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Allgemeine technische Hinweise zu Rundsteckverbindern

HUMMEL-Steckverbinder dürfen nicht unter Spannung gesteckt oder getrennt werden. Um die IP Schutzart sowie die notwendigen Kontaktüberdeckung zu gewährleisten, müssen der Kabel- und der Kupplungssteckverbinder bis zum Anschlag gesteckt und verriegelt sein.

Bemessungsspannung

Die Bemessungsspannung ist der festgelegte Wert der Spannung auf den Betriebs- und Leistungskennwerte bezogen werden. Ein Steckverbinder kann mehr als einen Wert der Bemessungsspannung für die verschiedenen Spannungssysteme haben.

HUMMEL-Steckverbinder können für Gleich- (V=) und Wechselspannung (V~) verwendet werden. Für diese Fälle ist die Bemessungsspannung der Effektivwert der maximal bemessenen Spannung Leiter gegen Neutral (UL-N). In 3-phasigen Drehstromsystemen (V3~) ist die Bemessungsspannung als Phasenspannung / Leiter gegen Leiter (UL-L) angegeben.

In geerdeten Netzen (TN, TT, TN-C, TN-CS, …) ist die Spannung Leiter gegen Erde (UL-PE) um √3 kleiner als die Phasenspannung (UL-L). In ungeerdeten Netzen wird die Spannung Leiter gegen Erde (UL-PE) gleich hoch gerechnet wie die Spannung Leiter gegen Leiter (UL-L), also nicht um √3 verringert, weil der Sternpunkt (N) nicht mit der Erde (PE) verbunden ist! Das ist wichtig für die Bemessung der Luftstrecken.

Bemessungs-Stoßspannung

Die Bemessungs-Stoßspannung ist der Wert einer Steh-Stoßspannung, der vom Hersteller für ein Betriebsmittel oder für einen Teil davon angegeben wird und der das festgelegte Stehvermögen seiner zugehörigen Isolierung gegenüber transienten Überspannungen angibt.

Die Höhe des Wertes ist ein Maß für die minimal geforderte Luftstrecke im Betriebsmittel.

Quelle: Tabelle F1 der EN 60664-1
Spannung Leiter zu Neutralleiter, abgeleitet von der Nennwechsel- oder Nenngleichspannung bis einschließlich Bemessungs-Stoßspannung
Überspannungskategorie
I II III IV
V V V V V
50 330 500 800 1500
100 500 800 1500 2500
150 800 1500 2500 4000
300 1500 2500 4000 6000
600 2500 4000 6000 8000
1000 4000 6000 8000 12000
Bemessungsstrom

Der Bemessungsstrom ist der Stromwert, vorzugweise bei einer Umgebungstemperatur von 40°C, den der Steckverbinder dauerhaft (ohne Unterbrechung) führen kann und der gleichzeitig durch alle Kontakte fließt, die an den größten festgelegten Leiter angeschlossen sind, ohne die obere Grenztemperatur zu überschreiten.

Bei der Strombelastbarkeit der Steckverbinder muss die Strombelastbarkeit der verwendeten Leitungen und Kabel berücksichtigt werden. Primär ist das abhängig von den zulässigen Grenztemperaturen (siehe unten), aber auch vom Querschnitt der Leiter und deren Bündelung und Verbausituation. Dazu sind Herstellerangaben zu beachten oder auch Normen wie z.B.: DIN VDE 0298-4 oder IEC 60364-5-52. Hier einige Auszüge der DIN VDE 0298-4:

Tabellen nach Verlegearten:

Quelle: DIN VDE 0298-4

Verlegeart     

A1 A2 B1 B2 C
Verlegung in wärmegedämmten Wänden Verlegung in Elektroinstallationsrohren Verlegung auf einer Wand
Anzahl belasteter Adern 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3
Nennquer-
schnitt in mm2
Belastbarkeit in A
  1,5 15,5   13,5  15,5  13 17,5  15,5  16,5  15 19,5  17,5
  2,5 19,5 18 18,5 17,5  24 21 23 20 27 24
  4 26 24 25 23 32 28 30 27 36 32
  4 - - - - - - - - - 33,02 
  6 34 31 32 29 41 36 38 34 46 41
  10 46 42 43 39 57 50 52 46 63 57
  10 - - - - - - - 47,17  - 59,43
  16 61 56 57 52 76 68 69 62 85 76
  25 80 73 75 68 101 89 90 80 112 96
  35 99 89 92 83 125 110 111 99 138 119
  50 119 108 110 99 151 134 133 118 168 144
  70 151 136 139 125 192 171 168 149 213 184
  95 182 164 167 150 232 207 201 179 258 223
  120 210 188 192 172 269 239 232 206 299 259
  150 240 216 219 196 300 262 258 225 344 299
  185 273 245 248 223 341 296 294 255 392 341

