Schaltschrank

Was ist ein Schaltschrank 

Ein Schaltschrank ist ein Gehäuse, das elektrische und elektronische Komponenten beherbergt, die zur Steuerung und Regelung von Maschinen, Anlagen oder Gebäudetechnik verwendet werden. Schaltschränke sind essenziell für den Schutz dieser empfindlichen Komponenten vor äußeren Einflüssen wie Staub, Feuchtigkeit, mechanischen Schäden und elektromagnetischen Störungen. Sie stellen sicher, dass die eingebauten Systeme zuverlässig und sicher arbeiten, indem sie die Betriebsbedingungen kontrollieren und eine geordnete Anordnung der Komponenten ermöglichen.

Funktion eines Schaltschrankes

Die Hauptfunktion eines Schaltschranks besteht darin, die verschiedenen elektrischen und elektronischen Komponenten, wie Schütze, Relais, Sicherungen, Steuergeräte und Netzteile, in einer geordneten und sicheren Weise zu montieren und zu verbinden. Dies ermöglicht eine effiziente Steuerung und Überwachung von Maschinen und Anlagen. Ein Schaltschrank sorgt zudem für die erforderliche Kühlung und Belüftung, um die optimale Betriebsumgebung für die Komponenten zu gewährleisten.

Materialien eines Schaltschrankes

Schaltschränke werden aus verschiedenen Materialien gefertigt, die sich durch ihre spezifischen Eigenschaften auszeichnen. Metallische Schaltschränke bestehen meist aus Stahlblech oder Edelstahl, was ihnen hohe Stabilität und guten Schutz vor mechanischen Einflüssen verleiht. Kunststoffschaltschränke sind leichter und bieten eine gute Isolation gegen elektrische Ströme sowie Korrosionsbeständigkeit. Die Wahl des Materials hängt von den Umgebungsbedingungen und den Anforderungen der Anwendung ab.

Die gängigsten Materialien und ihre Vorteile:

• Stahlblech: Robust und widerstandsfähig, geeignet für die meisten industriellen Anwendungen.
• Edelstahl: Korrosionsbeständig und ideal für den Einsatz in feuchten oder aggressiven Umgebungen.
• Kunststoff: Leicht und nicht leitend, häufig verwendet in Umgebungen, in denen keine mechanische Beanspruchung zu erwarten ist.
• Aluminium: Leicht und korrosionsbeständig, bietet eine gute Balance zwischen Festigkeit und Gewicht.

Aufbau eines Schaltschrankes

Ein Schaltschrank besteht aus mehreren grundlegenden Komponenten: dem Gehäuse, der Montageplatte, der Tür, Kabeleinführungen, und den Schienen zur Befestigung von Bauteilen. Im Inneren befinden sich die elektrischen und elektronischen Komponenten wie Sicherungen, Schütze, Relais, Steuerungen und Verdrahtungen. Die Komponenten werden auf einer Montageplatte oder in einem modularen System befestigt, das eine flexible Anpassung an unterschiedliche Anforderungen ermöglicht. Schaltschränke sind oft modular aufgebaut, sodass sie je nach Bedarf erweitert werden können.

Welche Bauarten gibt es bei Schaltschränken?

Es gibt verschiedene Bauarten von Schaltschränken, die sich nach ihrer Anwendung und den spezifischen Anforderungen richten. Stand- und Wandschaltschränke sind weit verbreitet. Standschaltschränke sind für größere Installationen geeignet und bieten viel Platz für Komponenten. Wandschaltschränke werden an der Wand befestigt und sind ideal für kleinere Anwendungen oder begrenzte Platzverhältnisse. Auch spezielle Ausführungen wie explosionsgeschützte Schaltschränke für den Einsatz in gefährlichen Umgebungen oder Hygieneschaltschränke für die Lebensmittelindustrie sind erhältlich.

Modulare Schaltschränke bieten Flexibilität und Erweiterungsmöglichkeiten. Sie bestehen aus mehreren Einheiten, die je nach Bedarf zusammengestellt und erweitert werden können. Diese Bauart ist besonders in großen industriellen Anlagen und in der Automatisierungstechnik beliebt, da sie eine einfache Anpassung und Erweiterung der Schaltanlagen ermöglicht. Die Modularität erleichtert auch die Wartung und den Austausch einzelner Komponenten.

