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Korrosionsschutz Schaltschränke – sie sind mehr als nur ein Gehäuse

Autor / Redakteur: Michael Schell und Christan Moritz * / Kristin Rinortner

Ein Schaltschrank muss auch nach Jahren mechanische Festigkeit besitzen. Um das Rosten zu verhindern ist ein guter Korrosionsschutz durch standardisierte Fertigungs- und Prüfverfahren notwendig.

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Schaltschränke: Elektrische Schalt- oder Steuerungsanlagen schützen Personen im Umfeld vor den Gefahren des elektrischen Stromes.
Schaltschränke: Elektrische Schalt- oder Steuerungsanlagen schützen Personen im Umfeld vor den Gefahren des elektrischen Stromes.
(Bild: Rittal)

Schaltschrankgehäuse sind nicht nur der Schutzraum für darin untergebrachte elektrische Betriebsmittel. Sie schützen auch Personen, die an einer Schalt- oder Steuerungsanlage arbeiten oder sich im Umfeld dieser aufhalten, vor den Gefahren des elektrischen Stroms.

Die Anforderungen an den Schutz und die Sicherheitsaufgaben sind je nach Einsatzort, Branche oder Anwendung durch verschiedene Normen, Richtlinien oder Zulassungsvoraussetzungen definiert. Aus diesen unterschiedlichen Spezifikationen resultieren zahlreiche Prüfungen und Nachweise um die Konformität eines Schaltschrankgehäuses zu erfüllen.

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Die wohl bekannteste Anforderung an ein Schaltschrankgehäuse ist die IP-Schutzart nach IEC 60529, die den Schutz gegen das Eindringen von festen Körper oder Staub und gegen das Eindringen von Wasser beschreibt. Darüber hinaus gibt es jedoch viele weitere Anforderungen an Schaltschrankgehäuse:

  • Maßhaltigkeit,
  • Korrosionsbeständigkeit,
  • Lackschichtdicke,
  • Kerbschlagfestigkeit,
  • Statische Materialbelastbarkeit,
  • Dynamische Materialbelastbarkeit, Vibrationsbeständigkeit,
  • UV-Beständigkeit,
  • Schutz unter extremen klimatischen Bedingungen,
  • Nachweis des Wärmeabgabevermögens,
  • Nachweis der Druckbeständigkeit bei elektrischen Kurzschlüssen,
  • Nachweis des Schutzes von Personen bei elektrischen Fehlern,
  • Schutz von Personen bei Störlichtbogen,
  • Schutz bei mechanischen Beschädigungen von außen,
  • Thermische Beständigkeit von Kunststoffen, die die Schutzart von außen gewährleisten,
  • Sicherstellung der gleichbleibenden Fertigungsqualität.

Diese Anforderungen und auch deren Prüfung und Nachweise sind in Normen, wie z.B. der IEC 62208 oder IEC 61439-1 spezifiziert. Dabei ist zu beachten, dass je nach Marktbereich z.B. Nordamerika, Europa oder Asien zusätzliche Zulassungen erforderlich sind. In vielen Regionen weltweit wird der IEC-Standard direkt oder ein davon in eine nationale Fassung übersetzter Standard anerkannt.

In Nordamerika sind anstelle der IEC-Standards Nema-Standards oder UL-Zulassungen für den Nachweis der Schutzfunktionen erforderlich. Für besondere Einsatzorte, wie z.B. auf Schiffen oder auf Eisenbahnen sind weitere Anforderungen in Bauanforderungen spezifiziert.

Mit der Erfüllung der Prüfungen und Nachweise werden die notwendigen Belege für die Zulassungen erreicht, dennoch muss auch bei der Herstellung der Schaltschrankgehäuse eine standardisierte Produktion, und somit gleichbleibende Qualität gewährleistet werden. Ansonsten ist die Aufrechterhaltung der Zulassungen und Prüfsiegel nicht möglich.

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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.

Um bei einigen Organisationen wie z.B. UL, Lloyds, DNV die Zulassung zu erhalten, werden neben der Erstprüfung auch die Fertigungsstätten regelmäßig überprüft. Bei erfolgreicher Auditierung erteilen diese Klassifikationsgesellschaften bis zur nächsten Begehung die Berechtigung Schränke mit deren Approbationszeichen weiterhin zu versehen.

Daher kann man bei Herstellern, die ihre Fertigung durch solche Organisationen regelmäßig prüfen lassen, von einer gleichbleibenden Qualität der Schaltschrankgehäuse ausgehen.

Als einer der weltweit führenden Systemanbieter für Gehäuse- und Schaltschranktechnik verfügt Rittal am Unternehmensstandort in Herborn über ein akkreditiertes Prüflabor für unterschiedliche Prüfungen – und ist damit auch für andere Unternehmen ein kompetenter Partner.

Neben den erforderlichen Erstprüfungen von neuen Produkten prüft man regelmäßig unterschiedliche Eigenschaften der Schaltschrankgehäuse an Gehäusen aus der laufenden Produktion. So ist sichergestellt, dass der hohe Qualitätsstandard der Schaltschranksysteme gewährleistet bleibt.

Neben der regelmäßigen Prüfung ist ein standardisiertes Fertigungsverfahren für eine gleichbleibende Güte wichtig (Bild 1). Damit auch besondere Abmessungen oder besondere Gehäuseformen berücksichtigt werden können, denkt und fertigt man beim Unternehmen in Herborn in Plattformtechnologien.

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