TR 60204-1 Höhenlage
Oktober 30, 2020TR 60204-1 Abkürzungen
Januar 14, 20214.4.4 Luftfeuchte in Schaltschränken
Eine elektrische Ausrüstung ist gegen Feuchtigkeit empfindlich und muss besonders geschützt bzw. gekapselt werden. Insbesondere in der Kombination mit Staub kann es zu Ausfällen kommen, z. B. durch Kriechwegbildung.
Grundsätzlich sollte eine elektrische Ausrüstung in einer Umgebung mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % bei 40 °C betrieben werden. Bei niedrigen Temperaturen, z. B. bei 20 °C, ist jedoch eine relative Luftfeuchtigkeit von 90 % zulässig.
Kondenswasserbildung
Die Kopplung der relativen Luftfeuchte mit der Temperatur hat etwas mit der Kondenswasserbildung zu tun. Die Aufnahmefähigkeit der Luft für Wasserdampf ist temperaturabhängig. Die relative Luftfeuchtigkeit gibt an, wie hoch der absolute Wasserdampfanteil in der Luft, bezogen auf den Sättigungswert der aktuellen Temperatur, ist. Bild 1 verdeutlicht diese Verhältnisse und die in der Norm genannten Grenzwerte.
Die Forderung von max. 50 % relative Luftfeuchte bei 40 °C legt den Ausgangspunkt im Diagramm fest. In diesem Zustand sind in 1m³ Luft etwa 25 g Wasser in Form von Wasserdampf enthalten. Die Sättigungsfeuchte (100 %) wären 50 g/m3 bei 40 °C. Bei Abkühlung dieses Luftpakets wird bei etwa 26 °C der sog. Taupunkt (relative Luftfeuchte 100 %) erreicht. An diesem Punkt beginnt die Kondenswasserbildung.
Eine weitere Abkühlung um 5 °C auf etwa 21 °C verringert die Aufnahmefähigkeit auf etwa 19 g/m³, d. h., es fallen etwa 6 g Kondenswasser pro m³ Luft an. Derselbe Vorgang beginnend bei 90 % relative Luftfeuchte und einer Temperatur von 20 °C erreicht zwar schon bei einer Abkühlung von nur etwa 2 °C auf etwa 18 °C den Taupunkt, bei einer weiteren Abkühlung um 5 °C auf etwa 13 °C fallen aber nur etwa 4 g Kondenswasser pro Kubikmeter Luft an. Der Taupunkt wird zwar schneller erreicht, aber die absolute Kondenswassermenge ist geringer.
Kondenswasserlöcher
Kondensationsgefahr besteht vor allem bei raschen Temperaturabsenkungen in unbelüfteten Gehäusen. Deshalb ist es z. B. für Motoren wichtig, einen Schutzgrad zu wählen, der ein Ablaufen des Kondenswassers ermöglicht. Dies ist bei geschlossenen Motoren, z. B. der Schutzart IP44 oder IP54, nur mit offenen Kondenswasserlöchern möglich. Motoren mit einer geringeren Schutzart sind weniger gefährdet, weil sie gut durchlüftet sind und Kondenswasser oder auch eventuell eindringendes Wasser in der Regel gut abfließen kann.
Verhinderung von Kondenswasser
Die beste Methode, um Kondenswasserbildung in Gehäusen bzw. Schaltschränken zu verhindern, sind gut durchlüftete Gehäuse, deren Innentemperatur etwas über der Außentemperatur liegt. Meistens ist hierfür im Betrieb die Eigenerwärmung ausreichend. Reicht diese nicht aus, kann eine geringe Zusatzheizung sinnvoll sein. Bei längeren Betriebspausen sind insbesondere solche Gehäuse gefährdet, die dann eine
starke Abkühlung erfahren, z. B. weil sie im Freien Wind ausgesetzt sind oder durch nächtliche Wärmeabstrahlung. Hier hilft nur eine angemessene Stillstandsheizung.
Eindringen von Außenluft
Müssen Gehäuse wegen hoher Verlustleistungen gekühlt werden, so ist auf jeden Fall auch eine Trocknung der Kühlluft vorzusehen. Das Eindringen von Außenluft in solche Gehäuse, z. B. durch eine offene Tür einer elektrischen Betriebsstätte, muss verhindert werden, da sich sonst an allen unterkühlten Flächen oder Betriebsmitteln Kondenswasser niederschlägt. Weitere Informationen über die verschiedensten Umwelteinflüsse wie Klima, chemische und biologische Einflüsse und deren Einordnung in Kategorien enthält DIN EN 60721-3-3 [30]. Bezüglich der klimatischen Einflüsse dürften elektrische
Betriebsmittel, die der Klimaklasse 3K4 in dieser Norm genügen, in den meisten Fällen für die elektrische Ausrüstung von Maschinen ausreichend sein.
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