Die Anforderungen an die Produktionsanlagen in der pharmazeutischen Industrie sind sehr hoch. Ein Fokus liegt dabei auf der hohen Anlagenverfügbarkeit und der gleichbleibend hohen Qualität der zu produzierenden Arzneien. Eine weitere Herausforderung ist es, die Schaltschränke in explosionsgefährdeten Bereichen abzusichern. Dafür werden elektronische Geräte in der Regel verkapselt. Eine Alternative zur Verkapselung stellen spezielle elektronische Sicherheitsautomaten dar.
Um Schaltschränke in explosionsgefährdeten Bereichen in der pharmazeutischen Industrie abzusichern, müssen besondere Vorschriften eingehalten werden, da dort brennbare Stoffe wie Gase, Flüssigkeiten, Dämpfe oder Stäube austreten können. Verbinden sich diese Stoffe mit Luft, können explosive Gemische entstehen, die sich dann entzünden und Personen oder Sachmittel gefährden können.
Eine Kapselung ist z. B. bei der Verwendung eines thermisch-magnetischen Schutzschalters notwendig. Löst der Schutzschalter aufgrund eines Kurzschluss- oder Überstromereignisses aus, öffnet sich der mechanische Kontakt des Automaten. Ein Funke oder sogar ein Lichtbogen können dabei entstehen. Die freigesetzte Energie reicht möglicherweise aus, um ein vorhandenes Gemisch zu entzünden und eine Explosion zu verursachen. Da es wichtig ist dies zu verhindern, kann auf die Kapselung nicht verzichtet werden. Dies erhöht den Aufwand und die damit verbundenen Kosten.
Normgerechte Absicherung
Genau hier setzt der für diesen Bereich ertüchtigte elektronische Sicherungsautomat ESX10 an. Der Sicherungsautomat ist für die DC-24 V-Spannungsebene verwendbar und verfügt über die Zulassungen Ex II 3G Ex ec IIC T4 Gc und Ex II 3G ec nC IIC T4 Gc, die für die Atex-Zone 2 gültig sind. Die höchstzulässige Oberflächentemperatur beträgt bis zu 135 °C und gilt für Gas, Nebel und Dämpfe. Bei einem Kurzschluss- oder Überstromereignis trennt der ESX10 den Lastkreis elektronisch mit einem integrierten Power-Mosfet. Dabei entsteht kein Funke, sodass sich ein vorhandenes Gemisch nicht entzünden kann. Das hilft dabei, die unterschiedlichen nationalen und internationalen Normen einzuhalten. Im Einzelnen sind das die Atex-Richtlinie für die Europäische Union, der NEC (National Electrical Code) für den amerikanischen Markt und darüber hinaus die Iecex für den asiatischen Bereich.
Elektronischer Überstromschutz
Heute versorgen zumeist Schaltnetzteile moderne Schaltschränke mit Strom. Ihre Vorteile sind die Platz- und Gewichtersparnis und ihr hoher Wirkungsgrad. Sicherungen schützen die angeschlossenen Verbraucher. Dafür verwenden Anlagenbetreiber häufig thermisch-magnetische oder auch elektronische Sicherungsautomaten. Die verwendeten Schaltnetzteile können in der Regel bei einem Kurzschlussfall kurzfristig das 1,5-fache des Nennstroms bereitstellen. Ein 20-A-Schaltnetzteil kann somit kurzfristig bis zu 30 A zur Verfügung stellen. Dieser maximal mögliche Strom ist bei der Absicherung mit einem thermisch-magnetischen Sicherungsautomaten zu beachten. Seine Auslösegeschwindigkeit ist abhängig von seiner Kennlinie. Sie hat einen magnetischen Anteil für die sehr schnelle und einen thermischen Bereich für die langsame Reaktion. Für die schnelle Auslösung des Schutzschalters ist das 7,5- bis 15-fache seines Nennstroms notwendig. Das bedeutet, dass bei einem C6A-Sicherungsautomaten ein Strom von 45 A bis 90 A fließen muss. Da aber das Netzteil nur maximal 30 A zur Verfügung stellen kann, ist eine magnetische Auslösung des Sicherungsautomaten nicht möglich. Das Resultat wäre eine Überlastung des Gerätes, das eine automatische Herunterregelung der Ausgangsspannung zur Folge hätte. Somit würden alle an das Schaltnetzteil angeschlossenen Verbraucher nicht mehr versorgt. Dadurch wäre der Ausfall nicht auf das vom Kurzschluss betroffene Gerät beschränkt, sondern alle vom Netzteil versorgten Geräte würden in Mitleidenschaft gezogen.
