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gebleichtem Zellstoff.
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st
1
published 2004, edition date 02/04
nd
2
edition 05/2005
See revision protocol in the “About this manual“ chapter
Author:Wolfgang Nitschky
Editor:Heidrun Riege
Translator:David Long
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Printed on bleached cellulose.
100 % free from chlorine and acid.
Warnung!
Gefährliche
elektrische
Spannung!
Warning!
Dangerous
electrical voltage!
Vor Beginn der Installationsarbeiten
• Gerät spannungsfrei schalten.
• Gegen Wiedereinschalten sichern.
• Spannungsfreiheit feststellen.
• Erden und kurzschließen.
• Benachbarte, unter Spannung stehende
Teile abdecken oder abschranken.
• Die für das Gerät angegebenen Montagehinweise (AWA) sind zu beachten.
• Nur entsprechend qualifiziertes Personal
gemäß EN 50110-1/-2 (VDE 0105
Teil 100) darf Eingriffe an diesem
Gerät/System vornehmen.
• Achten Sie bei Installationsarbeiten darauf,
dass Sie sich statisch entladen, bevor Sie
das Gerät berühren.
• Schwankungen bzw. Abweichungen der
Netzspannung vom Nennwert dürfen die in
den technischen Daten angegebenen Toleranzgrenzen nicht überschreiten, andernfalls sind Funktionsausfälle und Gefahrenzustände nicht auszuschließen.
• Einbaugeräte für Gehäuse oder Schränke
dürfen nur im eingebauten Zustand
betrieben und bedient werden.
Before commencing the installation
• Disconnect the power supply of the device.
• Ensure relosing interlock that devices
cannot be accidentally restarted.
• Verify isolation from the supply.
• Connect to earth and short-circuit.
• Cover or fence off neighbouring live parts.
• Follow the installation instructions (AWA)
included with the device.
• Only suitably qualified personnel
in accordance with EN 50110-1/-2
(VDE 0105 Part 100) may work on this
device/system.
• Before installation and before touching
the device ensure that you are free
of electrostatic charge.
• The rated value of the mains voltage may
not fluctuate or deviate by more than the
tolerance specified, otherwise malfunction
and hazardous states are to be expected.
• Panel-mount devices may only be operated
when properly installed in the cubicle or
control cabinet.
Moeller GmbH
Sicherheitshinweise/Safety instructions
I
05/05 AWB2300-1527D/GB
Überblick/Overview
Motorschutzrelais ZB12 und ZB32
Überlastüberwachung von EEx e-Motoren 1
ZB12 and ZB32 motor-protective relays
Overload monitoring of EEx e motors27
Anhang/Appendix53
II
05/05 AWB2300-1527D/GB
Inhalt
Zu diesem Handbuch3
Zielgruppe3
Abkürzungen und Symbole3
Änderungsprotokoll4
Überlastüberwachung von Motoren im
EEx e-Bereich13
Einstellung der Überstromschutzeinrichtung13
– Kurzschlussschutz der Motorschutzrelais 14
Zulassungen17
Das vorliegende Handbuch gilt für die Motorschutzrelais
ZB12 und ZB32.
Dieses Handbuch beschreibt die Überlastüberwachung zum
Schutz von EEx e-Motoren in explosiongefährdeten Bereichen.
ZielgruppeDieses Handbuch richtet sich an Fachpersonal, das die
Motorschutzrelais installiert, in Betrieb nimmt und wartet.
Abkürzungen und Symbole In diesem Handbuch werden Abkürzungen und Symbole
eingesetzt, die folgende Bedeutung haben:
EEx eZündschutzart „Erhöhte Sicherheit“
PTBPhysikalisch Technische Bundesanstalt, Zerti-
fizierungsstelle für Geräte im EEx-Bereich
NMNiedrigster möglicher Einstellstrom
HMHöchster möglicher Einstellstrom
h
h
i
X zeigt Handlungsanweisungen an
macht Sie aufmerksam auf interessante Tipps und
Zusatzinformationen
Achtung!
warnt vor leichten Sachschäden.
Vorsicht!
warnt vor schweren Sachschäden und leichten
Verletzungen.
3
Zu diesem Handbuch
j
Änderungsprotokoll
05/05 AWB2300-1527D/GB
Warnung!
warnt vor schweren Sachschäden und schweren
Verletzungen oder Tod.
Für eine gute Übersichtlichkeit finden Sie auf den linken
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Seiten den aktuellen Abschnitt, Ausnahmen sind Kapitelanfangsseiten und leere Seiten am Kapitelende.
