Eaton PKZMO-0,16/XTPRP16BC1 User manual

Eaton Corporation
Eaton ist ein führendes Energie-
Management-Unternehmen. Weltweit
ist Eaton mit Produkten, Systemen und
Dienstleistungen in den Bereichen Electrical,
Hydraulics, Aerospace, Truck und
Automotive tätig.
Eatons Electrical Sector
Eatons Electrical Sector ist weltweit führend
bei Produkten, Systemen und Dienstleistungen
zu Energieverteilung, sicherer Stromversorgung
und Automatisierung in der Industrie, in Wohn- und
Zweckbauten, öffentlichen Einrichtungen, bei Energie-
versorgern, im Handel und bei OEMs.
Zu Eatons Electrical Sector gehören
die Marken Cutler-Hammer®, Moeller®,
Micro Innovation, Powerware®, Holec®,
MEM® und Santak®.
www.eaton.com
01/11 MN03402003Z-DE/EN
ersetzt/replaces 04/06 AWB1210-1458D/GB
Handbuch/Manual
PKZM0/XTPR…BC1
Motorschutzschalter PKZM0/XTPR…BC1
Überlastüberwachung von Ex e-Motoren
Motor-protective circuit-breaker PKZM0/XTPR…BC1
Overload monitoring of Ex e motors
Eaton Corporation
Eaton is a leading power
management company. Eaton
operates worldwide with products,
systems and services in the
electrical, hydraulic, aerospace,
truck and automotive sectors.
Eatons Electrical Sector
Eatons Electrical Sector is the
worldwide leader in products,
systems and services for energy
distribution, safe electricity supply
and automation in industrial,
residential and purpose-built
buildings, public facilities, energy
providers, commerce and OEMs.
Eaton Electrical Sector includes the
brands Cutler-Hammer®, Moeller®,
Micro Innovation, Powerware®,
Holec®, MEM® and Santak®
www.eaton.com
Eaton addresses worldwide:
www.moeller.net/address
E-Mail: [e-mail]
Internet: www.eaton.com/moellerproducts
www.eaton.com
Herausgeber/Issued by: Eaton Industries GmbH
Hein-Moeller-Str. 7–11
D-53115 Bonn
© 2006 by Eaton Industries GmbH
Änderungen vorbehalten/Subject to alteration
MN03402003Z-DE/EN Doku/Doku/Eb 01/11
Printed in Germany (02/11)
Artikel-Nr./Article No.: 151986
4 *patpka#v,mcv.*

Rückenbreite 3 mm
(1 Blatt = 0,080 mm für Eberwein Digitaldruck bei 80 g/m2)

Alle Marken- und Produktnamen sind Warenzeichen oder eingetragene
Warenzeichen der jeweiligen Titelhalter.
1. Auflage 2002, Redaktionsdatum 05/02,
2. Auflage 2004, Redaktionsdatum 04/04,
3. Auflage 2011, Redaktionsdatum 01/01
Siehe Änderungsprotokoll im Kapitel „Zu diesem Handbuch“.
© 2004 by Eaton Industries GmbH, 53105 Bonn
Autor: Wolfgang Nitschky, Dirk Meyer
Redaktion: Heidrun Riege, 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 Industries GmbH, Bonn, reproduziert oder unter
Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder
verbreitet werden.
Änderungen vorbehalten.
Gedruckt auf Papier aus chlor- und säurefrei gebleichtem Zellstoff.
All brand and product names are trademarks or registered trademarks of
the owner concerned.
1st published 2002, edition date 05/02,
2nd edition 04/04,
3rd edition 01/11
See revision protocol in the “About this manual“ chapter.
© 2004 by Eaton Industries GmbH, 53105 Bonn
Author: Wolfgang Nitschky, Dirk Meyer
Editor: Heidrun Riege, René Wiegand
Translator: globaldocs
All rights reserved, including those of the translation.
No part of this manual may be reproduced in any form (printed,
photocopy, microfilm or any otherprocess) or processed, duplicated or
distributed by means of electronic systems without written permission
of Eaton Industries GmbH, Bonn.
Subject to alterations without notice.
Printed on bleached cellulose. 100 % free from chlorine and acid.
Rückenbreite 3 mm
(1 Blatt = 0,080 mm für Eberwein Digitaldruck bei 80 g/m2)

I
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 Montage-
hinweise (AWA/IL) 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 Tole-
ranzgrenzen nicht überschreiten, andern-
falls sind Funktionsausfälle und Gefahren-
zustände 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/IL) 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!

