Eaton PKE12 Series User manual

Handbuch/Manual
Motorschutzschalter PKE12, PKE32 und PKE65
Überlastüberwachung von Standard- und Ex e-Motoren
Motor-protective circuit-breaker PKE12, PKE32 and PKE65
Overload monitoring of standard and Ex e motors
Titel/Title
11/17 MN03402004Z-DE/EN

Impressum/Imprint
Alle Marken- und Produktnamen sind Warenzeichen oder eingetragene
Warenzeichen der jeweiligen Titelhalter.
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Störfallservice
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Originalbetriebsanleitung
Die deutsche Ausführung dieses Dokuments ist die Originalbetriebsanleitung.
Übersetzung der Originalbetriebsanleitung
Alle nicht deutschen Sprachausgaben dieses Dokuments sind Übersetzungen der
Originalbetriebsanleitung.
1. Auflage 2010, Redaktionsdatum 06/2010
2. Auflage 2012, Redaktionsdatum 07/2012
3. Auflage 2012, Redaktionsdatum 10/2012
4. Auflage 2015, Redaktionsdatum 10/2015
5. Auflage 2017, Redaktionsdatum 11/2017
© 2017 by Eaton Industries GmbH, 53105 Bonn
Autoren: Oliver Fiebag-Elias, Wolfgang Nitschky, Dirk Meyer
Redaktion: René Wiegand
Alle Rechte, auch die der Übersetzung, vorbehalten.
Kein Teil dieses Handbuches darf in irgendeiner Form (Druck, Fotokopie, Mikrofilm
oder einem anderen Verfahren) ohne schriftliche Zustimmung der Firma Eaton
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Original operating manual
The German-language edition of this document is the original operating manual.
Translation of the original operating manual
All editions of this document other than those in German language are translations of
the original operating manual.
1st Edition 2010, publication date 06/2010
2nd Edition 2012, publication date 07/2012
3rd Edition 2012, publication date 10/2012
4th Edition 2015, publication date 10/2015
5th Edition 2017, publication date 11/2017
© 2017 by Eaton Industries GmbH, 53105 Bonn
Authors: Oliver Fiebag-Elias, Wolfgang Nitschky, Dirk Meyer
Redaction: René Wiegand
All rights reserved, also for the translation.
No part of this manual may be reproduced, stored in a retrieval system, or
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Eaton Industries GmbH, Bonn. Subject to alteration.

Sicherheitshinweise/Safety Instructions
Vor Beginn der Installationsarbeiten Before commencing the installation
• Gerät spannungsfrei schalten
• Gegen Wiedereinschalten sichern
• Spannungsfreiheit feststellen
• Erden und kurzschließen
• Benachbarte, unter Spannung stehende Teile
abdecken oder abschranken.
• Die für das Gerät angegebenen Montagehin-
weise (IL = instruction leaflet) 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 Netz-
spannung vom Nennwert dürfen die in den tech-
nischen Daten angegebenen Toleranzgrenzen
nicht überschreiten, andernfalls sind Funktion-
sausfälle und Gefahrenzustände nicht
auszuschließen.
• Einbaugeräte für Gehäuse oder Schränke dürfen
nur im eingebauten Zustand betrieben und
bedient werden.
• 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 (IL = instruc-
tion leaflet) 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.
Eaton Industries GmbH Sicherheitshinweise / Safety instructions
Gefahr!
Gefährliche elektrische Spannung!
Danger!
Dangerous electrical voltage!

