Kapazitätsmodul bietet Abhilfe
Auslösekennlinien von Leitungsschutzschaltern: links Auslösecharakteristik B und rechts Auslösecharak te ristik C. (Quelle: Weidmüller Interface)
Der Nachteil bei Schaltnetzteilen ist nun, dass sie nur einen limitierten "Überstrom" zulassen. So begrenzen sie selbst im Kurzschlussfall den Strom auf 110 % bis 150 %, was letztlich auch ihre Kurzschlussfestigkeit ausmacht. In diesen prinzipbedingten positiven Eigenschaften liegt das Pro blem: In der Regel kann der maximal mögliche Ausgangsstrom eines getakteten Netzteils nur das etwa 1,1-fache seines Nennstroms betragen. Der Laststrom wird durch das Abregeln der Ausgangsspannung begrenzt. Aufgrund dieser technischen Eigenschaften liefern Schaltnetzgeräte keinen oder nur einen begrenzten dynamischen Ausgangsstrom.
Bislang musste der Anwender zur Lösung des Problems auf hochpreisige Netzgeräte mit großen Stromreserven zurückgreifen. Darüber hinaus musste die Impedanz der Fehlerschleife entsprechend klein bemessen sein, damit der Strom fließen konnte.
Eine kostengünstigere Lösung stellt ein zusätzlich in den Stromkreis integrierter Energiespeicher dar, der schnell anspricht und bei einem Lastfehler seine Leistung sofort und ungefiltert abgibt. Damit wird der Leitungsschutz gezielt ausgelöst.
Diese Eigenschaften hat das Kapazitätsmodul der Stromversorgungsfamilie Pro-M. In Verbindung mit der Pro-M-Stromversorgung sorgt das "CP M Cap" für ein sicheres Auslösen von Leitungsschutzschaltern, und das auch bei großen Leitungslängen. Die beiden Diodenmodule "CP M DM20" und "CP M DM40" erlauben eine sichere redundante Schaltung und ein integriertes Relaismodul signalisiert den Zustand der Stromversorgung.
Vom Prinzip her wird das Kapazitätsmodul durch Parallelschaltung zum Netzgeräteausgang zusätzlich in den Stromkreis eingebracht. Seine Funktionalität basiert auf dem Prinzip der Impulsauslösung. In kurzer Zeit liefern die Module zusätzliche Energie und lösen so gezielt den Leitungsschutz in 1 ms bis 3 ms aus.
Der Einsatz eines Kapazitätsmoduls hat einen weiteren Vorteil: Die bereitgestellte, zusätzliche Energiereserve lässt Verbraucher mit einem hohen Anlaufstrom sicher und zuverlässig anlaufen. Nicht immer vermeidbare, hohe Stromspitzen während des Betriebs werden durch das Kapazitätsmodul gepuffert und entlasten so das Netzteil. Zusätzlich stabilisieren sie die Steuerspannung.
Da für das gezielte Auslösen der LS-Schalter auch die Leitungsimpedanz maßgeblich ist, hat der Hersteller seine Module mit verschiedenen Leitungslängen und -querschnitten erfolgreich getestet.
Fazit
Das Stromversorgungs- und selek tive Absicherungskonzept von 24-V-Gleichstromkreisen entscheidet über die Verfügbarkeit der Automatisierungssysteme. Deshalb gilt es, diese Komponenten sorgfältig auszuwählen. Die Weidmüller-Palette an Stromversorgungslösungen in Verbindung mit dem Kapazitätsmodul, das mit einem hohen Impulsstrom gezielt Leitungsschutzschalter auslöst, unterstützt die Anforderungen der Automatisierer und ermöglicht eine hohe Anlagenverfügbarkeit.