagt skal kabelskærmen forhindre uønsket stråling fra systemet samt stråling ind i systemet. Denne opgave kan skærmen dog kun løse korrekt, hvis den på sine ind- og udgangspunkter i skabet er optimalt elektrisk ledende forbundet med dette (såfremt 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 f.eks. anvendes et motortilslutningskabinet af et isolerende materiale, skal kabelskærmen forbindes med motorkabinettet i denne ende (via klemrækken). Drejer det sig for modkabinettets vedkommende 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 skal alle skærmede kabler 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 så vidt muligt forbindes tæt på ind-/udgangsstedet ved hjælp af en egnet kombination af skærmskinne og kontaktspændebånd. Det er vigtigt, at dette udføres med den størst mulige indbyrdes ledende kontaktflade og med et kort flettet PE-bånd fra skinnen til monteringspladen. Det skal også sikres, at skærmkontakten udføres adskilt fra kablets mekaniske trækaflastning.

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.

Forfatter: Hartmut Lohrey, leder af marketing training/support