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Sicher schalten auch im Ex-Bereich

Steckbare Industrierelaismodule für den Ex-Bereich
Sicher schalten auch im Ex-Bereich

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Seit der Markteinführung im Jahr 2013 hat Phoenix Contact das Industrierelaissystem Rifline complete konsequent weiterentwickelt. Das Portfolio ist nun um zusätzliche steckbare Spezialrelais mit entsprechenden Zulassungen ergänzt worden. Dabei handelt es sich um Vier-Wechsler-Industrierelais mit gekapselten Gehäusen und Ex-Zulassung.

Das Rifline-Leistungsspektrum umfasst derzeit vierzehn Sockelvarianten, in die die am häufigsten im Industriebereich genutzten Relais gesteckt werden können. Aufgrund ihrer geringen Baubreite von 6,2 mm eignen sich die Module für begrenzte Platzverhältnisse bis zum Kleinschützbereich. Je nach Anwendung respektive Vorliebe können die Anwender durchgängig zwischen der klassischen Schraub- und der werkzeuglosen Push-in-Anschlusstechnik wählen. Ab sofort stehen auch Vier-Wechsler-Industrierelais mit gekapselten Gehäusen und Ex-Zulassung zur Verfügung.

Alle Relaismodule haben ein einheitliches Design, das durch die einfache Brückung funktionale Vorteile bietet, beispielsweise das gemeinsame Minuspotenzial (Anschluss A2). Neben der zeitsparenden Verdrahtung sorgt das Design zudem für Übersichtlichkeit im Schaltschrank. Zu diesem Zweck werden Steckbrücken aus dem Reihenklemmen-Programm Clipline complete verwendet. Relaissockel mit Push-in-Anschlusstechnik erlauben das schnelle Verdrahten, da der Leiter lediglich in die Klemmhülse gesteckt werden muss. Diese Technologie hat sich bereits bei vielen anderen Produktfamilien wie Clipline complete, der Relaisbaureihe PLC Interface oder dem Echtzeit-I/O-System Axioline bewährt. Die Push-in-Anschlusstechnik verkürzt somit die Installationszeit und stellt unabhängig vom Anwender stets die gleiche Leiteranschlusskraft sicher. Des Weiteren beinhalten die Relaissockel eine spulenseitige Steckzone für Funktionssteckmodule mit Schutzfunktion – wie Freilaufdioden oder Varistoren – oder für Funktionserweiterungen, zum Beispiel um ein Timer-Modul. Durch diese Vorteile zeichnen sich die Relaismodule mit gekapselten Gehäusen ebenfalls aus.

Verschiedene Anschlusstechnologien

Die über eine spezielle Vergussmasse realisierte Kapselung der Industrierelais erfüllt die Dichtigkeitsklasse RT III gemäß EN 61810-7. Von den Vorzügen der elektromechanischen Relais mit Atex-, IECEx- und Cl.1 Zone 2-Approbation (UL) in Schraub- und Push-in-Anschlusstechnik können jetzt zahlreiche weitere Industriebereiche profitieren. Denn finden sich dort explosionsgefährdete Umgebungen, müssen die verbauten Schaltkomponenten höheren Anforderungen an die Sicherheit und Zuverlässigkeit genügen, als dies bei Standardapplikationen der Fall ist. Der Anwendungsbereich der Ex-Schaltgeräte beschränkt sich dabei nicht auf die Chemie-, Öl- und Gasindustrie. Explosionsfähige Atmosphären können auch in holz-, metall- und kunststoffverarbeitenden Prozessen auftreten.

Ähnliches gilt für die Lebensmittelproduktion, Papierherstellung, im Gasturbinenbau sowie in der Textil- und Wasserwirtschaft oder in Lackieranlagen. Wären hier Standard-Schaltkomponenten installiert, würde dies ein Risiko darstellen. Durch Schaltvorgänge entstehende Funken sind bei nicht gekapselten Geräten nämlich durchaus in der Lage, eine Explosion herbeizuführen. Darüber hinaus können zu hohe Oberflächentemperaturen als Zündquelle für explosive Gase der umgebenden Atmosphäre fungieren. Deshalb hat Phoenix Contact das Rifline-complete-Portfolio durch Relaismodule mit Ex-Zulassungen ausgeweitet und um zusätzliche Zertifizierungen ergänzt. Auf diese Weise lassen sich die Komponenten selbst in der Öl- und Gasförderung, Raffinerien sowie in Applikationen der Prozessindustrie einsetzen.