II
01/11 MN03402003Z-DE/EN
Motorschutzschalter
PKZM0/XTPR…BC1 1
PKZM0/XTPR…BC1
motor-protective circuit-breakers 21
Anhang/Appendix 41
Überblick/Overview

1
01/11 MN03402003Z-DE/EN
Zu diesem Handbuch 3
Zielgruppe 3
Abkürzungen und Symbole 3
Änderungsprotokoll 4
1 Motorschutzschalter
PKZM0/XTPR…BC1 5
Vorwort 7
Geräteübersicht 8
Gerätebeschreibung 8
– Überlastschutz mit Motorschutzschaltern 8
– Strombereiche der Motorschutzschalter
PKZM0/XTPR…BC1 9
– Temperaturkompensation 8
– Phasenausfall 10
– Wiedereinschaltung 11
– Testfunktion 11
2 Projektierung 13
Überlastüberwachung von Ex e-Motoren 13
Einstellung der Überstromschutzeinrichtung 13
Kurzschluss-Schutz der Motorschutzschalter 14
Zulassungen 16
3 Installation 17
Hinweise zur Installation 17
Geräte montieren 17
4 Geräte betreiben 19
Einstellungen 19
–Test 19
Inhalt

Inhalt
2
01/11 MN03402003Z-DE/EN
Anhang/Appendix 41
Typenschild/Rating plate PKZM0/XTPR…BC1 41
Auslösekennlinien/Tripping characteristics
PKZM0/XTPR…BC1 43
– PKZM0-0,16/XTPRP16BC1 44
– PKZM0-0,25/XTPRP25BC1 46
– PKZM0-0,4/XTPRP40BC1 48
– PKZM0-0,63/XTPRP63BC1 50
– PZKM0-1/XTPR001BC1 52
– PKZM0-1,6/XTPR1P6BC1 54
– PKZM0-2,5/XTPR2P5BC1 56
– PKZM0-4/XTPR004BC1 58
– PKZM0-6,3/XTPR6P3BC1 60
– PKZM0-10/XTPR010BC1 62
– PKZM0-12/XTPR012BC1 64
– PKZM0-16/XTPR016BC1 66
– PKZM0-20/XTPR020BC1 68
– PKZM0-25/XTPR025BC1 70
– PKZM0-32/XTPR032BC1 72
EG-Konformitätserklärung/Declaration of
CE Conformity (Doc. No.: K 000311) 74

3
01/11 MN03402003Z-DE/EN
Zu diesem Handbuch
Das vorliegende Handbuch gilt für Motorschutzschalter
PKZM0/XTPR…BC1.
Dieses Handbuch beschreibt die Überlastüberwachung zum
Schutz von Motoren in explosiongefährdeten Bereichen
(Ex e-Bereichen).
Zielgruppe Dieses Handbuch richtet sich an Fachpersonal, das den
Motorschutzschalter installiert, in Betrieb nimmt und wartet.
Abkürzungen und Symbole In diesem Handbuch werden Abkürzungen und Symbole
eingesetzt, die folgende Bedeutung haben:
Xzeigt Handlungsanweisungen an
Ex e Zündschutzart „Erhöhte Sicherheit“
PTB Physikalisch Technische Bundesanstalt,
Zertifizierungsstelle für Geräte im Ex e-Bereich
NM Niedrigster möglicher Einstellstrom
HM Höchster möglicher Einstellstrom
hmacht Sie aufmerksam auf interessante Tipps und Zusatz-
informationen
Achtung!
warnt vor leichten Sachschäden.
Vorsicht!
warnt vor schweren Sachschäden und leichten
Verletzungen.
Gefahr!
warnt vor schweren Sachschäden und schweren
Verletzungen oder Tod.

