BETRIEBSSPANNUNG DER SPEZIALKABEL FÜR DIE INDUSTRIELLE AUTOMATION

Im Bereich der Anlagen haben die zuständigen Stellen – mit besonderem Augenmerk auf den Bereich der Industrieautomation – einige Kriterien und Grundregeln festgelegt, die bei der Anwendung von Spezialkabeln zu beachten und umzusetzen sind.

In normativer Hinsicht muss zur Gewährleistung der Sicherheit der in Anlagennähe arbeitenden Personen die Nennisolationsspannung – d. h. der Referenzspannungswert, bei dem ein Kabel und seine Innenleiter einen kontinuierlichen Betrieb ohne Anomalien und in Sicherheit über lange Zeit ermöglichen – gleich oder größer sein als die in dem von den jeweiligen Leitern gebildeten Stromkreis vorhandene Spannung.

Demnach darf die Nennspannung eines jeden Stromkreises dessen Nennisolationsspannung nicht überschreiten.

Auf dem europäischen/internationalen und dem nordamerikanischen Markt gilt es zwei grundlegende Normen zu beachten:

  • IEC/EN 60204-1: Diese Norm ist der von allen Herstellern von Maschinen und industrieller Automation zu befolgende Standard. Sie enthält Anforderungen und Empfehlungen für die elektrische Ausrüstung von Maschinen, einschließlich der an die Maschinen angeschlossenen Schalttafeln, um die Sicherheit von Personen und Anlagen, die richtige Reaktion auf die Befehle sowie die Erleichterung von Betrieb und Instandhaltung zu gewährleisten.
  • NFPA79 / CSA C 22.2 No. 210: Diese Norm legt den elektrischen Sicherheitsstandard an Bord von Maschinen in den USA und Kanada, also auf dem nordamerikanischen Markt, fest und beschreibt die Produkte für die Verkabelung von Geräten und Vorrichtungen, darunter Hochspannungskabel, die eine höhere Nennspannung und Nenntemperatur haben als Kabel für gewöhnliche Schalttafeln.

In technischer Hinsicht, also in Bezug auf Anwendung, Installation und Betrieb der Spezialkabel in Anlagen im Allgemeinen und im Bereich der Automation im Besonderen, muss bei der Beurteilung der Zuverlässigkeit eines Spezialkabels zwischen der Nennspannung und der Prüfspannung unterschieden werden.

Die Nennspannung wird auf internationaler/europäischer Ebene durch zwei Werte ausgedrückt:

  • Uo: maximale Spannung, die die Kabelisolierung in Sicherheit gegen Erde aushalten kann (Leiter-Erde-Spannung). Es handelt sich also um den Wert der maximalen Spannung, die der einzelne isolierte Leiter in Bezug auf ein beliebiges, neben ihm befindliches leitfähiges Objekt, das auf Nullpotential ist, aushalten kann. Unter Spannung gegen Nullpotential versteht man eine hypothetische Abschirmung/Bewehrung, die mit der Erde oder einer beliebigen Masse aus metallischem Material neben dem Kern verbunden ist.
  • U: maximale Spannung, die die Kabelisolierung in Bezug auf ein Kabel in engem Kontakt in Sicherheit aushalten kann (Leiter-Leiter-Spannung). Es handelt sich also um den Wert der maximalen Spannung zwischen zwei beliebigen Leitern, die dasselbe Kabel bilden.

Außerhalb der EU-Grenzen wird nicht zwischen Uo und U unterschieden: Die nordamerikanischen Normen (ANSI-UL/CSA) drücken beide Parameter mit nur einem einzigen Wert aus. Zum Beispiel: 300V, 600V, 1000V usw.

Die Prüfspannung ist wesentlich höher als die Nennspannung: Sie ist die normierte Spannung, anhand der die Dichtigkeit und die Qualität der Isolierung geprüft werden. Eine Art „Stresstest“, dem die Kabel während der Prüfphase unterzogen werden müssen, um ihre Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten.

So werden zum Beispiel die mehradrigen Kabel TECNIFLEX® für die Festinstallation von Te.Co., deren Betriebsspannung Uo/U 450/750V beträgt, bei 4000V getestet.

Im Hinblick auf die Installation der Spezialkabel in Anlagen im Allgemeinen und in industriellen Automationsanlagen verlangen beide Normen, dass die Betriebsnennspannung von in der gleichen Kabelführung verlegten Spezialkabeln genauso hoch wie oder höher ist als die in einem beliebigen der Stromkreise dieser Leitung vorhandene höchste Spannung.

Befinden sich beispielsweise in einem einzigen Kabelkanal ein Kabel, das einen Motor bei 400V speist, und ein Kabel, das einen Fernschalter bei 120V speist, muss die Nennspannung beider Kabel 400V oder mehr betragen.

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