Überblick/Overview
Motorschutzschalter PKE12, PKE32 und PKE65.......................... 1
Motor-protective circuit-breaker PKE12, PKE32 and PKE65 ...... 23
Anhang/Appendix.......................................................................... 45

PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com 1
Inhaltsverzeichnis
0 Zu diesem Handbuch ................................................................. 5
0.1 Zielgruppe .................................................................................... 5
0.2 Änderungsprotokoll...................................................................... 5
0.3 Abkürzungen und Symbole .......................................................... 5
0.4 Lesekonventionen........................................................................ 6
0.4.1 Warnhinweise vor Sachschäden .................................................. 6
0.4.2 Warnhinweise vor Personenschäden........................................... 6
0.4.3 Tipps............................................................................................. 6
1 Motorschutzschalter PKE12, PK32 und PKE65 ........................ 7
1.1 Vorwort ........................................................................................ 7
1.2 Geräteübersicht............................................................................ 8
1.3 Gerätebeschreibung..................................................................... 9
1.3.1 Überlastschutz mit Motorschutzschaltern ................................... 9
1.3.2 Einstellbereich der Motorschutzschalter...................................... 9
1.3.3 Einstellung der Auslöseklasse CLASS ......................................... 10
1.3.4 Phasenausfall ............................................................................... 11
1.3.5 Wiedereinschaltung ..................................................................... 12
1.3.6 Testfunktion ................................................................................. 12
1.4 Sicherheitstechnische Betrachtung ............................................. 13
2 Projektierung .............................................................................. 14
2.1 Überlastüberwachung von Ex e-Motoren .................................... 14
2.2 Einstellung der Überstromschutzeinrichtung ............................... 14
2.3 Kurzschlusschutz bei Motorschutzschaltern ................................ 16
2.4 Zulassungen................................................................................. 16
2.5 Technische Daten ........................................................................ 17
3 Installation .................................................................................. 19
3.1 Hinweise zur Installation .............................................................. 19
3.2 Geräte montieren......................................................................... 19
4 Geräte betreiben ........................................................................ 21
4.1 Einstellungen................................................................................ 21
4.2 Test .............................................................................................. 21

2PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com
5 Anhang/Appendix...................................................................... 45
5.1 Typenschild/Rating plate PKE ...................................................... 45
5.2 Auslösezeiten/Tripping times....................................................... 46
5.3 Auslösekennlinien/Tripping characteristics .................................. 50
5.3.1 PKE12/XTU(A)-1,2 Ir = 0.3 A (2 phase)......................................... 51
5.3.2 PKE12/XTU(A)-1,2 Ir = 0.3 A (3 phase)......................................... 52
5.3.3 PKE12/XTU(A)-1,2 Ir = 0.63 A (2 phase)....................................... 53
5.3.4 PKE12/XTU(A)-1,2 Ir = 0.63 A (3 phase)....................................... 54
5.3.5 PKE12/XTU(A)-1,2 Ir = 1.2 A (2 phase)......................................... 55
5.3.6 PKE12/XTU(A)-1,2 Ir = 1.2 A (3 phase)......................................... 56
5.3.7 PKE12(32)/XTU(A)-12 Ir = 12 A (2 phase)..................................... 57
5.3.8 PKE12(32)/XTU(A)-12 Ir = 12 A (3 phase)..................................... 58
5.3.9 PKE32/XTU(A)-32 Ir = 17 A (2 phase)........................................... 59
5.3.10 PKE32/XTU(A)-32 Ir = 17 A (3 phase)........................................... 60
5.3.11 PKE12(32)/XTU(A)-4 Ir = 1 A (2 phase)......................................... 61
5.3.12 PKE12(32)/XTU(A)-4 Ir = 1 A (3 phase)......................................... 62
5.3.13 PKE12(32)/XTU(A)-4 Ir = 2.1 A (2 phase)...................................... 63
5.3.14 PKE12(32)/XTU(A)-4 Ir = 2.1 A (3 phase)...................................... 64
5.3.15 PKE32(65)/XTU(W)(A)-32 Ir = 22 A (2 phase)............................... 65
5.3.16 PKE32(65)/XTU(W)(A)-32 Ir = 22 A (3 phase)............................... 66
5.3.17 PKE32(65)/XTU(W)(A)-32 Ir = 24 A (2 phase)............................... 67
5.3.18 PKE32(65)/XTU(W)(A)-32 Ir = 24 A (3 phase)............................... 68
5.3.19 PKE32(65)/XTU(W)(A)-32 Ir = 27 A (2 phase)............................... 69
5.3.20 PKE32(65)/XTU(W)(A)-32 Ir = 27 A (3 phase)............................... 70
5.3.21 PKE32(65)/XTU(W)(A)-32 Ir = 32 A (2 phase)............................... 71
5.3.22 PKE32(65)/XTU(W)(A)-32 Ir = 32 A (3 phase)............................... 72
5.3.23 PKE12(32)/XTU(A)-12 Ir = 3 A (2 phase)....................................... 73
5.3.24 PKE12(32)/XTU(A)-12 Ir = 3 A (3 phase)....................................... 74
5.3.25 PKE12(32)/XTU(A)-4 Ir = 4 A (2 phase)......................................... 75
5.3.26 PKE12(32)/XTU(A)-4 Ir = 4 A (3 phase)......................................... 76
5.3.27 PKE12(32)/XTU(A)-12 Ir = 6.3 A (2 phase).................................... 77
5.3.28 PKE12(32)/XTU(A)-12 Ir = 6.3 A (3 phase).................................... 78
5.3.29 PKE32(65)/XTU(W)(A)-32 Ir = 8 A (2 phase)................................. 79
5.3.30 PKE32(65)/XTU(W)(A)-32 Ir = 8 A (3 phase)................................. 80

PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com 3
5.3.31 PKE65/XTU(A)-65 Ir = 16 A (2 phase)........................................... 81
5.3.32 PKE65/XTU(A)-65 Ir = 16 A (3 phase)........................................... 82
5.3.33 PKE65/XTU(A)-65 Ir = 41 A (2 phase)........................................... 83
5.3.34 PKE65/XTU(A)-65 Ir = 41 A (3 phase)........................................... 84
5.3.35 PKE65/XTU(A)-65 Ir = 53 A (2 phase)........................................... 85
5.3.36 PKE65/XTU(A)-65 Ir = 53 A (3 phase)........................................... 86
5.3.37 PKE65/XTU(A)-65 Ir = 65 A (2 phase)........................................... 87
5.3.38 PKE65/XTU(A)-65 Ir = 65 A (3 phase)........................................... 88
5.4 EU-Konformitätserklärung/EU declaration of conformity
(Doc. No.: CE1700098)................................................................. 89
5.5 EU-Konformitätserklärung/EU declaration of conformity
(Doc. No.: CE1700097)................................................................. 91
5.6 EU-Konformitätserklärung/EU declaration of conformity
(Doc. No.: CE1700096)................................................................. 93

4PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com

0 Zu diesem Handbuch
0.1 Zielgruppe
PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com 5
0 Zu diesem Handbuch
Das vorliegende Handbuch gilt für die Motorschutzschalter PKE12, PKE32
und PKE65.
Das Handbuch beschreibt die Überlastüberwachung zum Schutz von
Motoren in explosionsgefährdeten Bereichen (Ex e-Bereichen).
0.1 Zielgruppe
Dieses Handbuch richtet sich an Fachpersonal, das den Motorschutzschalter
installiert, in Betrieb nimmt und wartet.
0.2 Änderungsprotokoll
Gegenüber der letzten Ausgabe haben sich folgende wesentliche Änderun-
gen ergeben:
0.3 Abkürzungen und Symbole
In diesem Handbuch werden folgende Abkürzungen und Symbole
eingesetzt:
Redaktions-
datum
Seite Stichwort neu geändert entfällt
11/17 14 Mindeststromflusszeit ✓
15, 51 - 88 Auslösekennlinie ✓
16 Schaltvermögen ✓
17 Verlustleistung ✓
89 - 94 EU-Konformitätserklärung (3 x) ✓
10/15 Funktionselement PKE-SWD-SP ✓
10/12 Sicherheitstechnische Betrachtungen ✓ ✓
07/12 Neuer Gerätetyp PKE65 ✓
Typenschild PKE65 ✓
Kennlinien ✓
EG-Konformitätserklärung ✓
06/10 Erstausgabe – – –
CLASS Auslöseklasse
Ex e Zündschutzart „Erhöhte Sicherheit“
FIT Failure In Time, Anzahl der gefährlichen Ausfälle in 109Stunden
HFT Hardware-Fehler-Toleranz
MTTFdMean Time To Dangerous Failure (Mittlere Zeit bis zu einem gefährlichen Ausfall
PL Performance Level
PTB Physikalisch-Technische Bundesanstalt (Zertifizierungsstelle für Geräte im Ex e-Bereich
SIL Safety Integrity Level, Sicherheitsintegritätslevel

