Eaton PKZM4/XTPR DC1 Series Manual
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Eaton PKZM4/XTPR DC1 Series Manual

Motor-protective circuit-breaker overload monitoring of ex e motors
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01/11 MN03402002Z-DE/EN
Handbuch/Manual
ersetzt/replaces 05/02 AWB1210-1457D/GB
Motorschutzschalter PKZM4/XTPR...DC1
Überlastüberwachung von Ex e-Motoren
PKZM4/XTPR...DC1 motor-protective circuit-breaker
Overload monitoring of Ex e motors

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  • Page 1 01/11 MN03402002Z-DE/EN Handbuch/Manual ersetzt/replaces 05/02 AWB1210-1457D/GB Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1 Überlastüberwachung von Ex e-Motoren PKZM4/XTPR…DC1 motor-protective circuit-breaker Overload monitoring of Ex e motors...
  • Page 2 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.
  • Page 3 Gefahr! Danger! Gefährliche Dangerous elektrische electrical Spannung! voltage! Vor Beginn der Installationsarbeiten Before commencing the installation • Gerät spannungsfrei schalten • Disconnect the power supply of the device. • Gegen Wiedereinschalten sichern • Ensure relosing interlock that devices cannot be accidentally restarted. •...
  • Page 4 01/11 MN03402002Z-DE/EN Überblick/Overview Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1 Überlastüberwachung von Ex e-Motoren PKZM4/XTPR…DC1 motor-protective circuit-breaker Overload monitoring of Ex e motors Anhang/Appendix...

  • Page 5: Table Of Contents

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Inhalt Zu diesem Handbuch Zielgruppe Abkürzungen und Symbole Änderungsprotokoll Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1 Vorwort Geräteübersicht Gerätebeschreibung – Überlastschutz mit Motorschutzschaltern – Strombereiche der Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1 – Temperaturkompensation – Phasenausfall – Wiedereinschaltung – Testfunktion Projektierung Überlastüberwachung von Ex e-Motoren Einstellung der Überstromschutzeinrichtung Kurzschluss-Schutz bei Motorschutzschaltern Zulassungen Installation...
  • Page 6 01/11 MN03402002Z-DE/EN Inhalt Anhang/Appendix Typenschild/Rating plate PKZM4/XTPR…01 Auslösekennlinien/Tripping characteristics PKZM4/XTPR…DC1 – PKZM4-16/XTPR016DC1 – PKZM4-25/XTPR025DC1 – PKZM4-32/XTPR032DC1 – PKZM4-40/XTPR040DC1 – PKZM4-50/XTPR050DC1 – PKZM4-58/XTPR058DC1 – PKZM4-63/XTPR063DC1 EG-Konformitätserklärung/Declaration of CE Conformity (Doc. No.: K 000411)

  • Page 7: Zu Diesem Handbuch

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Zu diesem Handbuch Das vorliegende Handbuch gilt für Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1. 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: Ex e...

  • Page 8: Änderungsprotokoll

    Gegenüber der letzten Ausgabe haben sich folgende wesentliche Änderungen ergeben: Redaktions- Seite Stichwort geän- ent- datum dert fällt 01/11 allg. Aufnahme der Eaton-Typen allg. EEx e (jetzt: Ex e) 5, 13 EG-Baumusterprüfbescheinigungs- Nummer Typenschild/Rating plate EG-Konformitätserklärung/ Declaration of CE Conformity 05/02 – –...

  • Page 9: Motorschutzschalter Pkzm4/Xtpr

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1 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.

  • Page 10: Geräteübersicht

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1 Geräteübersicht Abbildung 1: Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1 a Stromeinstellscheibe Motornennstrom b Testeinrichtung Gerätebeschreibung Überlastschutz mit Motorschutzschaltern Die Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1 sind dreipolige elektromechanische Motorschutzschalter mit Bimetallen zur Überlastüberwachung. Bei einer Überlastauslösung schaltet der Schalter PKZM4/XTPR…DC1 allpolig den Hauptstromkreis ab. Somit wird der Stromfluss des zu überwachenden Motors direkt abgeschaltet.