Redaktionsdatum
05/056Abschnitt „Direktanbau“j
SeiteStichwortneuÄnde-
rung
8Tabelle 1 „Strombereiche ZB12 Relais“j
9Abschnitt „Temperaturkompensation“j
15Tabelle 3 „ZB12 in Direktanbau“j
16Tabelle 4 „ZB32 in Direktanbau oder
Einzelaufstellung“
21Tabelle 5 „Direktanbau“j
54Tabelle 9 „Werte der einzelnen Typen“j
78Auslösekennlinie „ZB12-16“j
j
entfällt
4
05/05 AWB2300-1527D/GB
1Motorschutzrelais ZB12 und ZB32
VorwortFür den Schutz von Motoren in explosionsgefährdeten
Bereichen gelten zusätzlich zu den Vorschriften nach
EN 60079-14 und VDE 0165 Teil 1 separate Vorschriften für
die entsprechenden Zündschutzarten. Für Motoren in der
Zündschutzart „e“ „Erhöhte Sicherheit“ verlangt die
Vorschrift EN 50019 zusätzliche Maßnahmen. Durch diese
werden mit einem erhöhten Grad an Sicherheit die Möglichkeiten von unzulässig hohen Temperaturen und das
Entstehen von Funken und Lichtbögen an Motoren, bei
denen dies im normalen Betrieb nicht auftritt, verhindert. Die
Motorschutzgeräte hierfür, die sich selber nicht im
EEx e-Bereich befinden, müssen durch eine akkreditierte
Zulassungsstelle zertifiziert sein.
Die Richtlinie 94/9/EG (ATEX 100a) zur Angleichung der
Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten für Geräte und
Schutzsysteme zur bestimmungsmäßigen Verwendung in
explosionsgefährdeten Bereichen ist ab dem 30.06.2003
bindend.
Geräteübersicht
Die Motorschutzrelais ZB12 und ZB32 sind nach der Richtlinie 94/9/EG (ATEX 100a) durch die PTB zugelassen.
a Die EG-Baumusterprüfbescheinigungs-Nummern lauten:
ZB12: PTB 04 ATEX 3022
ZB32: PTB 04 ATEX 3022
Abbildung 1: Motorschutzrelais ZB12
5
Motorschutzrelais ZB12 und
ZB32
Abbildung 2: Motorschutzrelais ZB32
05/05 AWB2300-1527D/GB
GerätebeschreibungÜberlastschutz mit Bimetallrelais
Die Motorschutzrelais ZB12 und ZB32 sind dreipolige elektromechanische Motorschutzrelais mit Bimetallen. Sie sind
zur Überwachung von Gleich- und Wechselstrom geeignet.
Die Motorschutzrelais ZB12 und ZB32 sind als Direktanbau
an die Schütze DIL einsetzbar.
Direktanbau
MotorschutzrelaisSchütz
ZB12DILM7
DILM9
DILM12
DILM15
ZB32
DILM17
DILM25
DILM32
Zusätzlich ist das Relais ZB32 in Kombination mit einer
Einzelaufstellung einzeln einsetzbar.
Einzelaufstellung
Motorschutzrelais
ZB32ZB32-XEZ
Einzelaufstellung
Bei einer Überlastauslösung schalten die Hilfsschalter 95-96
und 97-98 um und unterbrechen den Steuerstromkreis des
zugehörigen Leistungsschützes. Sie schalten so indirekt den
Stromfluss des zu überwachenden Motors ab.
Die Z-Relais werden mit Hilfe einer Strom-Einstellscheibe auf
den Motornennstrom eingestellt.
Mit verschiedenen Typen können Motoren von 0,1 bis 32 A
Motornennstrom überwacht werden.
7
Motorschutzrelais ZB12 und
ZB32
05/05 AWB2300-1527D/GB
Tabelle 1: Strombereiche ZB12 Relais
Typ
ZB12-0,160,1 bis 0,16
ZB12-0,240,16 bis 0,24
ZB12-0,40,24 bis 0,4
ZB12-0,60,4 bis 0,6
ZB12-1,00,6 bis 1,0
ZB12-1,61,0 bis 1,6
ZB12-2,4
ZB12-42,4 bis 4,0
ZB12-64,0 bis 6,0
ZB12-106,0 bis 10
ZB12-129 bis 12
ZB12-1612 bis 16
Tabelle 2: Strombereiche ZB32 Relais
Typ
ZB32-0,160,1 bis 0,16
ZB32-0,240,16 bis 0,24
ZB32-0,40,24 bis 0,4
ZB32-0,60,4 bis 0,6
ZB32-1,00,6 bis 1,0
ZB32-1,61,0 bis 1,6
ZB32-2,41,6 bis 2,4
ZB32-4
ZB32-64,0 bis 6,0
ZB32-106,0 bis 10
ZB32-1610 bis 16
ZB32-2416 bis 24
ZB32-3224 bis 32
8
Strombereich I [A]
1,6 bis 2,4
Strombereich I [A]
2,4 bis 4,0
05/05 AWB2300-1527D/GB
Gerätebeschreibung
Temperaturkompensation
Zwei Parameter beeinflussen die Ausbiegung der Bimetalle.
