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VTK Handbuch_2021

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VTK Handbuch_2021

MESSEN, REGELN,

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Durchdachte Sicherheit Geräteausfälle bei der Messtechnik vermeiden Um das Problem des Geräteausfalls in Folge von Blitzeinschlägen bei Füllstandsonden zu reduzieren, wurde ein spezielles Schutz- und Montagekonzept erarbeitet, das Anlagenbetreibern größtmögliche Sicherheit bieten soll. Autor: Roland Kottus, Produktmanager/ Vertriebsleiter DACH, BD Sensors GmbH, Thierstein Schäden in Folge von Blitzeinschlägen und daraus resultierende Anlagenausfälle sind keine Seltenheit. Die Kosten für die Instandsetzung liegen schnell bei mehreren Tausend Euro, da neben dem finan ziellen Aufwand für den Austausch von Komponenten die Anlage oder Einrichtung erst einmal nicht mehr genutzt werden kann. Dabei ist der direkte Blitzeinschlag nur selten das Problem. Der Schaden wird hauptsächlich durch hohe Potenzialunterschiede in Folge einer nahen Blitzentladung erzeugt. Die enormen Überspannungen, die hierbei entstehen, sind energiereich und müssen mit geeigneten Maßnahmen und Komponenten größtmöglich reduziert werden. Neben einem gut dimensionierten Potenzialausgleich sorgen im Falle eines Blitzeinschlages Überspannungselemente dafür, dass die auftretende Energie minimiert, am besten eliminiert wird. Die Installation dieser Komponenten erfolgt in Schalt- schränken und schützt die verwendete Mess-, Regel- und Steuerungstechnik. Schwierig wird es, wenn beispielsweise Messtechnik genutzt wird, die außerhalb des Gebäudes installiert und bis zu 100 m oder mehr entfernt ist. Hydrostatische Füllstandsonden sind ein Beispiel hierfür. Sie messen die Wasserhöhe in Brunnen, Wehr- oder Schleusenanlagen und sind somit unerlässlich für die Kontrolle und Steuerung der Einrichtung. Der Messkopf befindet sich meist am Grund eines Gewässers oder Brunnens, während das Übertragungskabel geländenah verlegt wird. Potenzialverschiebungen oder -erhöhungen in der Umgebung eines Blitzschlages wirken somit direkt auf die Messeinrichtung ein. In diesem Fall hilft auch die Schutzeinrichtung am Steuerungskasten nicht viel. Um das Problem des Geräteausfalls in Folge von Blitzeinschlägen bei Füllstandsonden 28 VERFAHRENSTECHNIK Handbuch 2021 www.verfahrenstechnik.de

MESSEN, REGELN, AUTOMATISIEREN Passende Lösungen BD Sensors bietet ein breites Sortiment an Tauchsonden/Pegelsonden, die bei der Füllstandmessung in Flüssigkeiten bzw. pastösen Medien sowie der Pegelmessung in Wasser und Abwasser zum Einsatz kommen. Sie basieren auf dem Prinzip der hydrostatischen Füllstandmessung, d. h. sie nutzen die physikalische Größe Druck zur Erfassung der Messdaten. Die Tauchsonden sind in zahlreichen Gehäusematerialien, Drucksensor- und Durchmesser-Varianten verfügbar und bieten somit schon in der Standardausführung eine passende Lösung für vorherrschende Einbausituationen. Eine Besonderheit stellen die trennbaren Tauchsonden dar. Bei diesen Ausführungen kann der Sondenteil mühelos ohne Werkzeug vom Kabel getrennt werden – ein entscheidender Vorteil im Service- oder Wartungsfall, da hier lediglich ein Teil der Tauchsonde und nicht die gesamte Installation betroffen ist. Hier gibt es eine Variante mit Edelstahl- und eine mit Keramik-Sensor. Weitere Ausführungen, wie z. B. Tauchsonden mit integriertem Überspannungsschutz, Temperatursensor oder Datenlogger gehören ebenso zum Programm, wie kommunikationsfähige Varianten mit RS485-Schnittstelle oder Hart-Protokoll. zu reduzieren, wurde ein spezielles Schutzund Montagekonzept erarbeitet, das Anlagenbetreibern größtmögliche Sicherheit bietet. