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Ratgeber
In elektrischen Anlagen und Ausrüstungen in industriellen oder ähnlichen Anwendungen müssen eine Vielzahl von Schaltkomponenten wie Schütze, manuelle Schalter, Zeitschalter, Kontrollleuchten, Displays sowie elektronische Steuerungen mit Motoren, Aktoren und Sensoren verbunden werden. Dazu kommen noch Messgeräte und Sicherungen, die alle in den Schaltanlagen zu verdrahten und mit entsprechenden Zuleitungen zu verbinden sind. Um elektrische und mechanische Verbindungen von Kupferleitungen in Schaltschränken und Unterverteilungen herzustellen, werden diese mit Reihenklemmen ausgerüstet. Diese bilden dann eine Klemmleiste, die für effiziente, übersichtliche und einfache Verdrahtung sowie Verkabelung sorgt.
Reihenklemmen werden von den einschlägigen Herstellern in verschiedensten Ausführungen angeboten.
Durchgangsklemme mit Schraubanschluss.
Reihenklemmen sind lösbare mechanische Verbindungen von elektrischen Leitern, die auf einer genormten Tragschiene reihenweise montiert werden. Der Träger ist in der Regel die so genannte „Hutschiene“, z. B. TS 35 nach DIN 60715, die in Schaltschränken, Schaltkästen oder Unterverteilungen eingebaut sind. Reihenklemmen bestehen aus einem isolierenden Teil, in der Regel aus speziellem Kunststoff, das auf den Träger aufgesteckt wird und das eine oder mehrere gegeneinander isolierte Klemmeinrichtungen trägt. Die technischen Eigenschaften von Reihenklemmen für Kupferleiter werden in der Norm DIN EN 60947-7-1 über Niederspannungsschaltgeräte beschrieben.
Reihenklemmen werden von den einschlägigen Herstellern, wie z.B. ABB, Phoenix Contact, Wago, Weidmüller, Wieland und andere in verschiedensten Ausführungen angeboten. Dafür steht außerdem noch vielfältiges Zubehör zur Verfügung. Die Hersteller bieten jeweils umfangreiche Systeme bestehend aus Einzelkomponenten an, mit denen sich so gut wie jede Klemmleistenkonfiguration zusammenstellen lässt.
Die Standardausführung ist die Durchgangsklemme, die auf beiden Seiten jeweils eine Klemmvorrichtung besitzt, die untereinander verbunden sind. In der Regel sind das Schraubklemmen oder Verbindungen in Push-In-Technik mit Feder oder andere schraubenlose Klemmstellen, es können aber auch für spezielle Anwendungen Flachstecker oder Schneidklemmen sein, für hohe Ströme gibt es auch Bolzenanschlüsse. Die Klemmen sind für ein-, mehr und feindrahtige Leiter ausgelegt. Letztere benötigen eine Leiterendenvorbereitung, d.h. sie müssen mit Adernhülsen versehen sein.
Neben den einfachen Klemmen gibt es auch Ausführungen mit mehreren Verbindungsebenen, so genannte „Mehrstockklemmen“, mit denen eine kompakte dreidimensionale Verdrahtung möglich ist. Auch mehrpolige Klemmblöcke, bei denen mehrere voneinander isolierte Stromwege zu einem Element zusammengefasst sind, werden angeboten.
Prüftrenn-Reihenklemmen erlauben die einfache Auftrennung von Stromkreisen, um dort zur Prüfung oder Fehlersuche ein Messgerät einschalten zu können. Mit einer Trennklemme lässt sich der angeschlossene Stromkreis manuell unterbrechen. In einer Sicherungsklemme ist ein Schmelzeinsatz integriert, der zur Absicherung des angeschlossenen Verbrauchers gegen Überstrom dient.
In eine Sicherungsklemme ist ein Schmelzeinsatz integriert.
Bezeichnungsetiketten sind als Zubehör erhältlich.
Die Kunststoffteile sind in der Regel hellgrau, können aber auch farbig sein, z.B. gelb/grün für die Schutzleiterklemme, blau für den Anschluss des N-Leiters oder braun für den Anschluss der Phase.
Als Zubehör zu Reihenklemme stehen jeweils passende Endhalter zur Verfügung, mit denen die aufgereihten Klemmen seitlich mechanisch abgeschlossen und elektrisch isoliert werden. Weiteres wichtige Zubehör sind Brücken, mit denen sich mehrere Klemmen zusammenschließen lassen. Auch Sammelschinen, insbesondere N-Sammelschinen sind verfügbar.
Ebenfalls unverzichtbares Zubehör sind Beschriftungselemente und Beschriftungsstreifen. Dafür sind an den Klemmen besondere Flächen vorgesehen, an denen sich kleine Markierungsetiketten anbringen lassen. Ohne solche Beschriftungen wäre ein Schaltschrank ein undurchschaubares Gewirr von Draht- und Kabelverbindungen. Es gibt auch spezielle Drucker, mit denen sich professionelle Beschriftungen anfertigen lassen.
Reihenklemmen sind für eine bestimmte Strombelastbarkeit spezifiziert und damit jeweils für einen Drahtquerschnitt, dem „Bemessungsquerschnitt“ ausgelegt. Dieser garantiert, dass sich die Klemmen von der Strombelastung im normalen Betrieb nicht unzulässig erwärmen. Die marktüblichen Reihenklemmen sind für Querschnitte von unter 1 mm² bis etwa 200 mm² und Nennströme von einigen mA bis über 500 A ausgelegt. Die meisten in der Praxis verwendeten Klemmen werden für Ströme von 16 oder 25 A und Querschnitte von 1,5 oder 2,5 mm² verwendet.
Reihenklemmen sind als Verbindungselemente der Niederspannungstechnik für maximal 1.000 Volt Wechselstrom bzw. 1.500 Volt Gleichstrom geeignet. Die Bemessungsspannung ist von den Kriechstrecken des Isolierkörpers vorgegeben.
Weil Reihenklemmen vornehmlich in industriellen Umgebungen verwendet werden, sind sie für den Verschmutzungsgrad 3 ausgelegt. Dabei kann leitfähige Verschmutzung in Form von Staub, flüssige oder gasförmige Substanzen auftreten. Auch die IP-Schutzarten müssen für die jeweilige Umgebung, in der die Schaltanlagen betrieben werden, geeignet sein.
Das wichtigste Kriterium zur Auswahl von Reihenklemmen ist die zu erwartende Strombelastung der Kontakte. Diese darf nicht zu knapp gewählt werden, weil in der Praxis nicht nur der übliche Betriebsstrom der angeschlossenen Verbraucher, sondern auch Spitzenwerte erreicht werden können, beispielsweise beim Anlaufen von Motoren unter Last.
Beim Aufbau von Klemmleisten ist auf sinnvolle Anordnung der Reihenklemmen zu achten, nicht nur wegen der Übersichtlichkeit, sondern auch, um die Komplexität der Verdrahtung in Grenzen zu halten.
Besonders bei großen Leiterquerschnitten ist darauf zu achten, dass die in die Klemmen von den eingeführten Leitern nicht unter mechanische Spannung gesetzt werden. Selbstverständlich sind die Schrauben der Klemmen mit dem erforderlichen, aber nicht zu hohem Drehmoment anzuziehen, um schlechte Kontaktgabe zu verhindern.
Ausreichende Dokumentation, bei der die einzelnen Beschriftungen der Reihenklemmen mit den Schaltplanunterlagen übereinstimmen, ist später für Modifikationen, Reparaturen oder der Fehlersuche äußerst wichtig.