1. Anschluss der Maschinen an das Netz - VH

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1.
Elektrische Ausrüstung von Maschinen
Anschluss der Maschinen an das
Netz
Unter den Begriff „Industriemaschinen” (DIN EN 60204-1)
fallen größere Arbeitsmaschinen mit elektrischen Einrichtungen und Antrieben. Die Formatkreissäge, für die diese
Bestimmung gilt, ist in Bild 1 dargestellt. Für die Versorgung solcher Maschinen mit elektrischer Energie ist ein
Anschluss an das 400-Volt-Niederspannungsnetz notwendig. Der Anschluss erfolgt bei dieser Maschine über eine
Steckvorrichtung. Häufig wird aber auch ein fester Netzanschluss vorgesehen. Für Reinigungs-, Wartungs- oder
Instandsetzungsarbeiten oder auch bei längeren Betriebspausen muss es möglich sein, die elektrische Ausrüstung
vom Netz zu trennen.
In diesen Fällen kann auf einen Hauptschalter verzichtet
werden. Um die Maschine vom Netz zu trennen, genügt
es dann, dass die Steckverbindung getrennt wird.
1.2
Fester Netzanschluss
Bei festem Anschluss an das Versorgungsnetz oder wenn
der Nennstrom der Maschine 16 A übersteigt oder wenn
die Motorleistung der Maschine mehr als 2 kW beträgt,
ist ein Hauptschalter vorzusehen, mit dessen Hilfe die
Maschine vom Netz getrennt werden kann. Dieser ist auch
dann notwendig, wenn die Maschine über eine Steckvorrichtung an das Netz angeschlossen ist. In Bild 3 ist der
Hauptschalter der Formatkreissäge dargestellt.
Bild 1: Formatkreissäge (Altendorf)
1.1
Netzanschluss über Steckvorrichtung
Bei Maschinen, deren Anschlussleistung nicht zu groß ist,
kommt es häufig vor, dass sie nicht an einem festen Ort
eingesetzt werden, sondern dass ihr Einsatzort wechselt.
Für solche Maschinen ist ein Anschluss über Steckvorrichtungen sinnvoll. Die Steckvorrichtung, über die die Verbindung mit dem Netz hergestellt wird, kann gleichzeitig die
Funktion des Freischaltens übernehmen. Voraussetzung
dafür ist, dass der Nennstrom der Maschine 16 A nicht übersteigt und die Motorleistung der Maschine nicht mehr als
2 kW beträgt. Bild 2 zeigt eine solche Steckvorrichtung.
Bild 3:
Hauptschalter der Formatkreissäge
Um eine sichere und zuverlässige Funktion des Hauptschalters zu erreichen, werden weitgehende Forderungen
an seine Konstruktion gestellt:
– Der Hauptschalter muss alle aktiven Leiter der Netzeinspeisung trennen. In TN-Systemen braucht der Neutralleiter nicht geschaltet zu werden.
– Um Bedienungsfehler möglichst zu vermeiden, darf
der Hauptschalter nur zwei Schaltstellungen haben,
eine Aus- und eine Ein-Stellung. Diese beiden Schaltstellungen müssen eindeutig mit 0 und 1 gekennzeichnet sein.
Bild 2: Steckvorrichtung zum Anschluss einer Maschine an das
Netz
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– Es muss eindeutig sichtbar sein, wenn der Schalter ausgeschaltet ist. Dieses kann entweder dadurch geschehen,
dass die Kontakte direkt sichtbar sind, oder dadurch,
dass eine eindeutige Schalterstellungsanzeige vorhanden ist, welche die Aus-Stellung nur dann anzeigen
kann, wenn zwischen den Schaltstücken genügend
große Luftstrecken vorhanden sind.
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Elektrische Ausrüstung von Maschinen
– Der Hauptschalter muss so angebracht sein, dass eine
Trennung vom Netz möglich ist, ohne den Schaltschrank
zu öffnen. Der Betätigungshebel muss sich also außen
am Schaltschrank oder außen an der Maschine befinden. Es ist kein Schalter zulässig, der auf der Montageplatte befestigt ist und zu dessen Betätigung erst der
Schaltschrank geöffnet werden muss. Wenn ein Anbringen des Hauptschalters auf der Montageplatte unvermeidbar ist, muss durch ein Schaltgestänge der Griff für
die Betätigung nach außen geführt werden.
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Aufgabe 1:
Welche Leiter müssen vom Hauptschalter einer
Industriemaschine geschaltet werden?