Zu diesem Handbuch
4
01/11 MN03402003Z-DE/EN
Für eine gute Übersichtlichkeit finden Sie auf den linken
Seiten im Kopf die Kapitelüberschrift und auf den rechten
Seiten den aktuellen Abschnitt, Ausnahmen sind Kapitel-
anfangsseiten und leere Seiten am Kapitelende.
Änderungsprotokoll Das Handbuch AWB1210-1458D/GB ist ab der Ausgabe mit
Redaktionsdatum 01/11 umbenannt in
MN03402003Z-DE/EN.
Gegenüber der letzten Ausgabe haben sich folgende
wesentliche Änderungen ergeben.
Redaktions-
datum
Seite Stichwort neu geän-
dert
ent-
fällt
01/11 allg. Aufnahme der Eaton-Typen j
allg. EEx e (jetzt: Ex e) j
7 Hinweis auf zusätzliche Maßnahmen
bei Motoren in explosionsgefährdeten
Staub-Luft-Gemischen
j
7, 16 EG-Baumusterprüfbescheinigungs-
Nummer
j
41 Typenschild/Rating plate j
74 EG-Konformitätserklärung/
Declaration of CE Conformity
j
04/06 19 Abschnitt „Einstellungen“ j
72 Tabelle „PKZM0-32/XTPR032BC1“ j
73 Auslösekennlinie „Abbildung 24:
PKZMO-32“
j
74 „EG-Konformitätserklärung/Declara-
tion of CE Conformity (Doc. No.:
K 000311)“
j
04/04 9 „Strombereiche der Motorschutz-
schalter PKZM0/XTPR…BC1“
j
15 Tabelle 2: „Schaltvermögen PKZM0/
XTPR…BC1 mit Zuordnungsart „1“
und „2““
j
16 „Zulassungen“ j

Änderungsprotokoll
5
01/11 MN03402003Z-DE/EN
42 Tabelle 4: „Leistungsdaten Nordame-
rika der einzelnen Typen“
j
43 Tabelle 5 „Weitere Leistungsdaten der
einzelnen Typen“
j
64 Typ „PKZM0-12/XTPR012BC1“ j
72 Typ „PKZM0-32/XTPR032BC1“ j
74 „EG-Konformitätserklärung/Declara-
tion of CE Conformity (Doc. No.:
K 000311)“
j
05/02 – – – – –
Redaktions-
datum
Seite Stichwort neu geän-
dert
ent-
fällt
((

6
01/11 MN03402003Z-DE/EN

7
01/11 MN03402003Z-DE/EN
1 Motorschutzschalter
PKZM0/XTPR…BC1
Vorwort Für 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 Möglich-
keiten 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 befinden, müssen durch eine akkreditierte
Zulassungsstelle zertifiziert sein.
Für Motoren in explosionsgefährdeten Staub-Luft-Gemi-
schen verlangt die EN 61214 zusätzliche Maßnahmen.
Die Richtlinie 94/9/EG (ATEX 100a) zur Angleichung der
Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten für Geräte und
Schutzsysteme zur bestimmungsmäßigen Verwendung in
explosionsgefährdeten Bereichen wird ab dem 30.06.2003
bindend.
Das Motorschutzsystem PKZM0/XTPR…BC1 ist nach der
Richtlinie 94/9/EG (ATEX 100a) durch die PTB zugelassen.
hDie EG-Baumusterprüfbescheinigungs-Nummer lautet:
PTB 10 ATEX 3013.

Motorschutzschalter PKZM0/
XTPR…BC1
8
01/11 MN03402003Z-DE/EN
Geräteübersicht
Abbildung 1: Motorschutzschalter PKZM0/XTPR…BC1
aStromeinstellscheibe Motorstrom
bTesteinrichtung
Gerätebeschreibung Überlastschutz mit Motorschutzschaltern
Die Motorschutzschalter PKZM0/XTPR…BC1 sind dreipolige
elektromechanische Motorschutzschalter mit Bimetallen zur
Überlastüberwachung.
Bei einer Überlastauslösung schaltet der Motorschutz-
schalter PKZM0/XTPR…BC1 allpolig den Hauptstromkreis
ab. Somit wird der Stromfluss des zu überwachenden Motors
direkt abgeschaltet.
Abbildung 2: Schaltbild Motorschutzschalter PKZM0/XTPR…BC1
a
b
I > I > I >
L1 L2 L3
T1 T2 T3
-Q1