0 Zu diesem Handbuch
0.4 Lesekonventionen
6PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com
0.4 Lesekonventionen
In diesem Handbuch werden Symbole mit folgender Bedeutung verwendet:
▶zeigt Handlungsanweisungen an.
0.4.1 Warnhinweise vor Sachschäden
0.4.2 Warnhinweise vor Personenschäden
0.4.3 Tipps
ACHTUNG
Warnt vor möglichen Sachschäden.
VORSICHT
Warnt vor gefährlichen Situationen mit möglichen leichten
Verletzungen.
WARNUNG
Warnt vor gefährlichen Situationen, die möglicherweise zu
schweren Verletzungen oder zum Tod führen.
GEFAHR
Warnt vor gefährlichen Situationen, die zu schweren
Verletzungen oder zum Tod führen.
￫Weist auf nützliche Tipps hin.

1 Motorschutzschalter PKE12, PK32 und PKE65
1.1 Vorwort
PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com 7
1 Motorschutzschalter PKE12, PK32 und PKE65
1.1 Vorwort
Für den Schutz von Motoren in explosionsgefährdeten Bereichen gelten
zusätzlich zu den Vorschriften nach EN 60079-14 und VDE 0165-1 separate
Vorschriften für die entsprechenden Zündschutzarten.
Für Motoren in der Zündschutzart „e“, „Erhöhte Sicherheit“, verlangt die
Vorschrift EN 60079-7 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 Ex e-Bereich befin-
den, müssen durch eine akkreditierte Zulassungsstelle zertifiziert sein.
Für Motoren in explosionsgefährtdeten Staub-Luft-Gemischen verlangt die
EN 60079-14 zusätzliche Maßnahmen.
Die Richtlinie 94/9/EG (ATEX 95) bzw. 2014/34/EU zur Angleichung der
Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten für Geräte und Schutzsysteme zur
bestimmungsmäßigen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen ist
ab dem 30.06.2003 bindend.
Der Motorschutzschalter PKE ist nach der Richtlinie 94/9/EG (ATEX 95) bzw.
2014/34/EU zugelassen.
Für die funktionale Sicherheit wurden folgende Normen herangezogen:
•Risikoanalyse von Gefährdungen, Gefährdungssituationen und Gefähr-
dungsereignissen nach EN ISO 14121,
•Bestimmung des SIL mit Hilfe des Risikographen nach IEC 61508,
•Nachweis der Umsetzung der Maßnahmen gegen systematische Fehler
nach IEC 61511.
￫Die EG-Baumusterprüfbescheinigungs-Nummer lautet:
PTB 10 ATEX 3021.

1 Motorschutzschalter PKE12, PK32 und PKE65
1.2 Geräteübersicht
8PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com
1.2 Geräteübersicht
Abbildung 1: Komponenten des Motorschutzschalters PKE
aMotorschutzschalter PKE…
bAuslöseblock PKE-XTU(W)(A)-…
Abbildung 2: Komplettgerät Motorschutzschalter PKE…/XTU(W)(A)-…
PKE

