TDK Electronics · TDK Europe

Ableitstromfilter LeaXield

Ableitströme können Fehlerstrom­schutzschalter unbeabsichtigt zum Auslösen bringen und in vielen Fällen auch dazu führen, dass Schutzschalter nicht oder nur mit sehr großem Zusatzaufwand eingesetzt werden können.

Die TDK Corporation präsentiert mit dem EPCOS LeaXield® Modul eine neuartige ökonomische Lösung zur Kompensation von Ableitströmen in einem breiten Frequenzbereich. Dadurch wird der Einsatz eines Fehlerstromschutzschalters ermöglicht und die Anlagenverfügbarkeit erhöht.


Verwendung

 LeaXield_Principle

Ein komplettes Antriebssystem besteht aus einem EMV-Netzfilter, dem Frequenzumrichter, einem geschirmten Kabel und dem Motor. LeaXield wird zwischen den Fehlerstromschutzschalter und den EMV-Filter geschaltet, und leitet die Ableitströme zur Quelle zurück. Damit fließen diese nicht durch den FI-Schutzschalter (RCD).

Aufgrund seiner kompakten Bauform eignet sich LeaXield auch sehr gut zur Nachrüstung in bestehenden Anlagen. Da zudem keine externe Spannungsversorgung für den Betrieb erforderlich ist, wird der Installationsaufwand gering gehalten.

Funktion

 LeaXieldCurve
Der Dämpfungsbereich des LeaXield ist breitbandig und erstreckt sich von 150 Hz bis etwa 30 kHz. Die ungefilterten Ableitströme (rot) werden durch Einsatz des LeaXield drastisch gedämpft (grün). Durch die Breitbandigkeit werden sowohl stationäre Ableitströme im Bereich 150 Hz bis 1 kHz, wie auch variable Ableitströme typischerweise im Bereich von 1 bis 16 kHz reduziert. Letzt genannte werden insbesondere von der Taktfrequenz des Umrichters bestimmt. Der durch das LeaXield gedämpfte Ableitstrom (grün) liegt damit weit unter der FI-Auslöseschwelle (blau). Ein unbeabsichtigtes Auslösen des Fehlerstromschutzschalters wird so verhindert.


Applikationen

Drehzahlveränderliche Antriebe, z.B.

  • Steckbare Maschinen
  • Pumpen
  • Kompressoren
  • Beförderungssysteme

Kann LeaXield mein Problem lösen?

Wie hoch ist der zulässige Laststrom?

Der Bemessungsstrom des LeaXield beträgt 50 A bezogen auf 50 °C Bemessungstemperatur. Eine kurzzeitige Überlast von 75 A für bis zu 3 Minuten pro Stunde, bzw. 125 A für bis zu 30 Sekunden pro Stunde ist zulässig.

Für welches Netzsystem und für welche Spannungen ist LeaXield geeignet?

LeaXield ist für den Einsatz in einem 3-Leiter TN-System geeignet. Der Einsatz in Anlagen mit einem 2-Leiter-System ist nicht möglich. Typen für 4-Leiter-Systeme sind auf Anfrage verfügbar. Die Bemessungsspannung des LeaXield beträgt 305/530V AC (50 Hz). Zudem ist eine Mindestspannung von 208/360V AC (50 Hz) für den Betrieb erforderlich. Typen mit höheren Nennströmen sind auf Anfrage verfügbar.

Welcher Fehlerschutzschalter (FI) soll verwendet werden?

Mit LeaXield kann das unbeabsichtigte Auslösen eines allstromsensitiven FIs (TypB/TypB+) verhindert werden. Hierbei gibt es unterschiedliche Typen, die sich in Ihrer Auslösecharakteristik unterscheiden, d.h. hinsichtlich der Auslöseschwelle in Abhängigkeit der Frequenz und der Zeitverzögerung. Zu beachten ist, dass gemäß EN 50178 / VDE 0160 Antriebssysteme mit variabler Drehzahl nur unter Verwendung von B/B+ FI-Schaltern zulässig sind.

Wie hoch ist der maximale Ableitstrom im Zeitbereich?

Der maximale Ableitstrom, der mithilfe des LeaXield reduziert werden kann, beträgt 1 A (Spitzenwert). Es ist zu beachten, dass dieser Wert nicht überschritten wird. Höhere Ableitströme können zu Fehlfunktionen oder zur Zerstörung des Geräts führen. Um sicherzustellen, dass der maximale Ableitstrom von 1 A nicht überschritten wird, ist zunächst eine Ableitstrommessung im Zeitbereich erforderlich.

Das Blockdiagramm zeigt ein typisches Antriebssystem bestehend aus EMV-Filter, Umrichter und Motor. Zur Analyse ist der Summenstrom über L1, L2 und L3 mit einer Strommesszange auf der Netzseite des EMV-Filters zu messen. Dabei sind alle drei Phasen durch die Strommesszange zu führen (grüne Markierung im Blockdiagramm). Zur Auswertung sollte ein Differenzstrommessgerät verwendet werden, alternativ kann auch ein Oszilloskop genutzt werden.

Wichtig: Der Ableitstrom ist immer über alle Phasen zu messen und nicht gegen Erde!

 Schema


Die untenstehende Beispielmessung zeigt den maximalen Ableitstrom, der in der Anlage/Maschine netzseitig fließt. Dieser beträgt ca. 500 mA (Spitzenwert) und ist damit niedriger als der maximale, zulässige Wert von 1 A. Der Einsatz des LeaXield ist in diesem Fall möglich.

 Currents without


Wie hoch ist der Ableitstrom in Abhängigkeit der Frequenz?

Die Analyse des Ableitstroms im Frequenzbereich gibt Aufschluss darüber, ob die zu dämpfenden Frequenzen innerhalb des Arbeitsbereiches von LeaXield, der sich von 150 Hz bis etwa 30 kHz erstreckt, liegen. Geht das gemessene Frequenzspektrum über den Arbeitsbereich von LeaXield hinaus, so ist in diesen Bereichen keine signifikante Dämpfung möglich. Für die Messung ist die Strommesszange wie unter 4. beschrieben anzubringen. Zur Analyse kann wiederum ein Differenzstrommessgerät verwendet werden, oder auch der FFT-Modus eines Oszilloskops.

Bitte beachten Sie, dass die Dämpfungscharakteristik von LeaXield frequenzabhängig ist. Ableitströme mit einer Frequenz >1 kHz weisen im Regelfall höhere Amplituden auf als bei niedrigeren Frequenzen. Dementsprechend wurde auch die Dämpfung von LeaXield im Bereich >1 kHz größer ausgelegt. Die untenstehende Beispielmessung zeigt das Frequenzspektrum des Ableitstroms. Die für den FI-Schutzschalter problematischen Frequenzanteile, in diesem Fall 150 Hz und 2 kHz, befinden sich innerhalb des Arbeitsbereichs des LeaXield (150 Hz – 30 kHz). Der Einsatz von LeaXield ist hier möglich.

 Compensation



Products

PDF Anzahl der Leiter Max. Ableitstrom (A) Nennstrom (A) Nenn­spannung (V AC)
3 1 50 305/530 (50 Hz)

Sie können bis zu 20 Dateien gesammelt als zip-Datei herunter laden. Markieren Sie dazu die gewünschten Dateien und klicken Sie auf Download unter der Liste.


Produkt-Anfrage