Weidmüller Reihenklemmen halten 1.000 VDC dauerhaft stand
Als erster und derzeit einziger Hersteller unterzieht Weidmüller seine Reihenklemmen, die im Photovoltaik-Bereich zum Einsatz kommen, einem Teilentladungstest.
Bei dieser einmaligen Qualitätsprüfung wird die Isolation der Reihenklemmen auf Langzeitstabilität unter „DC-Bedingungen“ untersucht. So wird sichergestellt, dass die Klemmen einer Spannung von 1.000 V DC bei jeglichen Klimabedingungen dauerhaft standhalten. Nur Reihenklemmen, die diese Qualitätsprüfung bestanden haben, sorgen für einen sicheren Betrieb von PV-Anlagen bei Spannungen von 1.000V DC. Bei DC-Anwendungen muss die Kombination der Eigenschaften von Reihenklemmen betrachtet werden, denn erst sie qualifiziert Reihenklemmen für einen zuverlässigen Einsatz. Aus die¬sem Grund gibt Weidmüller jeden einzelnen Reihenklemmentyp für verschiedene Konfigurationen von Klemmleisten frei. Eine Liste der freigegebenen Reihenklemmen steht im Internet als Download bereit. Zur Erzielung höherer Systems-pannungen werden bei der Installation von Photovoltaikmodulen einzelne Panels in Reihe zu sogenannten „Strings“ geschaltet. Für diese Anwendung unterzieht Weidmüller Reihenklemmen für 1.000 V DC einem Teilentladungstest mit DC-Spannung. Diese zerstörungsfreie Qualitätsprüfung von Isolationsstrecken erlaubt die Erkennung von mikroskopischen Entladungen, die sich in einer Anwendung über Tage, Wochen oder gar erst Jahre hinweg durch eine Isolationsstrecke "fressen" können und schließlich zu einem Isolationsschaden führen. Klassische Isolationsprüfungen können die sehr energiearmen Entladungen nicht feststellen. Nur Reihenklemmen mit bestandener Teilentladungsprüfung und somit erwiesener Langzeitstabilität eignen sich für die problemlose Verwendung in Photovoltaikanlagen und bei jeglichen DC-Anwendungen im Schaltschrank. Bisher konzentrierten sich die Reihenklemmen-Hersteller in der Vergangenheit auf die Auslegung der Luft- und Kriechstrecken. Aufgrund interner, erhöhter Qualitätsstandards führte Weidmüller bei seinen Reihenklemmen bereits einen AC-Teilentladungstest durch und erweiterte nun seine Testreihe um einen Teilentladungstest mit DC-Spannung durch. Die Teilentladungsprüfung gilt als zuverlässiges Verfahren zum Nachweis der dauerhaften Qualität und Sicherheit eines Isolationssystems. Sie wird überall dort eingesetzt, wo bestimmte Isolationsstrecken besonderen Qualitätsanforderungen genügen müssen. Die Maßeinheit für die Teilentladung ist Coloumb [C] (1 C entspricht 1As). Die üblichen Messwerte für die Teilentladungen liegen zwischen 1 und 10.000 pC. Weidmüller testet jeden einzelnen Klemmentyp auf seine Eignung in 1.000 V DC Anwendungen, wie sie u. a. in Photovoltaik-Anlagen zu finden sind. Falls in diesen Anlagen eine falsche Reihenklemme zum Einsatz kommt, kann das fatale Folgen nach sich ziehen. Als Beispiel sei hier folgendes Szenario erwähnt: Bei einer nicht qualifizierten Reihenklemme kann aufgrund von Materialermüdung Wärme und schließlich ein Lichtbogen entstehen. Die Isolation ist nicht mehr gegeben. Ein Kurzschluss ist die Folge. Da das Photovoltaikmodul kontinuierlich weiterarbeitet, bleibt der Kurzschluss bestehen und es kann zum Abbrennen des gesamten Moduls kommen. Denn eine Sicherung befindet sich in der Regel nicht vor den Stringklemmen. Für einen sicheren Betrieb der Photovoltaik-Anlage sind zwei Faktoren entscheidend, die richtigen Reihenklemmen sowie deren Anordnung, sprich Aufbau der Klemmenleiste. Die eingesetzte Klemmleiste sammelt die verschiede¬nen PV-Stränge pro Potenzial, das heißt der eine Reihenklemmenblock sammelt „Plus“ und der andere Reihenklemmenblock „Minus“. Jeder Reihenklemmenblock besteht beispielsweise aus einer 35 mm2- und zweimal fünf 6 mm2-Reihen-klemmen, gebrückt mit Querverbindungen. Die 6 mm2 Klemmen verbinden die „Strings“, die 35 mm2 Klemme stellt die Verbindung zu den Umrichtern dar. Die Trennung zwischen den „Plus“-/“Minus“-Reihenklemmenblöcken wird mit einem 8 mm breiten Endwinkel realisiert. Dadurch besteht keine Gefahr der Teilentladung, denn der Endwinkel sorgt mit seiner Breite für ein geringeres elektrisches Feld. Kommt anstelle des Endwinkels eine Abschlussplatte oder Trennwand zum Einsatz, so ist das nicht ausreichend. Eine Teilentladung ist möglich. Der Abstand von der Hutschiene zu den stromführenden Teilen einer Reihenklemme ist bei dieser Anwendung unkritisch. Die kritische Stelle ist das Anreihen der Klemmen nebeneinander, hier kann es zu Teilentladungen kommen. Deshalb sind hier die von Weidmüller für 1.000V DC freigegebenen Klemmen einzusetzen. Werden hingegen die Stränge in Reihenklemmenblöcken zusammengefasst, dann können Reihenklemmen mit weniger als 1.000 V DC von Weidmüller für diese Anordnung freigegeben werden. In PV-Anlagen gibt es verschiedene Anlagenteile in denen Reihenklemmen ihren Einsatz finden – es sind „DC- und AC-Anlagenteile“. Die seriell und paral¬lel installierten PV-Panelles werden zu „Strings“ zusammengeschaltet – DC-Anlagenteil. Wechselrichter haben eine DC- und AC-Seite – denn das öffentliche Versorgungsnetz verlangt AC. Verschiedene Absicherungen und Messeinrichtungen erfordern AC oder DC. Deshalb sind bei der Auswahl der Reihenklemme der Einsatzort und die dort herrschenden Bedingungen entscheidend. Die Grundüberlegung ist: sind 1.000 V DC zur Nachbarklemme erforderlich oder nicht – oder ausschließlich zur Tragschiene. Fazit: Reihenklemmen die für 1.000 V AC- nach IEC 60947-7-1 einsetzbar sind, eignen sich nicht automatisch auch für 1.000 V DC-Spannung. Die IEC Norm betrachtet nur die Luft- und Kriechstrecken. Deshalb hat Weidmüller seine Anforderungen erweitert und testet die Teilentladungseigenschaften seiner Reihenklemmen mit AC- und zusätzlich mit DC-Spannung. Dadurch sichert Weidmüller den Betrieb von PV-Anlagen unter andauernder Maximalbelastung nachhaltig ab. Weidmüller GmbH |
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