Gerätebeschreibung
9
01/11 MN03402003Z-DE/EN
Strombereiche der Motorschutzschalter
PKZM0/XTPR…BC1
Die PKZM0/XTPR…BC1 werden mit Hilfe einer Stromein-
stellscheibe a(aAbb. 1 auf Seite 8) auf den Motor-
nennstrom eingestellt.
Mit 15 verschiedenen Typen können Motoren von 0,1 bis
32 A Motornennstrom überwacht werden (aTabelle 1).
Tabelle 1: Strombereiche der PKZM0/XTPR…BC1
Typ Strombereich Ie [A]
PKZM0-0,16 XTPRP16BC1 0,1 - 0,16
PKZM0-0,25 XTPRP25BC1 0,16 - 0,25
PKZM0-0,4 XTPRP40BC1 0,25 - 0,4
PKZM0-0,63 XTPRP63BC1 0,4 - 0,63
PKZM0-1 XTPR001BC1 0,63 - 1,0
PKZM0-1,6 XTPR1P6BC1 1,0 - 1,6
PKZM0-2,5 XTPR2P5BC1 1,6 - 2,5
PKZM0-4 XTPR004BC1 2,5 - 4
PKZM0-6,3 XTPR6P3BC1 4 - 6,3
PKZM0-10 XTPR010BC1 6,3 - 10
PKZM0-12 XTPR012BC1 8 - 12
PKZM0-16 XTPR016BC1 10 - 16
PKZM0-20 XTPR020BC1 16 - 20
PKZM0-25 XTPR025BC1 20 - 25
PKZM0-32 XTPR032BC1 26 - 32 offen
26 - 30 gekapselt

Motorschutzschalter PKZM0/
XTPR…BC1
10
01/11 MN03402003Z-DE/EN
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 von -5 bis +40 °C kontinuierlich durch
Korrektur des Auslöseweges selbsttätig kompensiert.
Phasenausfall
Motorschutzschalter PKZM0/XTPR…BC1 sind phasenaus-
fallempfindlich. 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 Phasen-
ausfall ein Bimetall weniger ausgelenkt, bleibt die Differen-
zialbrücke zurück und der Weg wird in zusätzlichen
Auslöseweg umgewandelt, so dass es zu einer vorzeitigen
Auslösung kommt.
Abbildung 3: Funktion der Phasenausfallempfindlichkeit mit Hilfe
einer Auslöse- und Differenzialbrücke
aAuslösebrücke
bDifferenzialbrücke
cAbstand
dDifferenzweg
ab
cd
efg
ON ON OFF
dreiphasige
Überlast
Normalbetrieb
ungestört
Ausfall einer Phase
(zweiphasige Belastung)

Gerätebeschreibung
11
01/11 MN03402003Z-DE/EN
Abbildung 4: Verdrahtung des Motorschutzschalters für den
Schutz von Wechselstrom- oder Gleichstrom-
motoren (Reihenschaltung der Bimetallauslöser)
(aAbschnitt „Auslösekennlinien/Tripping characteristics
PKZM0/XTPR…BC1“ auf Seite 43).
Wiedereinschaltung
Nach einer Auslösung müssen zunächst die Bimetalle
abkühlen, bevor der Motorschutzschalter wieder
eingeschaltet werden kann.
Testfunktion
Durch eine zusätzliche Testeinrichtung b(aAbb. 1 auf
Seite 8) kann die Funktionstüchtigkeit des Schalters kontrol-
liert werden.
Das Betätigen der Testeinrichtung des eingeschalteten
PKZM0/XTPR…BC1 mittels eines Schraubendrehers führt
zur Auslösung des Motorschutzschalters. Somit kann bei der
Inbetriebnahme die einwandfreie Funktion des Motorschutz-
schalters getestet werden.
hSoll mit dem PKZM0/XTPR…BC1 ein Wechselstrommotor
oder ein Gleichstrommotor überwacht werden, muss der
Strom über alle drei Strombahnen geführt werden, um
Frühauslösungen zu vermeiden.
hBeim Motorschutzschalter PKZM0/XTPR…BC1 ist nur
eine manuelle Wiedereinschaltung vor Ort möglich.