1 Motorschutzschalter PKE12, PK32 und PKE65
1.3 Gerätebeschreibung
PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com 9
1.3 Gerätebeschreibung
1.3.1 Überlastschutz mit Motorschutzschaltern
Der Motorschutzschalter PKE ist ein dreipoliger Motorschutzschalter mit
elektronischem Weitbereichsüberlastschutz zur Überlastüberwachung von
Elektromotoren.
Bei einer Überlastauslösung schaltet der PKE mit dem Auslöseblock
PKE-XTU(W)(A)-… allpolig den Hauptstromkreis ab. Somit wird der Strom-
fluss des zu überwachenden Motors direkt abgeschaltet.
Abbildung 3: Schaltbild Motorschutzschalter PKE
mit Auslöseblock PKE-XTU(W)(A)-…
1.3.2 Einstellbereich der Motorschutzschalter
Der Motorschutzschalter PKE wird mit Hilfe des Einstellrades
(￫Abbildung 4) auf den Motornennstrom eingestellt.
Abbildung 4: Einstellrad für Motornennstrom
Mit 3 Grundgeräten (PKE12 bis 12 A, PKE32 bis 32 A und PKE65 bis 65 A)
und 6 verschiedenen elektronischen Auslöseblocken können Motoren mit
einem Motornennstrom von 0,3 bis 65 A überwacht werden (￫Tabelle 1).
An allen Auslöseblöcken PKE-XTU(W)(A)-… sind der Bemessungsstrom und
die Auslöseklasse einzustellen.
Mit den Auslöseblöcken PKE-XTU(W)A-… können zusätzlich Betriebsdaten,
wie aktuelle Stromwerte und Auslösegründe, an ein übergeordnetes Feld-
bussystem mittels SmartWire-DT übertragen werden. Dies hat keinen Ein-
fluss auf den Motorschutz.
L1 L2 L3
T1 T2 T3
-Q1
I > I > I >
...A
CLASS

1 Motorschutzschalter PKE12, PK32 und PKE65
1.3 Gerätebeschreibung
10 PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com
Tabelle 1: Einstellbereich der Motorschutzschalter PKE
1.3.3 Einstellung der Auslöseklasse CLASS
Abbildung 5: aEinstellrad für die Auslöseklasse
Der Motorschutzschalter PKE ist sowohl für normale Anläufe als auch für
Schweranläufe geeignet. Das Auslöseverhalten des Überlastauslösers wird
durch die eingestellte Auslöseklasse festgelegt.
￫Weitere Informationen finden Sie im Handbuch MN05006001Z-DE
(vormals AWB2723-1613).
Es steht im Internet zum Download zur Verfügung.
www.eaton.de/EatonDE/ProdukteundLoesungen/Electrical/index.htm
￫Kundensupport ￫Download Center – Dokumentation
ACHTUNG
Zum Schutz von Ex e-Motoren sind die Geräte PKE12, PKE32
und PKE65 mit den Auslöseblöcken PKE-XTU(W)-… zugelassen.
Die Verwendung von PKE mit erweiterten Auslöseblöcken
PKE-XTU(W)A-… ist nur in Kombination mit dem Funktionsele-
ment PKE-SWD-SP zum Schutz von Ex e-Motoren und zusätz-
lichem Auslesen der Betriebsdaten zulässig.
Typ Einstellbereich Ie
A
PKE12/XTU(A)-1,2 0,3 - 1,2
PKE12/XTU(A)-4
PKE32/XTU(A)-4
1 - 4
PKE12/XTU(A)-12
PKE32/XTU(A)-12
3 - 12
PKE32/XTU(A)-32 8 - 32
PKE65/XTUW(A)-32 8 - 32
PKE65/XTU(A)-65 16 - 65
a