Korrekte Kabeleinführung und -durchführung bei Schaltschränken

Beim Schaltschrankbau beginnt die Kabeleinführung bereits mit der Auswahl der richtigen Kabel und deren Schutzvorrichtungen. Kabelverschraubungen sind ein gängiges Mittel, um Kabel sicher und dicht in den Schaltschrank einzuführen. Sie gewährleisten, dass keine Feuchtigkeit oder Schmutz eindringen kann, was besonders in industriellen Umgebungen wichtig ist. Zudem bieten sie mechanische Entlastung, die verhindert, dass Zugkräfte direkt auf die Kabelverbindungen wirken.

Ein wesentlicher Schritt ist die klare Kennzeichnung der Kabel. Dies erleichtert nicht nur die Installation, sondern auch spätere Wartungsarbeiten und Fehlerbehebungen. Markierte Kabel ermöglichen es Technikern, schnell und effizient zu arbeiten, wodurch Stillstandszeiten minimiert werden.

Des Weiteren spielt die Anordnung der Kabel eine große Rolle. Kabelkanäle und -trassen sind hierfür unerlässlich. Sie sorgen für eine geordnete und saubere Verlegung der Leitungen und verhindern Kabelsalat, der nicht nur unübersichtlich, sondern auch gefährlich sein kann. Eine strukturierte Verlegung hilft zudem, elektromagnetische Interferenzen zu minimieren, die die Funktion der elektrischen Anlagen beeinträchtigen könnten.

Beim Anschluss der Kabel an die jeweiligen Komponenten im Schaltschrank ist auf eine sichere und feste Verbindung zu achten. Lockere oder unsachgemäß befestigte Kabel können Funktionsstörungen verursachen oder im schlimmsten Fall zu Kurzschlüssen und Bränden führen. Schraubverbindungen sollten regelmäßig auf festen Sitz geprüft werden, da sie sich durch Vibrationen oder Temperaturschwankungen lösen können.

Die Durchführung der Kabel durch den Schaltschrank erfolgt idealerweise in getrennten Wegen für Energie- und Datenleitungen. Dies verhindert Störungen und gewährleistet eine optimale Signalqualität. Zudem ist auf eine ausreichende Belüftung des Schaltschranks zu achten, um Überhitzung zu vermeiden. Kabel sollten daher so verlegt werden, dass die Luftzirkulation nicht behindert wird.

Die Erdung eines Schaltschrankes

Die Erdung eines Schaltschrankes ist entscheidend für die Sicherheit und den Schutz vor elektrischen Schlägen. Sie sorgt dafür, dass im Falle eines Fehlers der elektrische Strom sicher abgeleitet wird und keine gefährlichen Spannungen auftreten. Jeder Schaltschrank muss über eine ordnungsgemäße Erdung verfügen, die sowohl das Gehäuse als auch die darin enthaltenen Komponenten einschließt. Erdungsschienen und -klemmen erleichtern die Verbindung der Erdungsleitungen und stellen eine zuverlässige und dauerhafte Verbindung sicher.

Vorschriften und Normen für Schaltschränke

Beim Schaltschrankbau müssen zahlreiche Vorschriften und Normen eingehalten werden, um die Sicherheit und Funktionalität zu gewährleisten. Dazu gehören internationale und nationale Normen wie die IEC 61439, die DIN EN 61439 und die VDE-Vorschriften. Diese Normen definieren Anforderungen an den Aufbau, die Sicherheit, die elektrische Ausrüstung und die Prüfungen von Schaltschränken. Sie stellen sicher, dass Schaltschränke unter unterschiedlichen Bedingungen zuverlässig und sicher betrieben werden können.

Sonderschaltschränke

Sonderschaltschränke sind speziell für besondere Anwendungen oder Anforderungen konzipiert. Dazu gehören beispielsweise explosionsgeschützte Schaltschränke für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, Hygieneschaltschränke für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie oder wetterfeste Schaltschränke für den Einsatz im Freien. Diese Schaltschränke müssen spezielle Anforderungen erfüllen und werden oft individuell nach den Bedürfnissen des Kunden angefertigt. Sonderschaltschränke bieten maßgeschneiderte Lösungen für spezielle Einsatzbereiche und tragen zur sicheren und effizienten Betriebsführung bei.