Zum einen ist das die Wärme, die proportional zum fließendem Strom erzeugt wird und zum anderen ist das der
Einfluss der Umgebungstemperatur.
Der Einfluss der Umgebungstemperatur wird mit Hilfe eines
zusätzlichen Bimetalls, das nicht vom Motorstrom durchflossen wird, im Temperaturbereich –5 °C bis +55 °C kontinuierlich durch Korrektur des Auslöseweges selbsttätig
kompensiert.
Phasenausfall
Motorschutzrelais ZB12 und ZB32 sind phasenausfallempfindlich. Die Auslenkung aller drei Bimetalle wirkt auf eine
Auslösebrücke, die bei Erreichen des Grenzwertes einen
Sprungschalter umschaltet. Gleichzeitig verschieben alle drei
Bimetalle die Differenzialbrücke. Wird bei einem Phasenausfall ein Bimetall weniger ausgelenkt, bleibt die Differentialbrücke zurück und der Weg wird in zusätzlichen Auslöseweg
umgewandelt, so dass es zu einer vorzeitigen Auslösung
kommt.
햴
햲
햳
97S95
98 96
97 95
98 96
Normalbetrieb ungestört dreiphasige ÜberlastAusfall einer Phase
(zweiphasige Belastung)
Abbildung 4: Funktion der Phasenausfallempfindlichkeit mit Hilfe
einer Auslöse- und Differenzialbrücke
a Auslösebrücke
b Differenzialbrücke
c Differenzweg
s = Auslöseweg
97 95
98 96
9
Motorschutzrelais ZB12 und
ZB32
05/05 AWB2300-1527D/GB
h
Soll mit einem ZB12 oder ZB32 Relais ein Wechselstrommotor oder ein Gleichstrommotor überwacht werden,
muss der Strom über alle drei Strombahnen geführt
werden, um Frühauslösungen zu vermeiden.
Abbildung 5: Verdrahtung der Motorschutzrelais für den Schutz
von Wechselstrom- oder Gleichstrommotoren
(Reihenschaltung der Bimetallauslöser)
(a Abschnitt „Auslösekennlinien“ ab Seite 55)
Wiedereinschaltung
Nach einer Auslösung müssen zunächst die Bimetalle
abkühlen, bevor das Motorschutzrelais wieder zurückgesetzt
werden kann. Mittels eines Wahlschalters kann zwischen
manuellem und automatischer Rücksetzung gewählt werden
(a Abschnitt „Rücksetzung“auf Seite 25).
10
j
In der Stellung Automatik fallen die Kontakte nach der
Abkühlung der Bimetalle automatisch zurück, in der Handstellung muss die Auslösung vor Ort am Motorschutzrelais
quittiert werden.
Warnung!
Für den Explosionsschutz ist nur ein manuelles Rücksetzen/Einschalten der Bimetalle des Motorschutzrelais
oder ein automatisches Zuschalten über eine Steuerungsverriegelung zum Motor bzw. zur elektrischen Maschine
zulässig
Rücksetzungen dürfen manuell vor Ort oder durch
geschultes Personal in der Leitwarte vorgenommen
werden.
05/05 AWB2300-1527D/GB
Gerätebeschreibung
Testfunktion
Durch eine zusätzliche Testtaste kann die Funktionstüchtigkeit der Hilfsschalter kontrolliert werden. Hierbei hat die
Testtaste eine Doppelfunktion:
• Das Drücken der Testtaste öffnet den Öffner 95-96. Nach
dem Loslassen fällt der Öffner wieder zurück.
Diese Funktion kann zum manuellen Ausschalten des
Motors genutzt werden.
• Das Ziehen der Testtaste führt zur Auslösung des Motorschutzrelais. Der Öffner 95-96 öffnet und der Schließer
97-98 schließt. Nach dem Loslassen der Testtaste muss
das Motorschutzrelais wie nach einer Auslösung zurückgesetzt werden (a Abschnitt „Wiedereinschaltung“auf
Seite 10).