– Da der Hauptschalter auch dazu dient, für Wartungsund Reparaturarbeiten die Anlage vom Netz zu trennen, muss sichergestellt sein, dass während dieser
Arbeiten niemand die Anlage wieder einschaltet. Um
den Hauptschalter gegen Wiedereinschalten zu sichern,
muss die Möglichkeit bestehen, ihn in der ausgeschalteten Schaltstellung zu verriegeln. Dies wird meistens
dadurch erreicht, dass in der ausgeschalteten Schaltstellung Vorhängeschlösser eingehängt werden können,
die ein Wiedereinschalten durch Unbefugte verhindern.
In Bild 4 ist die Vorrichtung für das Einhängen von Vorhängeschlössern dargestellt.
Aufgabe 2:
In welcher Schaltstellung muss der Hauptschalter
abschließbar sein?
 in keiner Schaltstellung
 im ausgeschalteten Zustand
 im eingeschalteten Zustand
 in beiden Schaltstellungen
Aufgabe 3:
Unter welchen Voraussetzungen kann bei Industriemaschinen mit Anschluss über Steckvorrichtungen
auf den Hauptschalter verzichtet werden?
Pause
Bild 4: Einhängemöglichkeit für Vorhängeschlösser an einem
Hauptschalter (Moeller)
In einigen Anlagen kann es vorkommen, dass nach dem
Ausschalten des Hauptschalters noch Teile unter Spannung
stehen. Dazu können Beleuchtungs- oder Steckdosenstromkreise gehören, die für Reparatur- oder Wartungsarbeiten benötigt werden, aber auch die Anschlussklemmen
auf der Netzanschlussseite des Hauptschalters. Stromkreise, die der Verriegelung mit anderen Maschinen dienen, können Fremdspannung führen. Solche Anlagenteile
oder Klemmen müssen zusätzlich abgedeckt und gekennzeichnet werden, damit ein zufälliges Berühren sicher verhindert wird.
Ein Hinweisschild, dass das Vorhandensein einer Spannung auch bei ausgeschaltetem Hauptschalter anzeigt, ist
in Bild 3, → S. 4 auf der Klemmenabdeckung des Hauptschalters zu sehen.
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„Hier ist eine Arbeitsunterbrechung
sinnvoll möglich“
2.
Not-Aus-Einrichtung
Da Industriemaschinen nicht in allen Fällen so aufgestellt oder so gekapselt werden können, dass eine Berührung bewegter Teile ausgeschlossen ist, geht von diesen Maschinen eine besondere Gefahr für die Personen
und Sachen aus, die sich in der Nähe solcher Maschinen
befinden. Bei der Kreissäge besteht die Möglichkeit, dass
der Bedienende oder eine andere Person vom Sägeblatt
erfasst wird und sich dadurch verletzt. Für solche Fälle ist
es vorgeschrieben, dass an Industriemaschinen eine Einrichtung vorhanden ist, mit der im Notfall die Maschine
möglichst schnell ausgeschaltet werden kann. Diese wird
als Not-Aus-Einrichtung bezeichnet. Für die Realisierung
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Elektrische Ausrüstung von Maschinen
der Not-Aus-Einrichtung gibt es einige Festlegungen, die
die Funktionstüchtigkeit und Sicherheit dieser Einrichtung
gewährleisten sollen.
2.1
Not-Aus-Schalter im Hauptstromkreis
In der Zuleitung der Formatkreissäge ist ein Hauptschalter (Bild 3, → S. 4) eingebaut. Über diesen können die
Antriebe, von denen eine Gefahr ausgehen kann, schnell
ausgeschaltet werden. Wenn ein Schalter, der im Hauptstromkreis eingebaut ist, als Not-Aus-Schalter verwendet werden soll, muss er einige wichtige Bedingungen
erfüllen, um auch unter erschwerten Bedingungen sicher
abschalten zu können.
