[vc_row][vc_column][vc_custom_heading text=“Wenn der Stromzähler reden könnte…“ font_container=“tag:h1|font_size:48|text_align:left“ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1630500779683{margin-top: -25px !important;}“][vc_custom_heading text=“Potenziale digitalisierter Elektroinstallationen“ font_container=“tag:h2|font_size:28|text_align:left|color:%23676b6d“ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1630500771774{padding-bottom: 10px !important;}“][vc_column_text]Harald Mauch, Siemens[/vc_column_text][ultimate_spacer height=“15″ height_on_tabs=“15″ height_on_tabs_portrait=“15″ height_on_mob_landscape=“15″ height_on_mob=“15″][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_custom_heading text=“Kurz & Bündig“ font_container=“tag:h2|font_size:34|text_align:left“ use_theme_fonts=“yes“ css=“.vc_custom_1631094328023{margin-top: -25px !important;}“ el_class=“box-headline“][vc_row_inner el_class=“box-content-wrapper“][vc_column_inner][vc_column_text]Neue mess- und kommunikationsfähige Schutzschaltgeräte in der Elektroinstallation liefern heute – über ihre eigentliche Schutzfunktion hinaus – wertvolle Messwerte und andere relevante Daten. Diese lassen sich vielfältig nutzen, etwa zur Funktions- und Störungsüberwachung, für eine Optimierung des Stromverbrauchs oder für vorausschauende Wartungsmodelle. Die Niederspannungsebene wird damit zu einem zentralen Element der elektrischen Energieversorgung im Zeichen von Energiewende und Digitalisierung[/vc_column_text][/vc_column_inner][/vc_row_inner][/vc_column][/vc_row][vc_row css=“.vc_custom_1519752670572{margin-top: -10px !important;}“][vc_column][ultimate_spacer height=“30″ height_on_tabs=“15″ height_on_tabs_portrait=“15″ height_on_mob_landscape=“15″ height_on_mob=“15″][vc_column_text]Ob Elektromobilität oder dezentrale regenerative Energiequellen: Die Energiewende bringt Dynamik auf allen Ebenen der elektrischen Energieversorgung mit sich. Das betrifft nicht zuletzt auch die Niederspannung in Gebäuden, also den „Strom aus der Steckdose“, und damit die Elektroinstallation. Gleichzeitig bieten die Digitalisierung im Allgemeinen und intelligente, kommunikationsfähige Geräte und Sensoren im Besonderen heute neue Möglichkeiten, diesen komplexen Herausforderungen wirkungsvoll zu begegnen.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_column_text]Früher basierte die Stromerzeugung auf einem reinen Wechselspannungssystem mit einseitigen Energieflüssen: Zentrale Kraftwerke produzierten elektrischen Strom, der in eine Richtung zu den Lastzentren und weiter zu den Verbrauchern floss. Heute hingegen bietet sich ein deutlich komplexeres Bild: So geht der unumkehrbare Trend zu dezentralen Energiesystemen. Der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung in Deutschland betrug im Juni 2021 rund 50,2 Prozent. Der Durchschnittswert für das erste Halbjahr 2021 lag bei insgesamt 47,7 Prozent. Regenerative Energiequellen aber beeinflussen die Netzqualität, etwa durch Netzrückwirkungen von Photovoltaik-Anlagen. Gleiches gilt auf Verbraucherseite für moderne Leistungselektronik wie beispielsweise Frequenzumrichter oder energiesparende Haushaltsgeräte. Und nicht zuletzt bringt die Elektromobilität neue potenzielle Störfaktoren mit sich, zum Beispiel durch das Risiko von Überlast-Situationen während besonders gefragter Ladezeiten.