  • Page 11: Strombereiche Der Motorschutzschalter

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Gerätebeschreibung Strombereiche der Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1 Die PKZM4/XTPR…DC1 werden mit Hilfe der Stromeinstell- scheibe a (a Abb. 1 auf Seite 6) auf den Motornennstrom eingestellt. Mit sieben verschiedenen Typen können Motoren von 10 bis 63 A Motornennstrom überwacht werden (a Tabelle 1). PKZM4/XTPR…DC1 Tabelle 1: Strombereiche der...

  • Page 12: Pkzm4/Xtpr

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1 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.

  • Page 13: Wiedereinschaltung

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Gerätebeschreibung Wiedereinschaltung Nach einer Auslösung müssen zunächst die Bimetalle abkühlen, bevor der Motorschutzschalter wieder einge- schaltet werden kann. Beim Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1 ist nur eine manuelle Wiedereinschaltung vor Ort möglich. Testfunktion Durch eine zusätzliche Testeinrichtung b (a Abb. 1 auf Seite 6) kann die Funktionstüchtigkeit des Schalters kontrol- liert werden.
  • Page 14 01/11 MN03402002Z-DE/EN...

  • Page 15: Projektierung

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Projektierung Überlastüberwachung von Durch besondere konstruktive Maßnahmen erreicht man bei Ex e-Motoren Motoren die Zündschutzart Ex e. Die Motoren werden auf Basis der höchstzulässigen Oberflächentemperaturen Temperaturklassen zugeordnet. Zusätzlich wird die Erwär- mungszeit t und das Verhältnis Anlaufstrom zu Nennstrom bestimmt und auf dem Motor angegeben.

  • Page 16: Kurzschluss-Schutz Bei Motorschutzschaltern

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Projektierung Beispiel: I = 6, t = 10 s 8 10 Abbildung 5: Auslösekennlinie des Motorschutzschalters Der Motor wird zuverlässig geschützt. Kurzschluss-Schutz bei Die folgende Tabelle 2 zeigt das Kurzschlussausschaltver- Motorschutzschaltern mögen der Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1. Zur Erhöhung des Schaltvermögens auf 100 kA können Sicherungen vorgeschaltet werden.

  • Page 17: Zulassungen

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Zulassungen Tabelle 2: Schaltvermögen PKZM4/XTPR…DC1 mit Zuord- nungsart „1“ und „2“ 230 V 400 V 440 V 500 V 690 V 1) Bemessungsdauerstrom I 2) Bedingter Bemessungskurzschlussstrom I gemäß der Norm IEC/EN 60 947-4-1 3) Erforderliche Vorsicherung, falls der Kurzschlussstrom den bedingten Bemessungskurzschlussstrom der Geräte übersteigt ).
  • Page 18 01/11 MN03402002Z-DE/EN...

  • Page 19: Installation

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Installation Hinweise zur Installation Bei der mechanischen und elektrischen Installation ist die Montageanweisung IL03407012Z (frühere Bezeichnung AWA1210-1859) auf der Innenseite der Kartonverpa- ckung zu beachten. Gefahr! Rücksetzungen dürfen manuell vor Ort oder durch geschultes Personal in der Leitwarte vorgenommen werden.

  • Page 20: Geräte Montieren

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Installation Geräte montieren f 1 5 f 1 5 f 1 5 Abbildung 6: Montage PKZM4/XTPR…DC1 Montieren Sie den Motorschutzschalter nur wie in Abb. 7 dargestellt. Abbildung 7: Zugelassene Einbaulage für Motorschutzschalter PKZM4/XTPR…DC1...
  • Page 21 01/11 MN03402002Z-DE/EN Geräte montieren Verdrahten Sie die Motorleitungen. > > > > > > Abbildung 8: Hauptstromverdrahtung Folgende maximale Leitungsquerschnitte sind möglich. Tabelle 3: Maximale Leitungsquerschnitte der Motorzuleitungen 1 4 m m (0 .5 5 ” ) [Nm] 0,75 - 50 0,75 - 50 0,75 - 35 0,75 - 35...
  • Page 22 01/11 MN03402002Z-DE/EN...

