Das Short Circuit Current Rating (SCCR) bezeichnet die Kurzschlussstromfestigkeit elektrischer Anlagen und Schaltschränke nach nordamerikanischen Sicherheitsstandards. Der SCCR-Wert gibt an, welchem maximalen Kurzschlussstrom eine elektrische Ausrüstung unter festgelegten Bedingungen sicher standhalten kann.
Zusammenhang mit den UL-Anforderungen
Die NFPA 79 sieht unter bestimmten Voraussetzungen den Einsatz eines Überspannungsschutzgeräts (Surge Protection Device, SPD) vor, insbesondere wenn sicherheitsrelevante Steuerungskomponenten durch Überspannungen beeinträchtigt werden können.
Die Anforderungen an entsprechende Überspannungsschutzgeräte sind in der UL 1449 festgelegt. Der Surge Protection Device (SPD) kann entweder direkt im Schaltschrank installiert oder als Bestandteil der vorgelagerten elektrischen Installation vorgesehen werden, sofern die geltenden normativen Anforderungen erfüllt sind.
SCCR – Kurzschlussstromfestigkeit für den nordamerikanischen Markt
Für industrielle Schaltschränke in den USA ist die Bewertung und Kennzeichnung der Kurzschlussstromfestigkeit (Short Circuit Current Rating, SCCR) eine wichtige Sicherheitsanforderung. Mit der Ausgabe des National Electrical Code (NEC) von 2005 wurden in Artikel 409 entsprechende Vorgaben für Industrial Control Panels eingeführt. Auch für den kanadischen Markt gelten Anforderungen an die Kurzschlussstromfestigkeit, die sich aus den dort maßgeblichen Vorschriften und Normen ergeben.
Ziel dieser Regelungen ist es, die elektrische Sicherheit von Maschinen und Anlagen zu erhöhen und Gefahren durch Kurzschlüsse, insbesondere durch die Entstehung von Störlichtbögen, zu reduzieren.
Der SCCR-Wert gibt an, welchem maximalen prospektiven Kurzschlussstrom ein Schaltschrank unter festgelegten Bedingungen sicher standhalten kann. Die angegebene Kurzschlussstromfestigkeit muss mindestens dem am Installationsort verfügbaren Kurzschlussstrom entsprechen. Nur so lässt sich sicherstellen, dass die elektrische Ausrüstung für die dort zu erwartenden Fehlerströme geeignet ist.
Zusammenhang zwischen SCCR und UL 508A
Die Anforderungen an die Kurzschlussstromfestigkeit industrieller Schaltschränke sind im National Electrical Code (NEC), Artikel 409, verankert. Um diese Vorgaben bei der Konstruktion und Bewertung von Industrial Control Panels zu berücksichtigen, wurde die Norm UL 508A um den Anhang SB (Supplement SB) ergänzt.
Dieser Anhang beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung des Short Circuit Current Ratings (SCCR) eines Schaltschranks. Dabei werden unter anderem die Kurzschlussstromfestigkeit der eingesetzten Komponenten sowie die vorhandenen Schutzeinrichtungen berücksichtigt.
Bei einem nach UL 508A zertifizierten Schaltschrank wird der SCCR-Wert entsprechend den geltenden Anforderungen ermittelt und gekennzeichnet. Dadurch lässt sich überprüfen, ob der UL-zertifizierte Schaltschrank für den am späteren Einsatzort verfügbaren Kurzschlussstrom geeignet ist. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für die sichere Installation und behördliche Abnahme in den USA.
Wie wird das Short Circuit Current Rating (SCCR) ermittelt?
Der Betreiber einer Maschine oder Anlage ist für die Einhaltung der geltenden Arbeitssicherheitsvorschriften verantwortlich. Dazu gehört auch, dass die elektrische Ausrüstung über eine ausreichende Kurzschlussstromfestigkeit verfügt.
Für jeden relevanten industriellen Steuerschrank muss daher ein eigener SCCR-Wert (Short Circuit Current Rating) ermittelt und entsprechend den geltenden Vorschriften gekennzeichnet werden. Die Kurzschlussstromfestigkeit der einzelnen Schaltschränke ist wiederum ein wichtiger Faktor bei der Bewertung der gesamten Maschine oder Anlage. Dabei gilt grundsätzlich: Die Komponente mit der geringsten Kurzschlussstromfestigkeit kann den SCCR-Wert des Gesamtsystems begrenzen.
Neben einer aufwendigen individuellen Prüfung und Bewertung der jeweiligen Schaltschrankkonstruktion stehen zur Bestimmung des SCCR-Werts zwei weitere Verfahren zur Verfügung:
Coordinated Selection – Abgestimmte Komponentenauswahl
Bei der Coordinated Selection werden für den Aufbau eines industriellen Schaltschranks aufeinander abgestimmte Komponenten eines Herstellers verwendet. Diese Bauteile sind für den gemeinsamen Einsatz vorgesehen und hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften und ihres Kurzschlussverhaltens aufeinander abgestimmt.
Die Hersteller stellen hierfür geprüfte und dokumentierte Komponentenkombinationen bereit, deren Kurzschlussstromfestigkeit (SCCR) unter festgelegten Bedingungen nachgewiesen wurde. Spezielle Auswahltabellen, Produktverzeichnisse und Planungssoftware erleichtern die Konstruktion und ermöglichen eine vereinfachte Ermittlung des SCCR-Werts.
Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens ist die eingeschränkte Flexibilität bei der Komponentenauswahl. Um die dokumentierten Kurzschlusswerte nutzen zu können, müssen die vom Hersteller vorgegebenen Kombinationen und Einsatzbedingungen eingehalten werden. Der Einsatz alternativer Bauteile kann eine erneute Bewertung der Kurzschlussstromfestigkeit erforderlich machen.
SCCR-Ermittlung beim Schaltschrankbau nach UL 508A
Die UL 508A bietet mit ihrem Anhang SB (Supplement SB) ein standardisiertes Verfahren zur Ermittlung der Kurzschlussstromfestigkeit (SCCR) industrieller Schaltschränke. Dadurch können Hersteller den SCCR-Wert bereits während der Konstruktion bestimmen, ohne für jeden Schaltschrank eine aufwendige und kostenintensive individuelle Kurzschlussprüfung durchführen zu müssen.
Ein wesentlicher Vorteil dieses Verfahrens ist die hohe Flexibilität bei der Schaltschrankplanung. Hersteller können unterschiedliche Komponenten entsprechend den technischen Anforderungen ihrer Kunden kombinieren, sofern die geltenden Vorgaben der UL 508A eingehalten werden.
Wichtig: Im Gegensatz zur Coordinated Selection dürfen bei diesem Verfahren auch Bauteile mit unterschiedlichen Kurzschlussstromfestigkeiten eingesetzt werden. Bei der Ermittlung des SCCR-Werts des gesamten Schaltschranks ist grundsätzlich die Komponente mit der geringsten Kurzschlussstromfestigkeit maßgeblich. Unter bestimmten Voraussetzungen können jedoch geeignete Schutzgeräte und geprüfte Komponentenkombinationen zu einer höheren Bewertung beitragen.
Was passiert, wenn die Kurzschlussstromfestigkeit zu gering ist?
Liegt die Kurzschlussstromfestigkeit (SCCR) einer Komponente unter dem am Installationsort verfügbaren Kurzschlussstrom, kann ihr Einsatz unter bestimmten Voraussetzungen dennoch möglich sein. Entscheidend ist, dass die elektrische Ausrüstung durch geeignete Maßnahmen ausreichend gegen die Auswirkungen eines Kurzschlusses geschützt wird.
Eine Möglichkeit besteht im Einsatz einer geeigneten Überstromschutzeinrichtung, beispielsweise einer Sicherung oder eines Leistungsschalters. Diese unterbricht den Stromkreis bei unzulässig hohen Strömen und kann unter bestimmten Bedingungen dazu beitragen, eine höhere Kurzschlussstromfestigkeit der betreffenden Komponentenkombination nachzuweisen.
Dabei müssen die Anforderungen des Anhangs SB der UL 508A unbedingt eingehalten werden. Nicht jede Überstromschutzeinrichtung ermöglicht automatisch eine Erhöhung des SCCR-Werts. Entscheidend sind die zulässigen Schutzgerätekombinationen, deren dokumentierte Eigenschaften und die jeweiligen Einsatzbedingungen.
Kennzeichnung der Kurzschlussstromfestigkeit (SCCR)
Der National Electrical Code (NEC) schreibt vor, dass die Kurzschlussstromfestigkeit (SCCR) industrieller Schaltschränke dauerhaft und gut erkennbar gekennzeichnet werden muss. Dadurch können Betreiber, Elektrofachkräfte und Prüfstellen feststellen, für welchen maximalen Kurzschlussstrom ein Schaltschrank ausgelegt ist.
Die SCCR-Kennzeichnung erfolgt üblicherweise auf dem Typenschild des Schaltschranks oder an einer anderen dauerhaft angebrachten, gut zugänglichen Stelle. Entscheidend ist, dass der angegebene Wert bei der Installation und Überprüfung eindeutig erkennbar ist.
Diese Kennzeichnungspflicht besteht unabhängig von einer UL-Zertifizierung. Auch Schaltschränke ohne UL-Label müssen die geltenden Anforderungen zur Angabe der Kurzschlussstromfestigkeit erfüllen.
Regionale Unterschiede bei den SCCR-Anforderungen in den USA
Dieser Artikel erläutert das Short Circuit Current Rating (SCCR) und die damit verbundenen Anforderungen an industrielle Schaltschränke gemäß dem National Electrical Code (NEC).
Der NEC ist ein landesweit anerkanntes technisches Regelwerk für elektrische Installationen in den USA. Seine rechtliche Verbindlichkeit ergibt sich jedoch erst durch die Übernahme in die Vorschriften der jeweiligen Bundesstaaten oder lokalen Behörden. Dabei können unterschiedliche Ausgaben des NEC sowie zusätzliche regionale Anforderungen gelten.
Für deutsche Maschinen- und Anlagenbauer bedeutet dies, dass die Anforderungen an die Kurzschlussstromfestigkeit und deren Prüfung je nach Einsatzort variieren können. Deshalb ist es wichtig, sich bereits vor dem Export über die geltenden Vorschriften und die Anforderungen der zuständigen Authority Having Jurisdiction (AHJ) zu informieren.
Die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Partner wie Krayer kann dabei helfen, regionale Besonderheiten frühzeitig zu berücksichtigen, die SCCR-Anforderungen korrekt umzusetzen und Verzögerungen bei der behördlichen Abnahme in den USA zu vermeiden.
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