Die Energiewende stellt Stromnetze damit auf allen Ebenen der elektrischen Energieversorgung vor große Herausforderungen. Das bedeutet: nicht nur auf Hochspannungseben in den Übertragungs- und auf Mittelspannungsebene in den Ortsnetzen, sondern auch ganz unmittelbar auf der Niederspannungsebene in Häusern, Wohnungen, Geschäften, Büros oder kurz: in jedem Gebäude. Das hat auch unmittelbare Auswirkungen auf die dort verbaute Elektroinstallation. Denn Fehler in elektrischen Anlagen können Leitungen, elektrische Geräte und ihre Umgebung beschädigen oder sogar zerstören. Aus diesem Grund werden Stromkreise durch Schutzschaltgeräte – wie Leitungs (LS)-, Fehlerstrom (FI)- und Brandschutzschalter (AFDD) – abgesichert. Bei Überlast, Kurzschlüssen und anderen Störungen trennen sie den betroffenen Stromkreis automatisch vom Netz.[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“Digitalisierung in der Elektrotechnik“ font_container=“tag:h3|text_align:left“][vc_column_text]Die Veränderungen im Stromnetz bringen aber nicht nur neue Herausforderungen mit sich. Vielmehr schafft die Digitalisierung auch neue Möglichkeiten, diese Herausforderungen sicher zu beherrschen. Denn nicht nur die Komplexität nimmt in der elektrischen Energieverteilung weiter zu, sondern auch die Intelligenz in den Anlagen. Im Internet der Dinge (IoT) erlauben es cloudbasierte Applikationen heute, komfortabel an mehr Daten denn je zu gelangen – und diese für viele Anwendungen sinnvoll zu nutzen.

Dabei lassen sich Details bis auf die Feldebene und hin zu einzelnen Komponenten abbilden: So können Schutzschaltgeräte mit Mess- und Kommunikationsfunktionen heute über ihre eigentliche Schutzfunktion hinaus Strom-, Spannungs-, Temperaturwerte sowie weitere elektrische Kenngrößen erfassen – und das nicht nur an übergeordneter Stelle, sondern direkt vor dem Verbraucher im jeweiligen Endstromkreis.

Die dadurch entstehende Datentransparenz ermöglicht es, Kosten und Arbeitsaufwand in vielerlei Hinsicht zu reduzieren: So können aus den erfassten Daten wiederum Energie- und Leistungswerte berechnet und Aussagen über die Belastung und mögliche Überlastung des Endstromkreises getroffen werden. Wird ein eingestellter Grenzwert, zum Beispiel 80 Prozent des Bemessungsstroms, überschritten, erhält der Betreiber eine Warnmeldung und kann den Fehler proaktiv beheben. Die interne Temperaturmessung des kommunikationsfähigen Schutzschaltgerätes gibt Rückschlüsse auf Fehlfunktionen von Betriebsmitteln. Solche frühzeitigen Warnungen helfen Betreibern, Ausfallzeiten zu minimieren und kostenintensive Anlagenstillstände zu verhindern.

Gebäudeeigentümer oder Anlagenbetreiber profitieren entweder direkt durch eine Steigerung der Anlagenverfügbarkeit oder indirekt, indem die höhere Versorgungssicherheit das Gebäude für potenzielle Mieter attraktiver macht. Nicht zuletzt tragen kommunikative Schutzschaltgeräte dazu bei, den Energiefluss innerhalb eines Niederspannungsnetzes transparenter zu machen. Zu diesem Zweck werden die erfassten Energiedaten über einen übergeordneten Datensammler zur weiteren Auswertung, zum Beispiel mit einer Software oder Cloudanwendung, weitergegeben.[/vc_column_text][vc_custom_heading text=“Kommunikations- und messfähige Schutzschaltgeräte“ font_container=“tag:h3|text_align:left“][vc_column_text]Um die Potenziale der Digitalisierung in der Elektroinstallation erschließen zu können, sind entsprechende kommunikations- und messfähige Schutzschaltgeräte notwendig. Diese sind inzwischen marktreif verfügbar. Damit sie allerdings tatsächlich eine echte Alternative zu herkömmlichen Schutzgeräten darstellen, müssen sie selbstverständlich – ebenso wie diese – alle relevanten Normen erfüllen. Darüber hinaus sollten ihre Planung und Installation einfach sein, um den Zeit- und Kostenaufwand bei der Integration in eine neue oder bestehende Anlage möglichst minimal zu halten.