  • Page 23: Geräte Betreiben

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Geräte betreiben Einstellungen Vor der Erstinbetriebnahme des Motorschutzschalters muss der Motornennstrom mit Hilfe der Stromeinstellscheibe a am PKZM4/XTPR…DC1 eingestellt werden (a Tabelle 1 auf Seite 7). Test Der Motorschutzschalter verfügt über eine Testeinrichtung b (a Abb. 1 auf Seite 6). Wird diese Testeinrichtung bei eingeschaltetem Motorschutzschalter mittels eines Schrau- bendrehers betätigt, löst der PKZM4/XTPR…DC1 aus und alle Hauptkontakte werden geöffnet.
  • Page 24 01/11 MN03402002Z-DE/EN...

  • Page 25: Pkzm4/Xtpr

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Contents About this manual Target group Abbreviations and symbols List of revisions PKZM4/XTPR…DC1 motor-protective circuit-breakers Foreword Device overview Description of device – Overload protection with motor-protective circuit-breakers – Current ranges of the PKZM4/XTPR…DC1 motor-protective circuit-breakers – Temperature compensation –...

  • Page 26: Pkzm4-16/Xtpr016Dc1 - Pkzm4-25/Xtpr025Dc1

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Contents Anhang/Appendix Typenschild/Rating plate PKZM4/XTPR…01 Auslösekennlinien/Tripping characteristics PKZM4/XTPR…DC1 – PKZM4-16/XTPR016DC1 – PKZM4-25/XTPR025DC1 – PKZM4-32/XTPR032DC1 – PKZM4-40/XTPR040DC1 – PKZM4-50/XTPR050DC1 – PKZM4-58/XTPR058DC1 – PKZM4-63/XTPR063DC1 EG-Konformitätserklärung/Declaration of CE Conformity (Doc. No.: K 000411)

  • Page 27: About This Manual

    01/11 MN03402002Z-DE/EN About this manual This manual applies to the PKZM4/XTPR…DC1 motor- protective circuit-breakers. It describes the overload monitoring system for the protec- tion of motors operating in potentially explosive atmo- spheres (Ex e areas). Target group This manual is aimed at specialist personnel who are responsible for the installation, commissioning and mainte- nance of the motor protective circuit breaker.

  • Page 28: List Of Revisions

    Publication Page Key word Modi- date fica- leted tion 01/11 General Inclusion of Eaton models General EEx e (now: Ex e) 25, 33 EC prototype test certification numbers Typenschild/Rating plate EG-Konformitätserklärung/ Declaration of CE Conformity 05/02 – –...

  • Page 29: Pkzm4/Xtpr

    01/11 MN03402002Z-DE/EN PKZM4/XTPR…DC1 motor-protective circuit-breakers Foreword In addition to the degree of protection specified in the standards EN 60079-14 and VDE 0165 Part 1, further provisions have been made to ensure safety from ignition for motors operated in potentially explosive atmospheres. EN 50019 prescribes additional measures to be taken for the operation motors with “increased safety”...

  • Page 30: Device Overview

    01/11 MN03402002Z-DE/EN PKZM4/XTPR…DC1 motor- protective circuit-breakers Device overview Figure 1: PKZM4/XTPR…DC1 motor-protective circuit- breakers a Dial for setting the rated motor current b Testing element Description of device Overload protection with motor-protective circuit-breakers The PKZM4/XTPR…DC1 series are 3 pole electromechanical motor-protective circuit-breakers with bimetallic release for overload monitoring.

  • Page 31: Temperature Compensation

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Description of device Current ranges of the PKZM4/XTPR…DC1 motor-protective circuit-breakers The rated motor current is set on the PKZM4/XTPR…DC1 units by means of a current dial a (a fig. 1, page 26). Seven different types can be used to monitor motors operating at a rated motor current of 10 to 63 A (a table 1).
  • Page 32 01/11 MN03402002Z-DE/EN PKZM4/XTPR…DC1 motor- protective circuit-breakers switches over a quick-break switch when the limit value is reached. At the same time, all three bimetallic releases shift the differential bridge. If the path of action of one of the bimetallic releases is reduced due to a phase loss, the differential bridge is retarded and the distance is converted into an additional tripping distance, which leads to an early tripping.