1 Motorschutzschalter PKE12, PK32 und PKE65
1.3 Gerätebeschreibung
PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com 11
•CLASS 5: einfache Anläufe,
•CLASS 10: normale Anläufe,
•CLASS 15 bis CLASS 20: erschwerte bis sehr schwere Anläufe.
Schaltgeräte sind im Normal- und Überlastbetrieb auf CLASS 10 ausgelegt.
Damit bei schweren Anläufen die Schaltgeräte und Leitungen nicht überlas-
tet werden, muss der Bemessungsbetriebsstrom IeCLASS des Schaltgerätes
und der Leitungen je nach Einstellung der Auslöseklasse am Motorschutz-
schalter PKE überdimensioniert werden.
Tabelle 2: Überlastschutz bei schweren Anläufen
1.3.4 Phasenausfall
Die Motorschutzschalter PKE sind phasenausfallempfindlich.
Bei Phasenausfall, d. h. bei einer Asymmetrie f50 % verkürzt sich die
Auslösezeit auf Q40 % des 3-phasigen Auslösewertes.
Abbildung 6: Verdrahtung des Motorschutzschalters PKE für den Schutz von
Wechselstrommotoren (Reihenschaltung der Überlastauslöser)
￫Über den Motorbemessungsstrom und die Auslöseklasse erhal-
ten Sie die Auslösekennlinie (￫Abschnitt 5.3, „Auslösekennli-
nien/Tripping characteristics“, Seite 50).
CLASS Bemessungs-
betriebsstrom Ie CLASS
A
5 Ie
10 Ie
15 1,22 x Ie
20 1,41 x Ie
￫Soll mit dem Motorschutzschalter PKE ein Wechselstrommotor
überwacht werden, muss der Strom über alle drei Strombahnen
geführt werden, um Frühauslösungen zu vermeiden.
VORSICHT
Eine Überwachung von DC-Motoren ist nicht möglich!

1 Motorschutzschalter PKE12, PK32 und PKE65
1.3 Gerätebeschreibung
12 PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com
1.3.5 Wiedereinschaltung
Nach einer Auslösung muss zunächst der durch die Überlastung höher
erwärmte Elektromotor abkühlen. Erst danach darf er wieder eingeschaltet
werden. Um dies zu gewährleisten, ist in der Auslöseelektronik des
Motorschutzschalters PKE ein thermisches Gedächtnis implementiert.
Tabelle 3: Wiedereinschaltzeiten twiederein nach Überlastauslösung
1.3.6 Testfunktion
Durch eine zusätzliche Testeinrichtung kann die Funktionstüchtigkeit des
Motorschutzschalters kontrolliert werden.
Abbildung 7: Einstellen der Testfunktion
Das Betätigen der Testeinrichtung des eingeschalteten Motorschutzschal-
ters PKE mittels eines Schraubendrehers führt zur Auslösung des Motor-
schutzschalters. Damit der eingeschaltete Motorschutzschalter PKE in der
Teststellung auslösen kann, muss ein Mindeststrom (entspricht dem mini-
malen Einstellwert am Auslöseblock) fließen.
￫Der kalte Zustand wird spätestens nach 20 Minuten erreicht.
CLASS twiederein
520 min
10 20 min
15 20 min
20 20 min
ACHTUNG
Zusätzlich ist die minimale Abkühlzeit des Motors zu beachten.
TEST
TEST
TRIP
1
3≧ 0.3 A
≧ 1 A
≧ 3 A
≧ 16 A
≧ 8 A
2
I
I
3
3

