Schaltschränke – sie sind mehr als nur ein Gehäuse

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So wird auch ein besonderes Schaltschrankgehäuse in der gleichen Weise gefertigt und beschichtet und unterscheidet sich in der Qualität nicht von den Produkten der lagermäßig geführten Serienvarianten.

Korrosionsschutz ist mehr als nur ein Farbanstrich

Ein modernes Schaltschrankgehäuse zeichnet sich dadurch aus, dass dieses die Anforderungen an den Stand der Technik und an die gültigen Normen entsprechend erfüllt. So ist zum Beispiel der Korrosionsschutz nicht mehr durch einen einfachen Anstrich des Metallkörpers zu erfüllen.

Ein definiertes Verfahren mit verschiedenen Prozessschritten, von der Reinigung bis hin zur Pulverbeschichtung der grundierten Gehäuse, ist erforderlich, um einen langfristigen Korrosionsschutz zu gewährleisten. Der Korrosionsschutz ist notwendig, um auch nach Jahren des Betriebes von elektrischen Schaltanlagen den Schutz für das Personal und die Betriebsmittel durch das Gehäuse aufrechtzuerhalten.

Die Normen IEC 62208 und IEC 61439

Für elektrische Schaltschränke wird der Korrosionsschutz über die Normen IEC 62208 oder IEC 61439 gefordert. Die dazu erforderliche Korrosionsprüfung wird gemäß IEC 60068-2 durchgeführt. Basierend auf der Norm zur Prüfung 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.

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.

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Wiederherstellen des Korrosionsschutzes

Genügt der leere Schaltschrank bei der Auslieferung den Anforderungen der Norm IEC 62208, müssen häufig bei der Weiterbearbeitung zur fertigen Schaltanlage weitere Betriebsmittel in die Außenhülle eingebaut werden. Dazu werden in die Schaltschranktüren oder Seitenwände nachträglich Ausbrüche oder Bohrungen für den Einbau von Betriebsmitteln wie Anzeigegeräte, Steuerschalter oder Leuchtanzeiger hergestellt. Dabei werden die drei Schutzebenen des beschriebenen Korrosionsschutzes beschädigt. Ein einfacher Anstrich mit einem Deck- oder Reparaturlack reicht zur Wiederherstellung des Korrosionsschutzes nicht aus, da feine Mikrospalte zwischen den Lackschichten und den bearbeiteten Metallteilen nicht geschlossen werden und der Salznebel dort eindringt und eine Rostbildung hervorruft. Mit einer neuen Korrosionsschutzgrundierung hat Rittal ein Produkt entwickelt, mit dem auch Ausbrüche und Bohrungen sicher gegen Rostbildung geschützt werden. Zusammen mit der neuen Arbeitsanweisung ermöglicht dies den Schaltanlagenhersteller, dass deren Schaltanlagen die Anforderungen der IEC 61439 hinsichtlich Korrosion erfüllen.

Wird im späteren Betrieb der Anlage die obere Schicht beschädigt, sind immer noch zwei weitere Schichten vorhanden, die vor Rostbildung schützen.

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 zum Beispiel 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.

System-Klimatisierung: Kühlsysteme bieten heute einen über 40% höheren Wirkungsgrad. (Bild: Rittal)

* * 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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