  • Page 33: Reclosing

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Description of device Reclosing After tripping, the bimetallic releases must first cool down before the motor-protective circuit-breaker can be reset. The PKZM4/XTPR…DC1 motor-protective circuit-breakers can only be switched on locally. Test function Proper functioning of the circuit-breaker can be verified by means of the testing feature b (a fig.
  • Page 34 01/11 MN03402002Z-DE/EN...

  • Page 35: Engineering

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Engineering Overload monitoring of The Ex e protection of motors is achieved by means of Ex e motors special design measures. The motors are assigned to temper- ature classes on the basis of the highest permissible surface temperatures. The temperature rise time t and the ratio between startup current and rated operational current I are calculated in addition and specified on the rating plate of...
  • Page 36 01/11 MN03402002Z-DE/EN Engineering Example: I = 6, t = 10 s 8 10 Figure 5: Tripping characteristic for motor-protective circuit- breaker The motor is reliably protected. Short-circuit protection The following table 2 shows the short-circuit breaking with motor-protective capacity of the PKZM4/XTPR…DC1 motor-protective circuit- circuit-breakers breakers.

  • Page 37: Approvals

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Approvals Table 2: Switching capacity of PKZM4/XTPR…DC1 with type of coordination "1" and "2" 230 V 400 V 440 V 500 V 690 V 1) Rated uninterrupted current I 2) Rated conditional short-circuit current I according to IEC/EN 60 947-4-1 norm 3) Primary fusing is required if the short-circuit current exceeds the conditional rated short-circuit current (I ).
  • Page 38 01/11 MN03402002Z-DE/EN...

  • Page 39: Installation

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Installation Installation Instructions The mechanical and electrical instructional leaflet IL03407012Z (previous description AWA1210-1859) on the inside of the cardboard package must be observed. Danger! A manual reset may be carried out by trained personnel locally or in the control room.

  • Page 40: Fitting The Device

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Installation Fitting the device f 1 5 f 1 5 f 1 5 Figure 6: Mounting the PKZM4/XTPR…DC1 Mount the motor protective circuit breaker only as shown in fig. 7. Figure 7: Permitted mounting position of the PKZM4/XTPR…DC1 motor-protective circuit- breaker...
  • Page 41 01/11 MN03402002Z-DE/EN Fitting the device Wire the motor cables. > > > > > > Figure 8: Main circuit wiring The following maximum cable cross sections are possible. Table 3: Maximum conductor cross-sections of the motor cables 1 4 m m (0 .5 5 ”...
  • Page 42 01/11 MN03402002Z-DE/EN...

  • Page 43: Using The Device

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Using the device Settings The rated motor current must be set on PKZM4/XTPR…DC1 by means of the current dial a (a table 1, page 27) prior to initial commissioning of the motor-protective circuit- breaker. Test The motor circuit-breaker is equipped with a testing feature b (a fig.
  • Page 44 01/11 MN03402002Z-DE/EN...
  • Page 45 01/11 MN03402002Z-DE/EN Anhang/Appendix Typenschild/Rating plate PKZM4/XTPR…DC1 50/60Hz (Vh) 230/400 Type (kA) PKZM4-16 XTPR016DC1 PKZM4-25 XTPR025DC1 PKZM4-32 XTPR032DC1 PKZM4-40 XTPR040DC1 PKZM4-50 XTPR050DC1 PKZM4-58 XTPR058DC1 PKZM4-63 XTPR063DC1 Abbildung/Figure 10: Typenschild/Rating plate PKZM4-…/XTPR…DC1 Auslösekennlinien/ Tripping characteristics PKZM4/XTPR…DC1...
  • Page 46 01/11 MN03402002Z-DE/EN Anhang/Appendix PKZM4-16/XTPR016DC1 Bereich/Range 10 - 16 A (NM - HM) Umgebungstemperatur/Ambient temperature 20 °C Auslöseklasse/Tripping class 10 A Toleranzbereich/Tolerance range g 20 % Einstellung/ Auslösezeit/Tripping time t [s] Setting 3-phase b 2-phase c 3-phase a 2-phase d 3 x I 37.1 21.8 31.5...
  • Page 47 01/11 MN03402002Z-DE/EN Auslösekennlinien/Tripping characteristics PKZM4/ XTPR…DC1 PKZM4-25/XTPR025DC1 Bereich/Range 16 - 25 A (NM - HM) Umgebungstemperatur/Ambient temperature 20 °C Auslöseklasse/Tripping class 10 A Toleranzbereich/Tolerance range g 20 % Einstellung/ Auslösezeit/Tripping time t [s] Setting 3-phase b 2-phase c 3-phase a 2-phase d 3 x I 46.0...