1 Motorschutzschalter PKE12, PK32 und PKE65
1.4 Sicherheitstechnische Betrachtung
PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com 13
1.4 Sicherheitstechnische Betrachtung
Folgende Kenndaten für die funktionale Sicherheit wurden von der TSC
(Transport Safety Consult) der TÜV Rheinland Inter Traffic GmbH für die
Motorschutzschalter PKE12, PKE32 und PKE65 ermittelt:
Für die Betriebsart mit hoher Anforderungsrate (> 1/Jahr) und der Architektur
1oo1, bestehend aus Subsystemen nach Typ A und Hardware-Fehlertoleranz
(HFT) 0 (siehe EN 61508 Teil 1 Tabelle 3 und EN 61508 Teil 2 Tabelle 2) für
die Motorschutzschalter PKE12, PKE32 und PKE65 bei einer Umgebungs-
temperatur von 40 °C (Bauteiltemperatur 90 °C):
Mittlere Wahrscheinlichkeit eines gefahrbringenden Ausfalls bei Anforderung
der Sicherheitsfunktion (PFD bzw. PFH) bei einem Intervall für die Wieder-
holungsprüfung T1 von 36 Monaten (Wartungsintervall: 12 Monate):
1. Anforderungsrate F1/Jahr (low demand mode): PFDavg: 5,66 x 10-3
Anforderung für SIL 2 nach Norm: f10-3 bis < 10-2
2. Anforderungsrate > 1/Jahr (high demand mode): PFDavg: 2,56 x 10-3
Anforderung für SIL 2 nach Norm: f10-3 bis < 10-2
Die mittlere Betriebsdauer zwischen zwei Ausfällen (MTBF) beträgt
74 Jahre.
Für die sicherheitsbezogenen Teile von Steuerungen nach EN ISO 13849
wurden bei einer Umgebungstemperatur von 40 °C folgende Daten (Daten
für die funktionale Sicherheit bei höheren Umgebungstemperaturen sind
beim Hersteller zu erfragen) ermittelt:
Motorschutz (Überlast)
Sicherheitsintegritätslevel SIL2
Verhältnis der ungefährlichen Fehler zu den gefährlichen Fehlern (SFF) 73 %
Ausfallrate nicht erkannter sicherer Ausfälle (λsu)4,115 x 10-7/h
Ausfallrate erkannter sicherer Ausfälle (λsd)1,82 x 10-7/h
Ausfallrate nicht erkannter gefahrbringender Ausfälle (λdu)5,731 x 10-7/h
Ausfallrate erkannter gefahrbringender Ausfälle (λdd)9,414 x 10-7/h
Diagnosedeckungsgrad (DC) 70 %
Größe Wert
Kategorie 2
Performance Level (PL)1) d bzw. e
Diagnosedeckungsgrad (DC) 70 %
MTTFd2) für 40 °C 1,75 x 106h
1) Der Performance Level ist das Ergebnis der Risikobeurteilung bezogen auf den Anteil der Risikominderung
durch die sicherheitsbezogenen Teile der Steuerung.
2) MTTFdbezeichnet die mittlere Zeit jedes Kanals bis zu einem gefahrbringenden Ausfall ldu.
￫Angaben zu Ausfallraten bei höheren Umgebungstemperaturen
(> 40 °C) erhalten Sie auf Anfrage.

2 Projektierung
2.1 Überlastüberwachung von Ex e-Motoren
14 PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com
2 Projektierung
2.1 Überlastüberwachung von Ex e-Motoren
Durch besondere konstruktive Maßnahmen erreicht man bei Motoren die
Zündschutzart Ex e. Die Motoren werden auf Basis der höchst zulässigen
Oberflächentemperaturen Temperaturklassen zugeordnet. Zusätzlich wer-
den die Erwärmungszeit tEund das Verhältnis von Anlaufstrom zu
Nennstrom IA/INbestimmt und auf dem Motor angegeben.
Die Erwärmungszeit tEist die Zeit, in der sich eine Wicklung bei Anlaufstrom
IAvon der Endtemperatur im Bemessungsbetrieb zur Grenztemperatur
erwärmt.
Ex 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-Prüf-
regeln), u. a. durch das Zusammenschalten mit einer richtig bemessenen
und eingestellten Überstromschutzeinrichtung.
2.2 Einstellung der Überstromschutzeinrichtung
GEFAHR
Ein Unterschreiten der Mindeststromflusszeit kann bei AC-4-
Taktbetrieb zu einer unzulässigen Erwärmung der Last (des
Motors) führen. Folgende Mindeststromflusszeiten und
Mindestausschaltdauer sind unbedingt einzuhalten:
Mindeststromflusszeit bei AC-4-Taktbetrieb:
•500 ms bei Class 5
•700 ms bei Class 10
•900 ms bei Class 15
•1000 ms bei Class 20
•Mindestausschaltdauer bei AC-4-Taktbetrieb: < 500 ms
Bei einer externen Spannungsversorgung des PKE-Auslöse-
blocks (z. B. angeschlossenes SWD-Kommunikationselement)
ist die Einhaltung von Mindeststromflusszeit und Mindestaus-
schaltdauer nicht erforderlich.
GEFAHR
Die stromabhängige Schutzeinrichtung muss so ausgewählt
werden, dass nicht nur der Motorstrom überwacht wird, son-
dern auch der festgebremste Motor innerhalb der Erwärmungs-
zeit tEabgeschaltet wird. Dies bedeutet, das Schutzorgan ist so
zu bemessen, dass die Auslösezeit tAfür das Verhältnis IA/IN
des Ex e-Motors nach Kennlinie nicht größer als seine Erwär-
mungszeit tEist, um den Motor innerhalb dieser Zeit sicher
abzuschalten.
Dabei ist die Toleranz der Überstromauslöser von ±20 % zu
beachten (￫nachfolgendes Beispiel).