Aktuelle kommunikationsfähige Schutzschaltgeräte – wie zum Beispiel der Leitungsschutzschalter 5SL6 COM oder der AFDD/LS-Schalter 5SV6 COM (eine Kombination aus Brandschutz- und integriertem Leitungsschutzschalter) aus dem Sentron-Portfolio Siemens – entsprechen deshalb sowohl der internationalen Norm IEC/EN 60898-1 als auch den gültigen Errichtungsbestimmungen der deutschen DIN-Normen. Dank eines maximalen Kurzschlussausschaltvermögens von 6 kA können sie in alle gängigen Endstromkreise integriert werden, in denen Leitungs- und Brandschutzschalter benötigt werden.

Beide Neuentwicklungen, Leitungsschutzschalter und AFDD/LS-Schalter, erkennen die Ursache einer Auslösung. Die Geräte unterscheiden zwischen Kurzschluss und Überlast und reagieren bei einer drohenden Überlast mit einer Warnmeldung. Der AFDD/LS-Schalter unterscheidet zudem, ob im Fall einer Abschaltung durch einen Fehlerlichtbogen ein serieller oder paralleler Lichtbogen vorlag. Da die Schutzschaltgeräte zudem nur eine Baubreite von einer standardisierten Teilungseinheit (TE) statt der sonst erforderlichen zwei TE aufweisen, müssen auch hinsichtlich des Platzbedarfs in der Anlage keine Anpassungen vorgenommen werden.

Die geringe Baubreite sorgt gleichzeitig dafür, dass ein Retrofit mit geringem Aufwand möglich ist: Der bestehende Schalter kann im Schaltschrank an gleicher Stelle durch einen neuen kommunikationsfähigen ersetzt werden. Es wird lediglich 1 TE zusätzlich für den Datentransceiver zur Monitoringsoftware benötigt. Die Installation kommunikationsfähiger Geräte selbst bedarf dank einfacher Standardverschienung keiner zusätzlichen Kenntnisse. Beim Retrofit ist neben dem Entnehmen des bestehenden und dem Einsetzen des neuen Schalters lediglich ein geringer Umverdrahtungsaufwand nötig. Die Inbetriebnahme der kommunikationsfähigen Schutzschaltgeräte erfolgt einfach und schnell über eine Konfigurationssoftware.

Die eigentliche Datenübermittelung erfordert im Übrigen keine zusätzliche Verdrahtung: Die Schutzgeräte senden ihre Daten per Bluetooth an eine kleine Zentraleinheit im Schaltschrank, von wo aus sie dann über Handy, Tablet, lokale Rechner oder über eine Cloud ausgewertet werden können.