 

Quelle: DIN VDE 0298-4

Verlegeart D E F G
Verlegung in Erde Verlegung in Luft
Anzahl belasteter Adern 2 3 2 3 2 3 2
Nennquer-
schnitt in mm2
Belastbarkeit in A
1,5 22 18 22 18,5 - - - - -
2,5 29 24 30 25 - - - - -
4 37 30 40 34 - - - - -
6 46 38 51 43 - - - - -
10 60 50 70 60 - - - - -
16 78 64 94 80 - - - - -
25 99 82 119 101 131 114 110 146 130
35 119 98 148 126 162 143 137 181 162
50 140 116 180 153 196 174 167 219 197
70 173 143 232 196 251 225 216 281 254
95 204 169 282 238 304 275 264 341 311
120 231 192 328 276 352 321 308 396 362
150 261 217 379 319 406 372 356 456 419
185 292 243 434 364 463 427 409 521 480
240 336 280 514 430 546 507 485 615 569
300 379 316 593 497 629 587 561 709 659

 

Umrechnungsfaktoren für verschiedene Umgebungstemperaturen:

Quelle: DIN VDE 0298-4
Zulässige Betriebs-temperatur 40°C 60°C 70°C 80°C 85°C 90°C
Umgebungs-temperatur in °C Umrechnungsfaktoren
10 1,73 1,29 1,22 1,18 1,17 1,15
15 1,58 1,22 1,17 1,14 1,13 1,12
20 1,41 1,15 1,12 1,10 1,09 1,08
25 1,22 1,08 1,06 1,05 1,04 1,04
30 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
35 0,71 0,91 0,94 0,95 0,95 0,96
40 - 0,82 0,87 0,89 0,90 0,91
45 - 0,71 0,79 0,84 0,85 0,87
50 - 0,58 0,71 0,77 - 0,82
55 - 0,41 0,61 0,71 - 0,76
60 - - 0,50 0,63 - 0,71
65 - - 0,35 0,55 - 0,65
70 - - - 0,45 - 0,58
75 - - - 0,32 - 0,50
80 - - - - - 0,41
85 - - - - - 0,29
Brennbarkeit / Flammklasse

UL94 ist ein Standard, der vom amerikanischen Testlabor Underwriters Laboratories verwendet wird, in dem die Brenneigenschaften und die Brandsicherheit von Kunststoffen untersucht wird. In dem Versuch UL 94 HB (Horizontal Burning) wird das Verbrennen eines horizontalen Kunststoffstückes getestet und in dem anspruchsvolleren Test UL 94 V (Vertikal Burning) das Verbrennen eines vertikalen Stückes. Die genauen Erläuterungen über die verwendeten Anlagen, die Bedingungen und die Versuchsanlage sind aus dem schriftlichen UL 95 Standard ersichtlich.

Beispiel: UL-Kennung Brennbarkeit UL 94 V (Test des senkrechten Verbrennens)

Brennbarkeitsklassen UL 94
  V-0 V-1 V-2
Nachbrennzeit nach Beflammung (s) ≤ 10 ≤ 30 ≤ 30
Summe aller Nachbrennzeiten (s)
(10 Beflammungen)
≤ 50 ≤ 250 ≤ 250
Nachbrennen und Nachglühen der Proben
nach der zweiten Beflammung (s)
≤ 30 ≤ 60 ≤ 60
Brennendes Abtropfen (Zündung der Watte) Nein Nein Ja
Völliges Abbrennen der Proben Nein Nein Nein
Derating-Kurve / Erwärmung

Die Derating-Kurve (Strombelastbarkeitskurve) beschreibt die maximale zulässige Verlustleistung eines elektrischen oder elektronischen Bauteiles in Abhängigkeit von seiner Umgebungstemperatur unterhalb seiner oberen Grenztemperatur (siehe oben). Dazu ist die Konfiguration und Beschaltung des Bauteils wichtig (Anzahl und Querschnitt der bestromten Leiter bei Steckverbindern).

  • Die Erwärmung wird als Temperaturunterschied (∆T) zur Umgebung bei Nennstrom gemessen.
  • Die Basiskurve beschreibt die reale, gemessene Temperatur am wärmsten Punkt des Bauteils bei entsprechender Umgebungstemperatur.
  • Die Derating-Kurve wird (gemäß EN 60512-5-2) durch Reduktion des Stromwerts um 20% der Basiskurve berechnet.
  • Der Bemessungsstrom begrenzt den Strom auf einen Maximalwert.

Beispiel: In der Kurve (unten) dürfte das Bauteil bei 100 °C Umgebungstemperatur nur noch bis 40 A betrieben werden, ohne die obere Grenztemperatur zu überschreiten.

