In den für die Zulassung von Geräten und Anlagen in Nordamerika benötigten Standards UL 508A und NFPA 79 ist immer wieder von „Feeder Circuits“ und „Branch Circuits“ die Rede. Dabei handelt es sich um Begriffe für zwei Arten von Hauptstromkreisen, die in der IEC-Welt eher unüblich sind.
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Der National Electrical Code, kurz NEC, definiert “Feeder Circuits” als Leitungen und Geräte des Stromkreises zwischen verschiedenen Arten der Energieversorgung und der Einspeiseseite von Branch Circuit Overcurrent Protective Devices (BCOPDs). Dabei wird das System von der Last in Richtung Spannungsquelle betrachtet. Zum Feeder Circuit zählen damit alle Geräte, die von der Lastseite her gesehen ab dem letzten Branch Circuit Protective Device (BCPD) angeordnet sind. Der Begriff „Feeder Circuit“ lässt sich entsprechend übersetzen mit Einspeisestromkreis oder Energieverteilungsstromkreis.
Laut NEC sind Branch Circuits Leitungen und Komponenten hinter dem letzten Überstromschutzorgan, dass eine Last schützt. Von der Lastseite her gesehen geht der Branch Circuit also bis zum ersten Branch Circuit Protective Device (BCPD). Branch Circuits können Hauptstromkreise mit den verschiedensten Lasten sein: Motorlasten, Heizungs- oder Beleuchtungslasten. Zwischen dem BCPD und der Last können weitere Schutzgeräte eingebaut sein. So kann z. B. das BCPD das Vorschaltschutzorgan für eine Gruppe Manual Motor Controllers/Manual Motor Protectors (Motorschutzschalter) sein.
Dann sitzen die Motorschutzschalter (in diesem Fall ohne Zusatzklemmen), als zusätzliche Schutzgeräte (Überstrom), zwischen der Last (Motor) und dem BCPD.
Die Kenntnis der Trennlinie zwischen „Feeder Circuit“ und „Branch Circuit“ ist für europäische Maschinen- und Anlagenbauer von entscheidender Bedeutung, um die richtigen Komponenten für ihre Ausrüstung auswählen zu können. Unser Video gibt Ihnen eine kurze Einführung.
In den Feeder Circuits dürfen lediglich Geräte mit großen Luft- und Kriechstrecken an den Hauptstromanschlüssen eingesetzt werden. Die großen Luft- und Kriechstrecken müssen auch zwischen Hauptstromklemmen einerseits und den Hilfsstrom- oder Steuerstromklemmen andererseits vorhanden sein sowie zu geerdeten Teilen.
Generell kann man sagen, dass z. Z. Industrial Control Devices nach UL 508/CSA C22.2 No. 14-05 (kleine Luft- und Kriechstrecken), wie z. B. Leistungsschütze, nicht in Feeder Circuits eingesetzt werden dürfen. Das gilt z. B. auch für die Supplementary Protectors nach UL 1077/ CSA C22.2 No. 235-04 (R2009).
Mittlerweile werden – getrieben von der Halbleiterindustrie – Schütze als Hauptschütze für Sicherheitsschaltungen (Functional Safety) im Feeder akzeptiert, wenn die erforderlichen großen Luft- und Kriechstrecken zwischen den Hauptstrombahnen und der Montageplatte sowie benachbarten Einbauten eingehalten werden. In Branch Circuits dürfen Geräte mit „normalen“, IEC-ähnlichen Luft- und Kriechstrecken eingesetzt werden. Zusätzlich dürfen natürlich auch dort Geräte mit großen Luft- und Kriechstrecken verwendet werden.
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Als Branch Circuit Protective Devices können grundsätzlich z.B. gelistete Schmelzsicherungen nach UL 248, Leistungsschalter nach UL 489 sowie Manual- und Combination Motor Controller Type E/F nach UL 508 eingesetzt werden.
Dabei ist zwischen BCPD’s für den universellen Einsatz und Geräten für spezielle Einsätze, wie z. B. ausschließlich für Motoren, zu unterscheiden. Man muss zusätzlich beachten, dass die BCPD’s mit einigen Betriebsmitteln zusammen geprüft und approbiert sein müssen, so ist z. B. bei Frequenzumrichtern keine freie Auswahl möglich.
Bei der Auswahl und dem Einsatz von UL Schmelzsicherungen muss man bei einigen verschiedenen Betriebsmittelarten beachten, ob und mit welchen Sicherungsarten diese Komponenten von ihren Herstellern geprüft und approbiert wurden. Es gibt Standard-Prüfbedingungen, bei denen nur die Sicherungsstärke angegeben wird. Es gibt aber auch Prüfbedingungen mit Sicherungsarten, die dann als Sonderlösungen mit Typ und Stromstärke auf dem Gerät angegeben werden müssen. Beim Einsatz der UL 508 Type E Motorstarter, als Branch Circuit Protective Devices, sind verschiedene Einschränkungen zu beachten: Häufig vorkommende Fehler sind z. B., dass Type E-Starter für den Transformatorschutz oder für den Schutz von Heizungen eingesetzt werden.
Beide Betriebsmittelarten dürfen z. Z. ausschließlich durch Leistungsschalter nach UL 489 oder durch Schmelzsicherungen nach UL 248 geschützt werden. Das Schaltvermögen der BCPD’s oder das SCCR der UL 508 Type E oder Type F Starter muss grundsätzlich für den jeweiligen Einsatz ausreichend hoch sein. Es muss u. U. so hoch sein, wie das Schaltvermögen eines vorgeschalteten strombegrenzenden Schutzorgans, weil bei UL 508A-Schaltanlagen zwischen hintereinander geschalteten Schutzorganen der Durchlassstrom nicht berücksichtigt wird.
Um die elektrische Ausrüstung einer Maschine fit für den Export nach Nordamerika zu machen, ist ein Verständnis der Unterteilung der Hauptstromkreise in Feeder- und Branch-Circuits erforderlich. Ansonsten droht aufgrund falscher Luft- und Kriechstrecken im Feeder oder der Verwendung falscher BCPD´s (z.B. Leitungsschutzschalter nach UL 1077 oder Motorschutzschalter nach UL 508 an Stelle von Branch Circuit Protection Devices) die Zulassung der Maschine in Nordamerika zu scheitern. Tipps zur Vermeidung typischer Fehler bei der elektrischen Ausrüstung von Maschinen für den Export nach Nordamerika gibt das gleichnamige Whitepaper von Eaton.
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