Es muss berücksichtigt werden, dass im Fehlerfall ein Strom
fließen kann, der größer ist als die Summe der Nennströme
der einzelnen Antriebe. Daher muss die Schaltleistung
des Not-Aus-Schalters so bemessen sein, dass er in der
Lage ist, den Strom des größten Motors an der Maschine
im blockierten Zustand und zusätzlich die Ströme aller
anderen Verbraucher zu schalten. Als Not-Aus-Schalter
können Lasttrennschalter oder Leistungsschalter eingesetzt werden. Dabei können Schalter benutzt werden,
die direkt von Hand betätigt werden. Es sind aber auch
solche zulässig, bei denen das Einschalten und das Ausschalten fern betätigt, d. h., über einen Hilfsstromkreis,
erfolgt, wenn am Not-Aus-Schalter die entsprechenden
Betätigungselemente vorhanden sind. Diese Funktion
kann vom Hauptschalter übernommen werden. Voraussetzung dafür ist, dass er sich im direkten Erfassungsbereich des Bedienpersonals befindet und entsprechend den
Festlegungen für Not-Aus-Einrichtungen gekennzeichnet
ist (rotes Betätigungselement auf gelbem Hintergrund,
Bild 3, → S. 4).
2.2
Die Not-Aus-Taster müssen für jeden, der sich in der Nähe
der Maschine befindet, sofort als solche zu erkennen sein.
Dazu ist es vorgeschrieben, dass die Taster selber eine
Pilzform haben. Die Farbe dieser Taster muss auffällig rot
sein. Außerdem muss der Untergrund, auf dem die Taster befestigt sind, gelb sein. Wenn der Hintergrund nicht
ohnehin gelb ist, muss für den Bereich des Not-Aus-Tasters ein gelber Hintergrund geschaffen werden. Dafür
gibt es von den Tasterherstellern fertige Unterlegschilder,
die man zusammen mit den Tastern in der Bedienfläche
befestigen kann (Bild 5). Die gleiche Kennzeichnung gilt
für Hauptschalter, wenn sie als Not-Aus-Schalter verwendet werden.
Nachdem ein Not-Aus-Taster betätigt worden ist, muss
er mechanisch verriegelt sein. Dadurch soll sichergestellt
werden, dass die Anlage bewusst an der Stelle, an der sie
im Notfall ausgeschaltet worden ist, auch wieder freigegeben werden muss. Das Entriegeln kann auf unterschiedliche Art erfolgen. Bei einigen Not-Aus-Tastern kann man
das Betätigungselement wieder herausziehen, bei anderen muss es zur Entriegelung zusätzlich gedreht werden.
In besonderen Fällen ist auch eine Entriegelung nur mithilfe eines Schlüssels möglich. Für die Art der Entriegelung
gibt es aber keine festen Vorgaben.
Not-Aus-Einrichtung im Steuerstromkreis
Zusätzlich zum entsprechend errichteten Hauptschalter
besitzt unsere Formatkreissäge noch eine weitere NotAus-Einrichtung. Dieser zusätzliche Not-Aus-Taster auf
der Bedienstelle ist notwendig, da der Hauptschalter nicht
von allen Arbeitsplätzen an der Maschine schnell zu erreichen ist. Es ist vorgeschrieben, dass sich an jedem Arbeitsplatz an der Maschine eine Betätigungsmöglichkeit für
die Not-Aus-Einrichtung befindet. Für die Auslösung werden Not-Aus-Taster verwendet, an die besondere Anforderungen gestellt werden. Ein Bild eines solchen Tasters
sehen Sie in Bild 5.
Zum Ausschalten der Anlage müssen in diesen Tastern
immer Öffner verwendet werden. Diese Öffner müssen
zwangsgeführt sein. Das bedeutet, sie müssen so konstruiert sein, dass das Öffnen der Kontakte direkt erfolgt. Es
dürfen zwischen dem Betätigungselement und dem Kontakt keine Umlenkhebel, Federn oder ähnliche Teile vorhanden sein, die ein Ausschalten unter Umständen verhindern könnten.
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Bild 5:
Bedienelemente einer Holzverarbeitungsmaschine
Der Steuerstromkreis wird so realisiert, dass durch einen
Befehl alle Hauptstromkreise ausgeschaltet werden. Dazu
wird der Öffner eines Not-Aus-Tasters direkt in den Steuerstromkreis geschaltet, und zwar an einer Stelle, an der die
gesamte Steuerspannung für den gefährlichen Anlagenteil ausgeschaltet wird.
Die Schaltung ist in Bild 6, → S. 7 dargestellt. Dabei können statt eines Not-Aus-Tasters mehrere in Reihe geschaltet sein, wenn eine größere Anzahl gefordert ist.
Diese Art der Schaltung ist aber nur dann möglich,
wenn das eigentliche Einschalten der Anlage über Taster
geschieht, da sonst bei Entriegelung des Not-Aus-Tasters
die Antriebe sofort wieder in Betrieb wären. Ein Wiederanlauf der Anlage nach Betätigung der Not-Aus-Einrich-
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