Allgemeine technische Hinweise zu Rundsteckverbindern

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 (U_L-N). In 3-phasigen Drehstromsystemen (V3~) ist die Bemessungsspannung als Phasenspannung / Leiter gegen Leiter (U_L-L) angegeben.

In geerdeten Netzen (T_N, T_T, T_N-C, T_N-CS, …) ist die Spannung Leiter gegen Erde (U_L-PE) um √3 kleiner als die Phasenspannung (U_L-L). In ungeerdeten Netzen wird die Spannung Leiter gegen Erde (U_L-PE) gleich hoch gerechnet wie die Spannung Leiter gegen Leiter (U_L-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.

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.

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:

Umrechnungsfaktoren für verschiedene Umgebungstemperaturen:

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)

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 (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.

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.

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.

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.

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.

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 (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.

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!

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.

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.

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)