12
01/11 MN03402003Z-DE/EN

13
01/11 MN03402003Z-DE/EN
2 Projektierung
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 wird die Erwär-
mungszeit tEund das Verhältnis 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 Bemessungs-
betrieb 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-Prüfregeln), u. a.
durch das Zusammenschalten mit einer richtig bemessenen
und eingestellten Überstromschutzeinrichtung.
Einstellung der Über-
stromschutzeinrichtung
Gefahr!
Die stromabhängige Schutzeinrichtung muss so ausge-
wählt werden, dass nicht nur der Motorstrom überwacht
wird, sondern auch der festgebremste Motor innerhalb der
Erwärmungszeit tEabgeschaltet wird. Dies bedeutet, das
Schutzorgan ist so zu bemessen, dass die Auslösezeit tA
für das Verhältnis IA/INdes Ex e-Motors nach Kennlinie
nicht größer als seine Erwärmungszeit tEist, um den
Motor innerhalb dieser Zeit sicher abzuschalten
(anachfolgendes Beispiel).

Projektierung
14
01/11 MN03402003Z-DE/EN
Beispiel: IA/IN = 6, tE = 10 s
Abbildung 5: Auslösekennlinie des Motorschutzschalters
Der Motor wird zuverlässig geschützt.
Kurzschluss-Schutz der
Motorschutzschalter
Die folgende Tabelle 2 zeigt das Kurzschlussausschaltver-
mögen der Motorschutzschalter PKZM0/XTPR…BC1.
Zur Erhöhung des Schaltvermögens auf 100 kA können
Sicherungen vorgeschaltet werden.
3-phasig
2-phasig
PKZM0-.../
XTPR...BC1

Kurzschluss-Schutz der Motor-
schutzschalter
15
01/11 MN03402003Z-DE/EN
Tabelle 2: Schaltvermögen PKZM0/XTPR…BC1 mit
Zuordnungsart „1“ und „2“
Kein vorgeschaltetes Schutzorgan notwendig,
da eigenfester Bereich (150 kA)
N Nicht erforderlich
1) Bemessungsdauerstrom Iu
2) Bedingter Bemessungskurzschlussstrom Iqgemäß IEC/EN
60947-4-1
3) Erforderliche Vorsicherung, wenn der Kurzschlussstrom den
bedingten Bemessungskurzschlussstrom der Geräte übersteigt
(Icc > Iq).
Der bedingte Bemessungskurzschlussstrom ist abhängig von
der verwendeten Vorsicherung:
100 A gG/gL, Iq= 30 kA
50 A gG/gL, Iq= 100 kA
230 V 400 V 440 V 500 V 690 V
Iu1) Iq2) Iq2) Iq2) Iq2) Iq2)
[A] [kA] [A]3) [kA] [A]3) [kA] [A]3) [kA] [A]3) [kA] [A]3)
0,16 – 1 150 N 150 N 150 N 150 N 150 N
1,6 NNNNN
2,5 NNNN5 50
4NNNN3 50
6,3 NNN42503 50
10 NN 425042503 50
12 50 50 50 50 15 50 15 50 3 50
16 50 50 50 50 15 50 15 50 3 50
20 50 50 50 50 10 50 6 50 3 50
25 50 50 50 50 10 50 6 50 3 50
32 50 50 50 50 10 50 6 50 3 50

Projektierung
16
01/11 MN03402003Z-DE/EN
Zulassungen Der Motorschutzschalter PKZM0/XTPR…BC1 ist nach der
Vorschrift IEC EN 60947 Niederspannungsschaltgeräte
gebaut und erfüllt die Forderungen nach der Richtlinie
94/9/EG (ATEX 100a) zum Schutz von Ex 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.
Das System ist nach UL und CSA für die USA und Kanada
approbiert.
Weitere Approbationen bestehen für:
c
Us
• China
•Polen
• Russland
•Slowakei
• Türkei
•Ukraine
0102
II(2)GD
PTB 10 ATEX 3013