Short Circuit Current Rating (SCCR)

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 oder in der vorgelagerten elektrischen Installation eingebaut werden, sofern die geltenden normativen Anforderungen erfüllt sind.

SCCR – Kurzschlussstromfestigkeit für den nordamerikanischen Markt

Für industrielle Schaltschränke in den USA ist die Ermittlung 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 in Kanada gelten Anforderungen an die Kurzschlussstromfestigkeit, die sich aus den dort maßgeblichen Normen und Vorschriften 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, damit 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, festgelegt. 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 standardisiertes Verfahren zur Ermittlung des Short Circuit Current Ratings (SCCR). Dabei werden insbesondere die Kurzschlussstromfestigkeit der eingesetzten Komponenten sowie die Eigenschaften der vorhandenen Schutzeinrichtungen berücksichtigt.

Bei einem nach UL 508A zertifizierten Schaltschrank wird der SCCR-Wert entsprechend den geltenden Anforderungen bestimmt und gekennzeichnet. Dadurch lässt sich überprüfen, ob der UL-zertifizierte Schaltschrank für den am Einsatzort verfügbaren Kurzschlussstrom geeignet ist. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für die elektrische Sicherheit und die 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 eingesetzten elektrischen Betriebsmittel über eine ausreichende Kurzschlussstromfestigkeit verfügen.

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 spielt zudem eine wichtige Rolle 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 zwei weitere Verfahren zur Ermittlung des SCCR-Werts zur Verfügung:

Coordinated Selection – Abgestimmte Komponentenauswahl

Bei der Coordinated Selection werden für den Aufbau eines industriellen Schaltschranks aufeinander abgestimmte Komponenten eines Herstellers eingesetzt. Diese Bauteile sind speziell für den gemeinsamen Einsatz vorgesehen und hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften sowie ihres Kurzschlussverhaltens aufeinander abgestimmt.

Die Hersteller stellen hierfür geprüfte und dokumentierte Komponentenkombinationen bereit, deren Kurzschlussstromfestigkeit (SCCR) unter definierten Bedingungen nachgewiesen wurde. Produktverzeichnisse, Auswahltabellen und spezielle 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 freigegebenen Kombinationen und Einsatzbedingungen eingehalten werden. Werden alternative Bauteile verwendet, kann eine erneute Bewertung der Kurzschlussstromfestigkeit erforderlich sein.

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 entscheidender 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 für den gesamten Schaltschrank ist grundsätzlich die Komponente mit der geringsten Kurzschlussstromfestigkeit maßgeblich. Unter bestimmten Voraussetzungen können jedoch geeignete Schutzeinrichtungen und geprüfte Komponentenkombinationen zu einer höheren Bewertung beitragen.

Was passiert, wenn die Kurzschlussstromfestigkeit geringer als der mögliche Fehlerstrom ist?

Sollte sich beim Short Circuit Current Rating herausstellen, dass die geprüfte Komponente nicht die erforderliche Kurzschlussfestigkeit aufweist, kann sie unter Umständen dennoch verbaut werden. Dazu ist es notwendig, dass eine geeignete Überstromschutzeinrichtung in der betreffenden Anlage verbaut wird. Eine solche Vorrichtung unterbricht den Stromkreis, wenn eine vorher festgelegte Stromstärke über eine bestimmte Zeit hinaus überschritten wird. Auch hierbei sind unbedingt die Vorschriften des Anhangs SB der UL 508A zu beachten.

Kennzeichnung der Kurzschlussstromfestigkeit (SCCR)

Der National Electrical Code (NEC) schreibt vor, dass die Kurzschlussstromfestigkeit (SCCR) industrieller Schaltschränke dauerhaft und gut lesbar gekennzeichnet werden muss. Der entsprechende Wert wird üblicherweise auf dem Typenschild des Schaltschranks angegeben.

Die Kennzeichnung muss so angebracht sein, dass der SCCR-Wert bei der Installation, Inspektion und Wartung eindeutig festgestellt werden kann. Bei Schaltschränken nach UL 508A sind zudem die normativen Anforderungen an die Anbringung und Ausführung des Typenschilds zu beachten.

Wichtig: Die Pflicht zur Angabe der Kurzschlussstromfestigkeit besteht unabhängig davon, ob der Schaltschrank über ein UL-Label verfügt. Eine UL-Zertifizierung ersetzt somit nicht die erforderliche SCCR-Kennzeichnung.

Wichtig zu beachten: Regionale Unterschiede bei den SCCR-Anforderungen

Dieser Artikel erläutert das Short Circuit Current Rating (SCCR) und die damit verbundenen Anforderungen an industrielle Schaltschränke gemäß dem National Electrical Code (NEC) in den USA.

Der NEC ist kein eigenständiges Bundesgesetz, sondern ein landesweit anerkanntes Regelwerk für die sichere Errichtung elektrischer Anlagen. Seine rechtliche Verbindlichkeit entsteht durch die Übernahme in die Vorschriften der einzelnen Bundesstaaten und zuständigen lokalen Behörden.

Dabei können sich regionale Unterschiede ergeben: Bundesstaaten, Counties und Städte können unterschiedliche Ausgaben des NEC anwenden oder ergänzende Anforderungen festlegen. Für die Beurteilung und Abnahme elektrischer Anlagen ist in der Regel die jeweils zuständige Behörde, die sogenannte Authority Having Jurisdiction (AHJ), maßgeblich.

Deutsche Maschinen- und Anlagenbauer, die ihre Produkte in die USA exportieren möchten, sollten sich deshalb frühzeitig über die am vorgesehenen Einsatzort geltenden Vorschriften informieren. Dies betrifft insbesondere die Ermittlung, Dokumentation und Kennzeichnung der Kurzschlussstromfestigkeit (SCCR) sowie mögliche zusätzliche Anforderungen an die elektrische Ausrüstung.

Die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Partner wie Breimer-Roth kann dabei helfen, regionale Besonderheiten rechtzeitig zu berücksichtigen und Schaltschränke normgerecht für den nordamerikanischen Markt auszulegen.