Funktionserde (FE)

Funktionserde FE (englisch "functional earth") ist ein elektrischer Leiter, um die Funktionen und damit den regulären Betrieb von Anlagen und Geräten sicherzustellen.

Funktionserdungsleiter: Erdungsleiter zum Zweck der Funktionserdung.

Funktionserdung: Erdung eines Punktes oder mehrerer Punkte eines Netzes, einer Anlage oder eines Betriebsmittels zu anderen Zwecken als der elektrischen Sicherheit.

Grenztemperatur

Untere und obere Temperaturen, die nicht zu einer Schädigung der Werkstoffe führen, werden als Grenztemperaturen bezeichnet. Dazwischen liegt der Betriebstemperaturbereich (Bsp.: -40 … +125 °C)

Die untere Grenztemperatur ist die tiefste zulässige Temperatur, bei der ein Steckverbinder oder eine Steckvorrichtung noch betrieben werden darf

Die obere Grenztemperatur ist die höchste zulässige Temperatur, bei der ein Steckverbinder oder eine Steckvorrichtung noch betrieben werden darf. Sie ist gleich der Summe aus Eigenerwärmung (Kontakterwärmung und Erwärmung des Kabels) und der maximalen Umgebungstemperatur.

IP Schutzart (Berührungsschutz, Staub, Wasser)

Bezüglich ihrer Eignung für verschiedene Umgebungsbedingungen werden elektrische Betriebsmittel gemäß EN 60529 mit geeigneten Schutzarten, ausgedrückt mit IP-Codes, ausgeführt. Die Abkürzung IP steht für Ingress Protection (Schutz gegen Eindringen). Den Buchstaben IP folgen 2 Ziffern, die den Schutz gegen Fremdkörper/Berührung (1. Stelle) und den Schutz gegen Wasser (2. Stelle) beschreibt.

Um die IP Schutzart sowie die notwendigen Kontaktüberdeckung zu gewährleisten, müssen der Kabel- und der Kupplungssteckverbinder bis zum Anschlag gesteckt und verriegelt sein.

Kontaktüberdeckung

Generell bezeichnet Kontaktüberdeckung bzw. Überstecksicherheit bei Steckverbindern den möglichen Überlappungsbereich von Stift und Buchse. Umso größer dieser Bereich desto zuverlässiger ist die Verbindung durch höheren möglichen Toleranzausgleich.

Bei HUMMEL muss, um die IP-Schutzart, sowie die notwendige Kontaktüberdeckung zu gewährleisten, Kabel- und Kupplungssteckverbinder bis zum Anschlag gesteckt und verriegelt sein.

Luftstrecke / Kriechstrecke

Die Luftstrecke ist die kürzeste Entfernung in Luft zwischen zwei leitenden Teilen.

Die Luftstrecken in HUMMEL-Produkten sind bemessen für Höhen bis einschließlich 2000 m über Meereshöhe (NN). Werden Steckverbinder in höheren Regionen als 2000 m verwendet, dann kontaktieren Sie unsere technischen Spezialisten.

Die Kriechstrecke ist die kürzeste Entfernung entlang der Oberfläche eines Isolierstoffes zwischen zwei leitenden Teilen.

Prüfspannung

Die Prüfspannung ist die Spannung, die ein Steckverbinder unter bestimmten Vorgaben standhalten muss, ohne dass es zu einem Spannungsüber- bzw. Spannungsdurchschlag über oder durch die Isolierung kommt und entspricht mindestens der Stehwechselspannung in der EN 61984.

Der Wert der Prüfspannung ist höher als die Bemessungsspannung und dient zum Nachweis des Isoliervermögens des Steckverbinders.

Schutzleiter (PE)

Schutzleiter PE (englisch „protective earth“) ist ein elektr. Leiter zum Zweck der Sicherheit, zum Schutz gegen elektrischen Schlag. Er wird auch als Erdleiter, Erdung oder kurz “Erde“ bezeichnet. Aufgabe in elektr. Systemen ist der Schutz von Lebewesen im Falle eines Fehlers.

PE-Leiter: Schutzleiter zum Zwecke der Schutzerdung

Schutzerdung: Erdung eines oder mehrerer Punkte im Netz, in einer Anlage oder in einem Betriebsmittel zum Zweck der elektrischen Sicherheit.

Steckverbinder / Steckvorrichtungen

Steckvorrichtungen sind Steckverbinder, die bei bestimmungsgemäßem Gebrauch, spannungsführend oder unter Last, gesteckt oder getrennt werden dürfen. Steckvorrichtungen werden auch als CBC (connector with breaking capacity / Steckverbinder mit Schaltleistung) bezeichnet. Klassisches Beispiel aus dem Haushalt ist der SCHUKO-Stecker.

Steckverbinder, der im bestimmungsgemäßem Gebrauch nicht unter Last oder spannungsführend gesteckt oder getrennt werden darf nennt man auch COC (connector without breaking capacity / Steckverbinder ohne Schaltleistung).