Und auch auf Ortsnetzebene lassen sich dank kommunikationsfähiger Geräte-Neuentwicklungen – wie dem Sentron NH-Sicherungseinsatz 3NA COM – die Vorteile der Digitalisierung nutzen und so die Transparenz und die Versorgungssicherheit in Stromnetzen erhöhen. Das kompakte Gerät ist für 400 V-Niederspannungsnetze ausgelegt und kann unter anderem in Ortnetzstationen und Industrieanlagen eingesetzt werden. Es schützt Netze und Anlagen bei Kurzschluss und Überlast und ist zugleich in der Lage, Strom zu messen und die erfassten Daten an eine übergeordnete Software zu senden. Zudem lassen diese sich in lokale oder cloudbasierte Netz- und Energiemanagementsysteme übertragen. Sie geben unter anderem Aufschluss über die aktuelle Netzauslastung, die Phasensymmetrie sowie etwaige Unregelmäßigkeiten. Damit lassen sich unter anderem die Versorgungssicherheit erhöhen sowie Wartung und Service optimieren. Dank einer schnelleren Fehlererkennung und -ortung lässt sich beispielsweise die Dauer von Stromausfällen signifikant senken.[/vc_column_text][vc_single_image image=“27472″ img_size=“full“ add_caption=“yes“][vc_custom_heading text=“Fazit: Vorteile der Digitalisierung in der Elektroinstallation intelligent nutzen“ font_container=“tag:h3|text_align:left“][vc_column_text]Schutzschaltgeräte mit Mess- und Kommunikationsfunktionen können Strom- und Spannungswerte sowie weitere elektrische Kenngrößen nicht nur an übergeordneter Stelle messen, sondern direkt vor dem Verbraucher im jeweiligen Endstromkreis. Die dadurch entstehende Datentransparenz ermöglicht es Betreibern, Kosten und Arbeitsaufwand in vielerlei Hinsicht zu reduzieren. Eine Fehlerfrüherkennung meldet sich anbahnende Störungen und ermöglicht somit Gegenmaßnahmen, noch bevor eine Abschaltung nötig ist. Im Falle einer Auslösung begünstigt die Unterscheidung nach Auslöseursachen eine zielgerichtete Fehlersuche. Auch über ihren eigenen Zustand geben diese Geräte Aufschluss und ermöglichen so ihren Austausch zu einem optimalen Zeitpunkt.

Bestehende elektromechanische Schutzschaltgeräte können über einen zusätzlichen Hilfs- bzw. Fehlersignalschalter um Funktionen zur Erfassung und Kommunikation von Temperatur, Statusinformationen und Abschaltung ergänzt werden. Der Einsatz der kommunikationsfähigen Schutzschaltgeräte in neuen oder bestehenden Anlagen erfordert durch die Erfüllung aller relevanten Normen und den geringen Platzbedarf kaum Mehraufwand in der Planung. Auch die Installation und Parametrierung der Geräte stellt keine größeren Anforderungen.

Mit Hilfe weiterer Erfassungsgeräte ist es möglich, den gesamten Energiefluss einer Niederspannungsverteilung transparent zu machen. Die Messwerte der Endgeräte können über einen Datentransceiver und über weitere Gateways bis in Cloud-Anwendungen wie Siemens MindSphere weitergeleitet werden. Von hier können Betreiber und Gebäudeeigentümer flexibel auf die Daten zugreifen. So erhalten sie Aufschluss über den Energieverbrauch ihrer Objekte und erkennen die vielversprechendsten Ansatzpunkte für Optimierungsmaßnahmen.

(Bildquelle: © Siemens AG)[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][ult_dualbutton btn_hover_style=“Style 2″ btn_border_style=“solid“ btn_color_border=“#ffffff“ btn_border_size=“2″ btn_alignment=“left“ dual_resp=“off“ button1_text=“Einzelheft kaufen“ icon_link=“url:https%3A%2F%2Fwww.im-io.de%2Fproduct%2Flerngroesse-eins%2F|title:Lerngr%C3%B6sse%20Eins“ btn1_background_color=“#f3f3f3″ btn1_bghovercolor=“#f07d00″ icon=“Defaults-book“ icon_size=“22″ icon_color=“#f07d00″ icon_hover_color=“#ffffff“ button2_text=“Jetzt abonnieren“ btn_icon_link=“url:https%3A%2F%2Fwww.aws-institut.de%2Fim-io%2Fabo%2F|title:Abo||“ btn2_background_color=“#f3f3f3″ btn2_bghovercolor=“#f07d00″ btn_icon=“Defaults-chevron-right“ btn_icon_size=“22″ btn_icon_color=“#f07d00″ btn_iconhover_color=“#ffffff“ divider_text=“oder“ divider_text_color=“#f07d00″ divider_bg_color=“#ffffff“ btn1_text_color=“#f07d00″ btn1_text_hovercolor=“#ffffff“ btn2_text_color=“#f07d00″ btn2_text_hovercolor=“#ffffff“ title_font_size=“desktop:20px;“ btn_border_radius=“30″ title_line_ht=“desktop:22px;“ btn_width=“280″][/vc_column][/vc_row]