Elektrische Antriebe

Ableitstrom kompensieren und Anlagenverfügbarkeit erhöhen

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Physik und Anwendung des Kompensationsverfahrens

Bedingt durch die Ableitstromproblematik war bisher der Betrieb von Frequenzumrichtern an Fehlerstrom-Schutzschaltern problematisch und wurde daher oft vermieden – im Hinblick auf den Schutz von Personen eigentlich ein untragbarer Zustand.

Der durchaus legitime Schutzanspruch in Sachen Personen- und/oder Brandschutz, welchen man mit dem Einsatz von Fehlerstrom-Schutzschaltern erzielen kann, darf sich nicht negativ auf die Maschinenverfügbarkeit auswirken.

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Speziell für diese Aufgabenstellung gibt es von EPA das System LEAKCOMP HP. Dieses Kompensationsgerät ergänzt hochpräzise den durch die Filterkapazitäten fließenden Differenzstrom. In einem patentierten Verfahren analysiert der EPA LEAKCOMP HP den gesamten Betriebsableitstrom der Anlage.

Dabei werden die Ableitströme mit den im 3-Phasen/50-Hz-Netz auftretenden Frequenzen 150 Hz, 450 Hz, 750 Hz und 1050 Hz in Phasenlage und Amplitude fixiert, neue Ströme mit einer um 180° gedrehten Phasenlage erzeugt und dem Schutzleiter wieder zugeführt.

Auch hohe Ableitströme in Ein- und Ausschaltsituationen, die meistens durch unsymmetrische Anlagenzuschaltungen ausgelöst werden, können bis zu einer gewissen Amplitudenhöhe durch die sogenannte Buster-Funktion des LEAKCOMP HP ebenfalls kompensiert werden. Der Fehlerstromschutzschalter löst demnach auch nicht bei einer Netzzuschaltung aus.

Ein weiteres, sehr nützliches Merkmal des LEAKCOMP HP ist die ausführliche Darstellung der Werte der vier Frequenz-Anteile des Ableitstromes vor und nach der Kompensation. Er ist sowohl als grafische oder numerische Anzeige im Geräte-Display sichtbar.

Der LEAKCOMP HP bildet in Kombination mit einem Fehlerstrom-Schutzschalter vom Typ B gewissermaßen einen „Spezial-FI“ für Frequenzumrichter-Anwendungen, der vollen Personen- und Brandschutz bietet, ohne sich von den Eigenschaften der FU-Stromversorgungen irritieren zu lassen.

Das Gerät kann mit 24 VAC oder VDC betrieben werden und kompensiert Ableitströme bis zu 400 mAeff; ein Abgleich ist nicht erforderlich. Der Bediener muss über keinerlei Spezialwissen verfügen.

Ergänzendes zum Thema
Ableitströme: ein Thema auf dem Praxisforum Antriebstechnik 2016

Das dreitägige Praxisforum Elektrische Antriebstechnik (mit Fachausstellung am zweiten Tag) findet vom 7. bis 9. März 2016 im VCC Würzburg statt. 26 renommierte Branchenexperten aus Forschung und Industrie diskutieren Antriebsaufgaben und stellen anwendbare Technik zur Lösung vor. Ableitströme und ihre Kompensation ist eines der zahlreichen Themen. Das ausführliche Programm aller drei Tage finden Sie hier, einschließlich Abstracts und Referenten.

Themen des 1. Tages (7. März 2016): Schaltungsbeispiele mit Motion Control Chips (MCU, FPGA, ASSP, Chip Set), Schaltungsbeispiele mit Power Devices.

Themen des 2. Tages (8. März 2016): Best-Practice-Beispiele, Trends sowie sofort anwendbare Technik aus der Forschung (mit begleitender Ausstellung).

Themen des 3. Tages (9. März 2016):

Sensorik, Motion Software, Simulation (Lageregelung, Motoranalyse, EMV und funktionale Sicherheit).

Der allstromsensitive Fehlerstrom-Schutzschalter wird durch den EPA LEAKCOMP HP von den betriebsbedingten frequenzumrichtertypischen Ableitungen entlastet.

Resümee: Mit der Markteinführung eines EPA LEAKCOMP HP muss keine Frequenzumrichter-Anordnung mehr ohne den Personen- und Brandschutz eines Fehlerstrom-Schutzschalters betrieben werden. Das Kompensationssystem ermöglicht endlich die Verbindung von Betriebssicherheit und Arbeitsplatzschutz. Der Installationsaufwand für die Kompensationslösung ist gering, das kompakte Gerät ist kaum größer als der FI-Schutzschalter selbst und passt noch in jeden Schaltschrank.

* Georg Schmitz ist Fachberater Ableitstrom Technik bei EPA, Bruchköbel.

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