Überspannungsschutz in der MSR-Technik

Die elektronische Überwachung der Schutzkomponenten darf zu keinem Zeitpunkt das zu schützende System beeinflussen. Somit scheidet eine Entnahme der benötigten Energie aus dem Signalkreis aus. Die Lösung liegt in extern zugeführter Energie. Das ist leicht realisierbar, da sich die ÜsG meist in Verteilungen mit separater 24-V-Stromversorgung befinden.

Stand der Technik ist, dass Überspannungsschutzgeräte für die MSR-Technik separate Klemmstellen zum Durchverdrah­ten oder Überbrücken für die externe Hilfsenergie haben. Bei der neuen Produkt­familie geht dies einfacher. Das Schutzsystem besteht aus einem Controller, den eigentlichen ÜsG sowie Tragschienenverbindern (Bild 1). Eine grüne LED am Controller signalisiert die Funktion aller angereihten Überspannungsschutzgräte sowie der externen Spannungsversorgung.

Die in der Hutschiene liegenden 5-poligen Tragschienenverbinder versorgen alle Überspannungsschutzgeräte mit der benötigten Hilfsenergie. Gleichzeitig meldet jeder Ableiter über dieses System seinen Status an den Controller zurück. Das spart Verdrahtungsaufwand. Er reicht aus, die Tragschienenverbinder aufzurasten und die Module zu installieren.

Der Controller gibt als zentrale Einheit eine Sammelstatusinformation sowohl über eine integrierte Statusanzeige als auch über potentialfreie Fernmeldekontakte weiter. Durch diese Funktionen sieht der Techniker den Status aller installierten und angereihten Ableiter auf einen Blick. Über einen im Controller integrierten Schiebeschalter können die dauerhaft leuchtenden grünen LED der Ableiter ausgeschaltet werden. Die Statusinformationen »gelb« und »rot« sind von diesem Mechanismus unberührt, damit betroffene Schutzgeräte auf einen Blick erkennbar sind.

Das Produktkonzept ist zweiteilig strukturiert (Bild 2): Sollte ein Ableiter überlastet sein oder eine Isolationsmessung durchgeführt werden müssen, kann das Gerät durch einfaches Ziehen des Schutzsteckers ausgetauscht werden. Ein Eingriff in die Installation und eine damit verbundene Unterbrechung des Signalkreises ist nicht erforderlich. Außerdem bietet die spezielle Konstruktion der Lösung die Möglichkeit, den Schutzstecker zu ziehen, ohne die Impedanz des Signalkreises zu beeinflussen.

Flexibel erweitern

Ein Controller überwacht bis zu 28 Ableiter. Jeder von ihnen schützt auf einer Baubreite von nur 17,5 mm bis zu fünf Signal­adern. Somit gibt ein Controller eine Information über den Schutzstatus von bis zu 140 Signalleitungen.

Das System kann zu jeder Zeit durch einfaches Anreihen eines weiteren Tragschienenverbinders erweitert werden – ohne Unterbrechung der Überwachung der bereits bestehenden ÜsG.

In der Praxis befinden sich innerhalb des Schaltschranks oftmals nicht alle Überspannungsschutzgeräte an einem Instal­lationsort – etwa auf einer Hutschiene an­einandergereiht. Über einen separaten Leiterplattensteckverbinder kann das Überwachungssystem flexibel auf eine andere Hutschiene ausgedehnt werden (Bild 3).

Weitere Funktionen

Häufig sind mehrere Überspannungsschutzgeräte nebeneinander installiert. Plugtrab PT-IQ ist über Kodierstifte eindeutig spannungskodiert. Ein Fehlstecken unterschiedlicher Spannungsebenen ist somit ausgeschlossen.

Kabelschirme können aufgrund von Potentialunterschieden oftmals nicht beidseitig auf Erdpotential gelegt werden. Für den Fall, dass kein Potentialausgleich möglich ist, bietet Plugtrab PT-IQ spezielle Lösungen. Bei einigen Varianten wird

das Schirmpotential indirekt über einen ­Gasentladungsableiter geerdet, so dass keine störenden Ausgleichströme auftreten können. Tritt zwischen Kabelschirm und Erdpotential eine Überspannung auf, wird die Schutzkomponente leitend und verhindert weiteres Einkoppeln auf den Signalkreis.

Plugtrab PT-IQ kann bis zu einer Höhe von 4 000 m NN eingesetzt werden, wie dies zum Beispiel bei manchen Windkraft-Applikationen erforderlich ist.