HUMMEL Steckverbinder sind üblicherweise als COC klassifiziert, dürfen also nicht unter Spannung gesteckt oder getrennt werden!

Steckzyklen („Mating Cycles“)

Ein Einsteck- und Trennvorgang von Steckverbindern wird als ein Steckzyklus bezeichnet. Die Anzahl der Steckzyklen ist ein wichtiger Kennwert für Stecker und Steckverbinder. Sie definiert die Lebensdauer eines Steckverbinders, die dieser ohne Einbußen bei der Übertragungsqualität absolvieren kann. Einfluss auf die Anzahl der Steckzyklen hat vor allem die Qualität der Kontaktoberfläche. Verwendung von hochwertigen und haltbaren Kontaktbeschichtungen verringern die den Oberflächenabrieb beim Steckvorgang.

Verschmutzungsgrad

Der Verschmutzungsgrad ist ein Zahlenwert, der die zu erwartenden Verschmutzung der Mikroumgebung angibt und ist ein Parameter bei der Bemessung der Luft- und Kriechstrecken elektrischer Betriebsmittel. Er bezeichnet die mögliche Verschmutzung eines offenen, ungesteckten Steckverbinders in einer bestimmten Umgebung. Die Norm EN 60664-1 unterscheidet hier in vier Kategorien:

  • Verschmutzungsgrad 1: Es tritt keine oder nur trockene, nicht leitfähige Verschmutzung auf. Die Verschmutzung hat keinen Einfluss.
  • Verschmutzungsgrad 2: Es tritt nur nicht leitfähige Verschmutzung auf. Gelegentlich muss jedoch mit vorübergehender Leitfähigkeit durch Betauung gerechnet werden. (für Haushalte, Geschäftsräume, Labors oder Prüfbereiche typisch.)
  • Verschmutzungsgrad 3: Es tritt leitfähige Verschmutzung auf oder trockene, nicht leitfähige Verschmutzung, die leitfähig wird, da Betauung zu erwarten ist. (für Industriebetriebe oder Werkstätten typisch.)
  • Verschmutzungsgrad 4: Es tritt eine dauernde Leitfähigkeit auf, hervorgerufen durch leitfähigen Staub, Regen oder Nässe.

Werden Steckverbinder unter einem höheren Verschmutzungsgrad eingesetzt, müssen die Spannungswerte reduziert werden. Kontaktieren Sie dazu unsere technischen Spezialisten.

Überspannungskategorie

Die Überspannungskategorie ist ein (römischer) Zahlenwert, der eine Bedingung bezüglich der transienten Überspannungen festlegt für Betriebsmittel, die direkt vom Niederspannungsnetz gespeist werden:

  • CAT IV: Betriebsmittel für den Einsatz am Anschlusspunkt der Installation (Elektrizitätszähler, primäre Überstromschutzgeräte usw.)
  • CAT III: Betriebsmittel in festen Installationen und für solche Fälle, in denen besondere Anforderungen an die Zuverlässigkeit und die Verfügbarkeit der Betriebsmittel gestellt werden. (Schalter in festen Installationen und Betriebsmittel für industriellen Einsatz mit dauerndem Anschluss an die feste Installation)
  • CAT II: Energie verbrauchende Betriebsmittel, die von der festen Installation gespeist werden (Haushaltsgeräte, tragbare Werkzeuge und andere Hausgeräte sowie ähnliche Geräte). [Wenn an solche Geräte jedoch besondere Anforderungen bezüglich der Zuverlässigkeit und der Verfügbarkeit gestellt werden, ist CAT III anzuwenden.]
  • CAT I: Stromkreise, die mit dem Netz verbunden sind, aber geeignete Maßnahmen getroffen sind, die transienten Überspannungen zu begrenzen.
  • Ohne CAT-Angabe: Stromkreise, die keine direkte Verbindung zum Netz haben. Bsp: Im Batteriebetrieb oder hinter Transformator, der doppelte/verstärkte Isolierung bietet (z.B. Geräte der Schutzklasse 3 - Betrieb mit Schutzkleinspannung, PKW-Elektrik, Steuerungen, SPS, Motorsteuerungen)

Sicherheitshinweis

Bei Betriebsspannungen größer 50 Volt müssen die in diesem Katalog aufgeführten Steckverbinder mit leitenden Gehäuseteilen gemäß den Sicherheitsbestimmungen der DIN VDE 0100-410; IEC 60364-4-41 benutzt werden. Diese Sicherheitsbestimmungen schreiben vor, dass entsprechende Steckverbinder nicht unter Spannung gesteckt oder getrennt werden dürfen. Andernfalls ist kein Schutz gegen elektrischen Schlag gewährleistet.