Das SCCR wird vom National Electrical Code (NEC) als der maximale Kurzschlussstrom definiert, dem eine Komponente oder eine Anlage sicher standhalten muss. Neben dem NEC haben auch das US-Bundesamt für Arbeitsschutz und -gesundheit (OSHA) und die Underwriters Laboratories (UL) Richtlinien bezüglich des SCCR erstellt. Um Maschinen und Anlagen in Nordamerika in Betrieb zu bringen, müssen die in diesen Standards vorgeschriebenen SCCR-Werte erreicht werden.
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SCCR-Standards dienen dem Hauptzweck, die Installation von Geräten mit einem SCCR, das unter dem verfügbaren Kurzschlussstrom am Installationspunkt liegt, zu verhindern, weil dieser Zustand einen Stromschlag oder ein Feuer verursachen könnte. Allerdings halten rund 50 Prozent der Maschinen- und Anlagenbauer bei der Herstellung von Schaltanlagen nur den typischen minimalen SCCR von 5 kA ein.
Das kann problematisch werden, wenn der Kurzschlussstrom der Einspeisung die 5 kA übersteigt. Für Importeure besteht das Risiko, dass diese Maschinen nicht den NEC-Anforderungen entsprechen und demnach auch nicht abgenommen werden können. Allerdings lässt sich die Kurzschlussfestigkeit und damit der SCCR-Wert einer Maschine verbessern, so dass die Anlage für eine weite Spanne an Anschlusswerten geeignet ist. Dies erleichtert den Endkunden die Installation und sichert die Abnahme der Maschinen, Anlagen oder Schaltschränke nach UL Norm und NEC.
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Der erste Schritt ist natürlich, die Kurzschlussfestigkeit zu berechnen und den SCCR-Wert zu bestimmen. Liegt er unter dem Kurzschlussstrom am Installationspunkt, bestehen grundsätzlich zwei Möglichkeiten, den SCCR zu erhöhen:
1. Austausch der Bauteile bzw. Komponenten mit dem niedrigsten SCCR, so dass der Gesamt-SCCR steigt.
2. Stromkreise mit einem niedrigen SCCR-Wert können hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit verbessert werden, indem eine strombegrenzende Komponente vorgeschaltet wird.
Gemäß UL 508A darf nur der SCCR Wert im Branch Circuit mittels einer strombegrenzenden Komponente erhöht werden. Das können Sicherungen nach UL 248, Leistungsschalter nach UL 489 sowie Manual- und Combination Motor Controller Type E/F nach UL 508 sein. Dass Werte der Komponenten im Feeder Circuit erhöht werden, ist nicht zulässig. Außerdem darf ein strombegrenzendes Überstromschutzgerät im Feeder Circuit nicht verwendet werden, um die Schaltleistung eines nachgeschalteten Überstromschutzgeräts im Branch Circuit oder das SCCR eines nachgeschalteten Combination Motor Controller im Branch Circuit zu erhöhen.
Vereinfacht gesagt bedeutet dies, dass das SCCR eines Schützes, eines Überlastrelais, eines Frequenzumrichters oder anderer Komponenten im Branch Circuit verbessert werden kann. Nicht möglich hingegen ist eine Verbesserung der Schaltleistung für Leistungsschalter und Sicherungen oder das SCCR für Typ-F-Combination Motor Controller durch eine vorgeschaltete strombegrenzende Komponente, selbst wenn sie sich im Branch Circuit befinden.
Bei strombegrenzenden Sicherungen muss der Wert für den Spitzendurchlassstrom anhand der Tabelle SB4.2 aus der Norm UL 508A (siehe Abbildung 1) bestimmt werden. Eine Verwendung der veröffentlichten Daten zum Spitzendurchlassstrom der Hersteller für bestimmte Sicherungen ist nicht zulässig, da Sicherungen austauschbar sind und nicht garantiert werden kann, dass eine Sicherung nach der Installation des Geräts gegen die gleiche Sicherung vom selben Hersteller ausgetauscht wird. Für Leistungsschalter, die als „strombegrenzend“ gekennzeichnet sind, werden jedoch die Daten zum Spitzendurchlassstrom der Hersteller verwendet.
Abbildung 1: Wert für den Spitzendurchlassstrom bei strombegrenzenden Sicherungen Die Gesamttabelle für verschiedene Sicherungsklassen mit weiteren Erläuterungen finden Sie in unserem Whitepaper über das SCCR.
Das SCCR des Branch Circuits kann auch mit Leistungstransformatoren erhöht werden, sofern keine räumlichen Beschränkungen bestehen. So ist z.B. außerhalb einer Steuerung die Nutzung eines Transformators eine Option, weil dies den möglichen Kurzschlussstrom an dem Ort senkt, wo die Anlage installiert ist. Abhängig vom Transformator und den Netzparametern kann der mögliche Kurzschlussstrom im Transformatorsekundärkreis weniger als 5 kA betragen, wodurch Geräte mit einem Standard-SCCR unter 5 kA akzeptabel werden.
Bei Anlagen mit Steuerung, die kein für den am jeweiligen Installationspunkt möglichen Kurschlussstrom geeignetes SCCR erreichen, kann der mögliche Kurzschlussstrom durch einen vorgeschalteten Isolationstransformator (gleiche primäre/sekundäre Spannung) ertüchtigt werden, vorausgesetzt, der sekundär verfügbare Kurzschlussstrom übersteigt das SCCR der Schaltanlage nicht. Den verfügbaren Kurzschlussstrom außerhalb der Steuerung zu senken ist normalerweise das letzte Mittel.
Zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit müssen in Nordamerika bei Geräten die SCCR-Anforderungen der relevanten Normen eingehalten werden (weitere Infos dazu liefert das Whitepaper „Strombegrenzende Komponenten: Verbesserung des Short Circuit Current Ratings (SCCR)“ von Eaton). Strombegrenzende Komponenten können nützlich sein, um das gewünschte SCCR für die Schaltanlage zu erreichen. Sie können die Spanne des zulässigen möglichen Kurzschlussstroms, für den eine Schaltanlage ausgelegt ist, erweitern, häufig mit minimaler Auswirkung auf Standardausführungen. Die erfolgreichste Einbeziehung dieser Komponenten im Hinblick auf Kosteneffizienz und Effektivität findet in der Projektierungsphase eines Projekts statt.
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