  • Page 48: Pkzm4-32/Xtpr032Dc1

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Anhang/Appendix PKZM4-32/XTPR032DC1 Bereich/Range 24 - 32 A (NM - HM) Umgebungstemperatur/Ambient temperature 20 °C Auslöseklasse/Tripping class 10 A Toleranzbereich/Tolerance range g 20 % Einstellung/ Auslösezeit/Tripping time t [s] Setting 3-phase b 2-phase c 3-phase a 2-phase d 3 x I 32.6 19.6 30.3...

  • Page 49: Pkzm4-40/Xtpr040Dc1

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Auslösekennlinien/Tripping characteristics PKZM4/ XTPR…DC1 PKZM4-40/XTPR040DC1 Bereich/Range 32 - 40 A (NM - HM) Umgebungstemperatur/Ambient temperature 20 °C Auslöseklasse/Tripping class 10 A Toleranzbereich/Tolerance range g 20 % Einstellung/ Auslösezeit/Tripping time t [s] Setting 3-phase b 2-phase c 3-phase a 2-phase d 3 x I 38.9...

  • Page 50: Pkzm4-50/Xtpr050Dc1

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Anhang/Appendix PKZM4-50/XTPR050DC1 Bereich/Range 40 - 50 A (NM - HM) Umgebungstemperatur/Ambient temperature 20 °C Auslöseklasse/Tripping class 10 A Toleranzbereich/Tolerance range g 20 % Einstellung/ Auslösezeit/Tripping time t [s] Setting 3-phase b 2-phase c 3-phase a 2-phase d 3 x I 20.1 20.1 7.2 x I...

  • Page 51: Pkzm4-58/Xtpr058Dc1

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Auslösekennlinien/Tripping characteristics PKZM4/ XTPR…DC1 PKZM4-58/XTPR058DC1 Bereich/Range 50 - 58 A (NM - HM) Umgebungstemperatur/Ambient temperature 20 °C Auslöseklasse/Tripping class 10 A Toleranzbereich/Tolerance range g 20 % Einstellung/ Auslösezeit/Tripping time t [s] Setting 3-phase b 2-phase c 3-phase a 2-phase d 3 x I 20.7...

  • Page 52: Pkzm4-63/Xtpr063Dc1

    01/11 MN03402002Z-DE/EN Anhang/Appendix PKZM4-63/XTPR063DC1 Bereich/Range 55 - 63 A (NM - HM) Umgebungstemperatur/Ambient temperature 20 °C Auslöseklasse/Tripping class 10 A Toleranzbereich/Tolerance range g 20 % Einstellung/ Auslösezeit/Tripping time t [s] Setting 3-phase b 2-phase c 3-phase a 2-phase d 3 x I 20.5 20.5 7.2 x I...

  • Page 53: Ce Conformity (Doc. No.: K 000411)

    EG-Konformitätserklärung/Declaration of CE Conformity (Doc. No.: K 000411) Doc. No.: K 000411 EG-Konformitätserklärung Declaration of CE Conformity Wir / We, Eaton Industries GmbH, Hein-Moeller-Str. 7-11, 53115 Bonn (Germany), erklären hiermit, dass das Produkt (die Produktfamilie) declare that product (family) Motorschutzschalter Motor-protective circuit-breaker vorausgesetzt, dass es unter Berücksichtigung der relevanten Herstellerangaben,...
  • Page 54 01/11 MN03402002Z-DE/EN Anhang/Appendix Doc. No.: K 000411 Typen des Sortiments Types within the range Die Konformitätserklärung gilt für folgende Typen der Produktfamilie: The declaration of conformity applies to the following types within the product family: PKZM4-16...63 + Zubehörteile / Accessories AK-PKZ0 NHI..-PKZ0 (-C) NHI-E(B)-...-PKZ0 (-C)
  • Page 55 01/11 MN03402002Z-DE/EN...
  • Page 56 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...

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