Schaltschränke – mehr als nur ein Gehäuse

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Die Normen IEC 62208 und IEC 61439

Für elektrische Schaltschränke wird der Korrosionsschutz über die Normen IEC 62208 oder IEC 61439 gefordert und gesichert. Die dazu erforderliche Korrosionsprüfung wird gemäß IEC 60068-2 durchgeführt. Basierend auf der Norm zur Umweltprüfung wird nach dem Aufstellungsort des Gehäuses zwischen Innenraum- und Freiluftaufstellung unterschieden. Um die Korrosionsbeständigkeit nachzuweisen, wird durch einen Salznebelsprühtest der in der Realität oft über Jahre dauernde Prozess der Korrosion in wenigen Tagen simuliert. Je nach Aufstellungsort werden dann auch Auswirkungen durch trockene Wärme, feuchte Wärme, Sonnenbestrahlung und Kälte getestet.

Ergänzendes zum Thema

Neue Norm IEC 61439 ab 1. November gültig

Die Korrosionsprüfung gemäß IEC 60068-2 richtet sich in erster Linie nach dem Aufstellungsort des Gehäuses. Hier wird zwischen Innenraum- und Freiluftaufstellung unterschieden.

Je nach Aufstellungsort umfasst die Prüfung unterschiedliche Zyklen mit feuchter Wärme sowie mit Salznebel. Dies ermöglicht eine Atmosphäre, welche den Korrosionsvorgang stark beschleunigt.

Im Anschluss erfolgt eine Bewertung in Form einer Sichtprüfung. Es dürfen keine Anzeichen von Eisenoxid oder auch andere Verschlechterungen sichtbar sein. Des Weiteren müssen Türen, Scharniere und Schlösser ohne außergewöhnlichen Kraftaufwand weiterhin betätigt werden können.

Die IEC 61439 definiert die Grundanforderungen und die Nachweisführung für die Herstellung von elektrischen Schalt- und Steuerungsanlagen für Niederspannungsanwendungen. Hierbei finden besonders die gegenseitige Beeinflussung der verschiedenen Betriebsmittel eine stärkere Beachtung und auch die mechanischen Anforderungen an das Gehäuse sind neu in diese Norm mit aufgenommen.

Die europäische Fassung der IEC 61439, die EN 61439 und damit auch die deutsche Fassung DIN EN 61439 wird am 1. November 2014 alleingültig, da spätestens zu diesem Termin die Vorgängernorm EN 60439 zurückgezogen wird.

Damit entfallen die Begrifflichkeiten wie TSK, PTSK oder Typprüfberichte, da diese in der Terminologie der neuen Norm nicht mehr enthalten sind.

Ersetzt werden TSK, PTSK und Typprüfberichte durch den Begriff der Schaltgerätekombination, bzw. anstelle des Typprüfberichts ist nun ein Bauartnachweis zu erstellen.

Die Schaltschrankgehäuse aus lackiertem Stahlblech für Innenraumverwendung erfüllen die Anforderung der Korrosionsbeständigkeit dank eines standardisierten Beschichtungsverfahrens (Bild 2).

Wenn die Rohfertigung der Gehäuse abgeschlossen ist, werden in einem ersten Arbeitsschritt die Gehäuse gereinigt und entfettet, damit die nachfolgenden Beschichtungen gut haften.

Direkt im Anschluss an die Entfettung erfolgt die erste Korrosionsschutzbeschichtung durch eine nanokeramische Vorbehandlung. Für die zweite Beschichtung werden die Gehäuse in einem Tauchbecken vollständig eingetaucht und erhalten eine Elektrophorese-Tauchgrundierung (Bild 3).

Den Abschluss der Korrosionsschutzbehandlung bildet eine Pulverbeschichtung, die der Außenhaut des Schrankes auch ihre Struktur gibt. Wird im späteren Betrieb der Anlage die obere Schicht beschädigt, liegen immer noch zwei weitere Schichten darunter, die den Schrank vor Umwelteinflüssen schützen und somit Rostbildung verhindern.

Sicherheit für Personen auch nach vielen Jahren

Die Sicherheit von Personen, die sich im Umfeld von elektrischen Schaltanlagen aufhalten oder elektrische Schaltanlagen bedienen, ist ein wesentliches Schutzziel, das durch die Norm IEC 61439 erreicht werden soll. Dazu enthält diese Norm verschiedene Anforderungen, die die mechanischen Eigenschaften von Gehäusen beschreiben.

Bei elektrischen Fehlern wird auch das Schaltschrankgehäuse durch einen inneren Druckanstieg oder die magnetische Wirkung bei einem hohen Kurzschlussstrom stark beansprucht. Der innere Druckanstieg entsteht etwa bei Kurzschlussabschaltung von größeren Leistungsschaltern, die beim Abschalten einen Lichtbogen erzeugen. Aber auch das magnetische Feld, welches um eine Kupferschiene insbesondere bei hohen Kurzschlussströmen entsteht, hat neben der Wirkung zur benachbarten Kupferschiene Auswirkungen auf Gehäuseteile wie beispielsweise die Montageplatte.

Das Gehäuse muss sicherstellen, dass sich eine Schaltschranktür während einer Kurzschlussabschaltung nicht öffnet oder ein Sammelschienensystem auch während eines Kurzschlusses gut befestigt bleibt.

Eine sich öffnende Schaltschranktür oder herumfliegende Teile könnten leicht Personen im Umfeld der Schaltanlage verletzen.

Aus diesen Gründen ist es wichtig, dass ein Schaltschrankgehäuse auch nach vielen Jahren noch seine mechanischen Spezifikationen wie zu Beginn der Aufstellung aufweist und nicht durch Rost oder andere Umwelteinwirkungen diese garantierte Festigkeit verliert.

Und um dies langfristig, aber auch immer in gleichbleibender Qualität zu gewährleisten, ist ein standardisiertes Fertigungs- und Lackierverfahren unabdingbar.

* * Dipl.-Ing. (FH), MBA Michael Schell ist Leiter Produktmanagement Power Distribution bei Rittal in Herborn.Techniker Christian Moritz arbeitet als Produktmanager Power Distribution bei Rittal in Herborn.

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