Umfangreiche Zulassungen

Als normative Grundlage für die Atex- und IECEx-Zulassung dienen die EN 60079-0, -7 und -15 in der Zündschutzart „ec nC“. Der Zertifizierung der Industrierelais nach UL Class 1 Zone 2 (Hazardous Locations) ist gemäß AL ANSI-ISA 12.12 erfolgt. Haben die Module die Prüfung bestanden, lassen sie sich in Zone-2-Anwendungen montieren. In dieser Zone ist damit zu rechnen, dass sich selten und kurzzeitig eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ergeben kann. Um Schaltvorgänge in derartigen Bereichen sicher auszuführen und folglich eine mögliche Entzündung durch Funken oder Lichtbögen zu verhindern, müssen sämtliche Bestandteile einer Anlage sorgfältig und umsichtig ausgewählt werden. Neben weiteren Bauelementen – wie beispielsweise Sicherungen – liegt der Fokus dabei auf den schaltenden Elementen, also den elektromechanischen Relais. Die neuen Vier-Wechsler-Varianten der Baureihe Rifline complete erfüllen die beschriebenen Anforderungen und ermöglichen somit das sichere Schalten in Ex-Bereichen.

Die Zündung einer explosionsgefährdeten Atmosphäre, die sich aus verschiedenen Gasen zusammensetzt, lässt sich unter anderem durch die Definition der maximalen Oberflächentemperatur des Betriebsmittels vermeiden. Der zulässige Umgebungstemperaturbereich der Ex-zertifizierten Relaismodule erstreckt sich typenabhängig von -40 bis 50 °C bei AC-Spulen respektive 60 °C bei DC-Spulen. Die gemäß RT III gedichteten Vier-Wechsler-Koppelrelais schalten Ströme von 4 x 6 A bei Nennspannungen von bis zu 230 V AC. Die Eingangsspannungen reichen von 24 V AC/DC bis 230 V AC/DC.

Erfolgreich durchlaufene Prüfungen

Da die Industrierelais nach IEC 61810 RT III zertifiziert sind, müssen sie per Definition wasserdicht sein. Ferner dürfen sie gemäß EN 60664-1 in Umgebungen mit dem Verschmutzungsgrad 2 verbaut werden, wobei ein Schaltschrank mit einer Schutzart von mindestens IP 54 vorausgesetzt wird. Ein unabhängiges Testinstitut hat die Relaismodule außerdem unter Laborbedingungen einem Vier-Komponenten-Schadgastest unterzogen. Als Prüfungsgrundlage wurde die
EN 60068-2-60 angewendet. Eine normativ vorgegebene Schadgaskonzentration begünstigt hier in Kombination mit entsprechend hoher relativer Feuchte die Korrosion. Unter diesen Testbedingungen sind die Anforderungen der ISA-Standards S71.04-1983 G3 ebenfalls eingehalten worden. Im Rahmen der Prüfung haben die Tester die harschen Umgebungsbedingungen folglich praxisnah simuliert.

Nach der normativ maximal gewählten Prüfdauer von 21 Tagen mussten die Relaismodule anschließend Funktionstests und mikroskopische Untersuchungen durchlaufen. Insbesondere Metallwerkstoffe erweisen sich als anfällig für Korrosion. Trotzdem haben alle neuen Komponenten der Produktfamilie Rifline complete die Endkontrolle bestanden. Weder sind Beeinträchtigungen der Gerätefunktion noch der Materialien – speziell der Metalle – festgestellt worden. Also können den Industrierelais selbst äußerst aggressive Gase nichts anhaben. Ihre Funktionsfähigkeit ist auch in diesem Fall in vollem Umfang sichergestellt.

Verdrahtung im Schaltschrank

Die Varianten für den Ex-Bereich orientieren sich am einheitlichen Erscheinungsbild der Rifline complete-Relais. Das bedeutet, dass sie die bekannten Einspeise- und Signalbrücken, das vorhandene Beschriftungsmaterial ohne Einschränkungen nutzen können. Auf diese Weise gestaltet sich die Verdrahtung im Schaltschrank gewohnt übersichtlich. Bei der Installation mehrerer Komponenten wird zudem Zeit eingespart. Sämtliche Industrierelais lassen sich weiterhin direkt anreihen, sodass der Anwender bei der Erweiterung oder Änderung seiner Anlage flexibel bleibt.

Sollte eine Vier-Wechsler-Komponente ausfallen, steht für alle neuen Komplettmodule separat zu bestellender Ersatz zur Verfügung. Da die Materialkombinationen der verwendeten Kunststoffe, Vergussmassen und weiterer Bestandteile der Einzelrelais eindeutig in den Zulassungsdokumenten festgeschrieben sind, dürfen ausschließlich die von Phoenix Contact vorgegebenen Relaistypen zum Austausch eingesetzt werden. Andernfalls würden die strengen Vorgaben der Zulassungsbehörden verletzt und die Zulassung wäre unwirksam.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: cav0418phoenixcontact

Halle 9, Stand F40


Autor: Florian Sawitzki

Mitarbeiter im Produktmarketing Digital des Geschäftsbereichs Interface,
Phoenix Contact Electronics



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