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2.2 Einstellung der Überstromschutzeinrichtung
PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com 15
Beispiel
IN= 11 A, IA/IN= 8, tE= 10 s
Abbildung 8: Beispiel für eine Auslösekennlinie des Motorschutzschalters PKE
￫Zum Visualisieren, Vergleichen und Dokumentieren der Aus-
lösekennlinien steht das Kennlinienprogramm CurveSelect für
Kurzschluss- und Überlastschutzorgane zur Verfügung.
Das Programm steht im Internet zum Download bereit:
http://www.eaton.eu/DE/Europe/Electrical/CustomerSupport/
ConfigurationTools/CharacteristicsProgram/index.htm
2
1
20
10
5
2
1
20
10
5
2
1
500
200
100
50
20
10
5
2
1K700
500
400
300
200
15010070504030
2015
10
7
5
4
3
21.5
1
1
t
h
min
sms
I [A]

2 Projektierung
2.3 Kurzschlusschutz bei Motorschutzschaltern
16 PKE12, PKE32, PKE65 11/17 MN03402004Z-DE/EN www.eaton.com
2.3 Kurzschlusschutz bei Motorschutzschaltern
Die folgende Tabelle 4 zeigt das Kurzschlussausschaltvermögen der Motor-
schutzschalter PKE.
Zur Erhöhung des Schaltvermögens auf 100 kA können Sicherungen vorge-
schaltet werden.
Tabelle 4: Schaltvermögen Motorschutzschalter PKE mit Zuordnungsart „1“ und „2“
2.4 Zulassungen
Die Motorschutzschalter PKE sind nach der Vorschrift IEC EN 60947 Nieder-
spannungsschaltgeräte gebaut und erfüllen die Forderungen nach der Richt-
linie 94/9/EG (ATEX 100a) zum Schutz von Motoren im Ex e-Bereich.
Das System ist nach UL und CSA für die USA und Kanada approbiert.
Weitere Approbationen bestehen für:
230 V 400 V 440 V 500 V 690 V
Iu1) Iq2) Iq2) Iq2) Iq2) Iq2)
kA A3) kA A3) kA A3) kA A3) kA A3)
PKE12/XTU(A)-1,2 100 N100 N15 50 10 50 350
PKE12/XTU(A)-4 100 N100 N50 50 10 50 350
PKE12/XTU(A)-12 100 N100 N20 80 20 80 380
PKE32/XTU(A)-12 100 N100 N25 50 650 350
PKE32/XTU(A)-32 100 N100 N25 80 680 380
PKE65/XTUW(A)-32 80 100 80 100 45 100 15 100 5100
PKE65/XTU(A)-65 80 160 80 160 45 160 15 160 5160
1) Bemessungsdauerstrom Iu
2) Bedingter Bemessungskurzschlussstrom Iqgemäß IEC/EN 60 947-4-1
3) Sicherung (A gG/gL) zur Erhöhung des Schaltvermögens des Motorschutzschalters auf 100 kA
N = Nicht erforderlich
c
Us
China
Russland
Ukraine
0102
II(2)G [Ex e] [Ex d] [Ex px]
II(2)D [Ex t] [Ex p]
PTB 10 ATEX 3021