11
05/05 AWB2300-1527D/GB
12
05/05 AWB2300-1527D/GB
2Projektierung
Überlastüberwachung von
Motoren im EEx e-Bereich
Einstellung der Überstromschutzeinrichtung
j
Durch besondere konstruktive Maßnahmen erreicht man bei
Motoren die Zündschutzart EEx e. Die Motoren werden auf
Basis der höchst zulässigen Oberflächentemperaturen
Temperaturklassen zugeordnet. Zusätzlich wird die Erwärmungszeit t
I
A/IN
Die Erwärmungszeit t
bei Anlaufstrom I
betrieb zur Grenztemperatur erwärmt.
EEx e-Motoren für sich alleine sind jedoch noch nicht sicher.
Sie erlangen die Explosionssicherheit erst durch zusätzliche
Maßnahmen bei der Installation durch zweckentsprechende
Auswahl und Einsatzbedingungen (PTB-Prüfregeln), u. a.
durch das Zusammenschalten mit einer richtig bemessenen
und eingestellten Überstromschutzeinrichtung.
Warnung!
Die stromabhängige Schutzeinrichtung muss so ausgewählt werden, dass nicht nur der Motorstrom überwacht
wird, sondern auch der festgebremste Motor innerhalb der
Erwärmungszeit t
Schutzorgan ist so zu bemessen, dass die Auslösezeit
für das Verhältnis IA/IN des EEx e-Motors nach Kennlinie
nicht größer als seine Erwärmungszeit
Motor innerhalb dieser Zeit sicher abzuschalten (
nachfolgendes Beispiel).
und das Verhältnis Anlaufstrom zu Nennstrom
E
bestimmt und auf dem Motor angegeben.
ist die Zeit, in der sich eine Wicklung
E
von der Endtemperatur im Bemessungs-
A
abgeschaltet wird. Dies bedeutet, das
E
t
ist, um den
E
a
t
A
13
Projektierung
Beispiel: IA/IN = 6, tE = 10 s
10
J
8
6
4
min
2
1
40
20
10
8
6
4
s
2
1
0.8
0.6
0.4
05/05 AWB2300-1527D/GB
14
i
0.2
0.1
1
2345678910
N
1
Abbildung 6: Auslösekennlinie des Motorschutzrelais
Der Motor wird zuverlässig geschützt.
Kurzschlussschutz der Motorschutzrelais
Der Kurzschlussschutz der Motorschutzrelais wird durch
Sicherungen realisiert. Bei Direktanbau an ein Schütz wird
die Vorsicherung des Schützes für die entsprechende Zuordnungsart mit berücksichtigt.
Vorsicht!
Zum Schutz von EEx e-Motoren ist nur die Zuordnungsart
„2“ zulässig.
05/05 AWB2300-1527D/GB
SchützSicherung gG/gL [A]Bemessungs-
Tabelle 3: ZB12 in Direktanbau
Zuordnungsart
1)
„1“
Zuordnungsart
1)
„2“
Einstellung der Überstromschutzeinrichtung
kurzschlussstrom
Iq [kA]
ZB12-0,16DILM7
ZB12-0,241
ZB12-0,42
DILM9
DILM12
DILM15
250,5100
ZB12-0,64
ZB12-1,04
ZB12-1,66
ZB12-2,410
ZB12-416
ZB12-6
20
ZB12-105025
ZB12-125025
ZB12-16
5025
1) nach IEC/EN 60947
15
Projektierung
05/05 AWB2300-1527D/GB
Tabelle 4: ZB32 in Direktanbau oder Einzelaufstellung
SchützSicherung gG/gL [A]Bemessungs-
Zuordnungsart
1)
„1“
Zuordnungsart
1)
„2“
kurzschlussstrom
Iq [kA]
ZB32-0,16DILM17
ZB32-0,241
DILM25
DILM32
250,5100
ZB32-0,42
ZB32-0,64
ZB32-1,04
ZB32-1,66
ZB32-2,410
ZB32-416
ZB32-6
20
ZB32-105025
ZB32-166335
ZB32-24
10035
ZB32-3212563
1) nach IEC/EN 60947
16
05/05 AWB2300-1527D/GB
ZulassungenDie Motorschutzrelais ZB12 und ZB32 sind nach der
Vorschrift IEC EN 60947 Niederspannungsschaltgeräte
gebaut und erfüllen die Forderungen nach der Richtlinie
94/9/EG (ATEX 100a) zum Schutz von EEx e-Motoren.
