Im Maschinen- und Anlagenbau spielt die DC 24 V-Stromversorgung eine wesentliche Rolle. Häufig kommen hier zur selektiven Absicherung speziell geeignete elektronische Absicherungskomponenten zum Einsatz. Diese sind exakt auf die Lastcharakteristik der unterschiedlichen Verbraucher und die Versorgung abgestimmt. Neben der Funktionalität spielen Wirtschaftlichkeit und Anpassungsfähigkeit der Absicherungslösung auf die Bedürfnisse der jeweiligen Anwendung eine wesentliche Rolle.

Warum DC 24 V elektronisch absichern?
DC 24 V versorgt CPUs, I/O-Module, Motor- und Antriebssteuerungen, IPCs, Monitore und Touch-Panels, Buskoppler und dezentrale Peripherie, DC 24 V-Motoren, Magnetventile, Aktoren und Stellglieder sowie Sensoren. Einkanalige Lösungen für die Absicherung zeichnen sich durch ihre Flexibilität und ihre beliebige Skalierbarkeit aus. Sie erlauben es, sich beengten Raumverhältnissen anzupassen und sind ausgesprochen wirtschaftlich.

Im Bereich DC 24 V werden überwiegend primär getaktete Schaltnetzteile für die Spannungsversorgung eingesetzt, die nicht mehr wegzudenken sind. Sie zeichnen sich durch Kompaktheit und hohe Zuverlässigkeit im Dauerbetrieb aus. Allerdings können sie im Überlastbereich nur sehr begrenzte Leistungsreserven zur Verfügung stellen. Dies liegt häufig beim lediglich 1,5-fachen des Nennstroms. Auch wenn eine Überlast oder ein Kurzschluss dies theoretisch überschreiten würde, so schützt sich das Netzteil quasi selbst und fährt die Spannung am Ausgang entsprechend zurück. Wird nun an einem solchen Ausgang ein thermisch-magnetischer Schutzschalter, zum Beispiel ein Leitungsschutzschalter (LS) zur Absicherung betrieben, ist dieser schon allein technisch gar nicht in der Lage, abzuschalten. Den Strom, den der Sicherungsautomat brauchen würde, kann das Netzteil einfach nicht liefern. Genau hier hat sich der Einsatz von elektronischen Sicherungsautomaten als Standard durchgesetzt.

Aufbau der DC 24 V-Absicherung
Allen Vorteilen des elektronischen Sicherungsautomaten zum Trotz werden sehr häufig Leitungsschutzschalter zur Absicherung von DC 24 V-Versorgungen verwendet. Neben der unvorteilhaften selektiven Auslösung bei einem Kurzschluss birgt das System zusätzliche Nachteile bei der Verdrahtung und der Verbindungstechnik. Die Montage der Module ist für die DIN-Hutschiene vorgesehen. Zur Anbindung an die Versorgungsspannung kann der Anwender neben einer Sammel-Einspeiseschiene die Einzelverdrahtung wählen. Beide Lösungen generieren zusätzliche Kosten. Zu einen muss die Einspeiseschiene als Zubehör geführt und nach den Gegebenheiten der Applikation angepasst werden. Die zweite Lösung bedeutet enormen Mehraufwand bei der Verdrahtung und dadurch zusätzliche Personalkosten. Eine Fehlersignalisierung wird bei der LS-Lösung durch am Schutzschaltermodul anreihbare Signalkontakte realisiert. Die Baubreite erhöht sich dadurch von 18 mm, um 9 mm auf 27 mm. Auch die Anschaffungskosten einer Signalkontaktbaugruppe schlagen nicht unerheblich zu Buche. Am Ende steht die Verdrahtung der gesamten Absicherung. Die handelsübliche Anschlusstechnik bei Leitungsschutzschaltern ist in Schraubklemmentechnik ausgeführt. Neben längeren Verdrahtungszeiten und dadurch höheren Kosten entstehen auch Folgekosten für die Wartung der Klemmen.

Flexible und wirtschaftliche Absicherung von DC 24 V-Applikationen
Die neue Gerätekombination für elektronischen Überstromschutz von E-T-A besteht aus dem Einspeisemodul EM12-T und den einkanalig beliebig modular anreihbaren elektronischen Sicherungsautomaten REX12-T. Die jeweils nur 12,5 mm breiten Module sind komplett in Push-In Technologie inklusive Pusher ausgeführt und ermöglichen somit eine werkzeuglose, zeitsparende und wartungsfreie Verdrahtung. Das Einspeisemodul ist für DC 24 V und 40 A ausgelegt und nimmt für die Plus (+) Einspeisung maximal 10 mm² mit Aderendhülse auf. Die Klemmen für die Sicherungsmodule können mit bis zu 2,5 mm² angeschlossen werden. Bis zu 16 Stück des granular angereihten Schutzschalter werden nacheinander auf der Hutschiene platziert und mit dem im Sicherungsmodul integriertem Klappmechanismus (Easy Connect) ohne weiteres Zubehör elektrisch verbunden. Zum Austausch einer Komponente genügt es, den jeweils linken und rechten Hebel des Sicherungsautomaten zu öffnen und das gewünschte Gerät zu entfernen. Neues Gerät einsetzen, Hebel  wieder schließen, fertig.

Die Überstromschutzfunktion
Bei der neuen Absicherungslösung wird je nach Höhe des Ausgangstrom nach integrierter Zeitvorgabe im Überlastfall circa 3 s und im Kurzschlussfalls (0 Ohm) nach <10 ms abgeschaltet, um so unter anderem eine Überlastung des speisenden Schaltnetzteils zu vermeiden. Kapazitive Lasten von bis zu 20.000 µF werden durch das Schutzorgan problemlos toleriert und eingeschaltet. Dies ermöglicht es dem Anwender, auch sensitive und intelligente Verbraucher mit kondensatorgepufferten Eingängen zu betreiben und selektiv abzusichern. Die Sicherungsautomaten sind in allen gängigen festen Nennstromstärken von 1 A bis 10 A erhältlich. Somit können nicht nur leistungsstarke Verbraucher, sondern auch empfindliche Lasten zielgerichtet abgesichert werden.