Außerdem können nach EN 50281-1-1 und EN 50281-1-2
Motoren in den Zonen 21 und 22 (Bereiche mit brennbarem
Staub) geschützt werden. Die Motorabgangsverdrahtung ist
nach IEC/EN 60947-1, Tabelle 9 auszuführen.
Zulassungen
c
0102
ZB12: PTB 04 ATEX 3022
ZB32: PTB 04 ATEX 3022
Die Relais sind nach UL und CSA für die USA und Kanada
approbiert.
II(2)GD
Us
Weitere Approbationen bestehen für:
• China
17
05/05 AWB2300-1527D/GB
18
05/05 AWB2300-1527D/GB
Hinweise zur Installation
3Installation
Hinweise zur InstallationBei der mechanischen und elektrischen Installation ist die
entsprechende Montageanweisung zu beachten. Die Montageanweisung ist auf der Innenseite der Kartonverpackung
aufgedruckt.
ZB12, ZB32: AWA2300-2114
Warnung!
j
Für den Explosionsschutz ist nur ein manuelles Rücksetzen/Einschalten nach Abkühlung der Bimetalle oder ein
automatisches Zuschalten über eine Steuerungsverriegelung zum Motor bzw. zur elektrischen Maschine zulässig.
Rücksetzungen dürfen manuell vor Ort oder durch
geschultes Personal in der Leitwarte vorgenommen
werden.
j
Warnung!
Insbesondere darf bei EEx e-Anwendungen nach Ausfall
der Steuerspannung und Spannungsrückkehr kein automatischer Wiederanlauf erfolgen. Dies wird durch eine
Selbsthaltung des Leistungsschützes zuverlässig
verhindert.
19
Installation
05/05 AWB2300-1527D/GB
L1
(Q11/1)
-F0
95
-F2
96
21
0
22
-S11
13
I
14
14
-Q11
13
A1
-Q11
A2
N
Q11
F1
F2
L1 L2 L3
135
246
246
UVW
979795
96
PE
M
3~
M1
Abbildung 7: Schaltung verhindert automatischen Wiederanlauf
F1 Sicherung
F2 Motorschutzrelais
K1M Leistungsschütz
M1 Motor
20
Die Selbsthaltung des Leistungsschützes K1M verhindert
einen automatischen Wiederanlauf.
05/05 AWB2300-1527D/GB
Geräte montieren
Geräte montierenDie Motorschutzrelais ZB12 und ZB32 können direkt am
Schütz montiert werden.
Das ZB32 kann zusätzlich in Kombination mit der Einzelaufstellung einzeln eingesetzt werden.
Tabelle 5: Direktanbau
Schütz
DILM7, DILM9, DILM12, DILM15ZB12-...
DILM17, DILM25, DILM32ZB32-...
Tabelle 6: Einzelaufstellung
Motorschutzrelais
Motorschutzrelais
ZB32-...ZB32-XEZ
X Montieren Sie die Geräte wie in den nachfolgenden
Einzelaufstellung
Abbildungen angegeben.
ZB12, ZB32
Abbildung 8: Montage ZB12, ZB32
ZB32
ZB32-XEZ
21
Installation
05/05 AWB2300-1527D/GB
Die Einzelaufstellung ZB32-XEZ kann auf einer Hutschiene
oder direkt auf der Montageplatte montiert werden.
Tabelle 7: Maße zur Montage
ZB32-XEZ
Bohrmaße (B x H) [mm]35 x 75
Schraube [mm]2 x (M4 x 12)
X Verdrahten Sie die Motorleitungen
1h/H3 ~
22
Abbildung 9: Hauptstromverdrahtung
Folgende Leitungsquerschnitte sind möglich.
05/05 AWB2300-1527D/GB
Geräte montieren
Tabelle 8: Leitungsquerschnitte
HauptstrombahnenHilfsstrom-
bahnen
ZB12ZB3295-96
97-98
1 x (1 – 6)1 x (1– 6)1 x (0,75 – 4)
[mm2]2 x (1– 6)2 x (1– 6)2 x (0,75 – 4)
1)
1 x (1– 6)1 x (1– 6)1x (0,75 – 2,5)
2
]2 x (1– 6)2 x (1– 6)2 x (0,75 – 2,5)
[mm
AWG1 x (14 – 8)1 x (14 –8)1 x (18 – 12)
2 x (14 – 8)2 x (14 – 8)2 x (18 – 12)
Anzugsdreh-
1,81,81,2
moment [Nm]
1) Aderendhülse nach DIN 46228.
23
05/05 AWB2300-1527D/GB
24
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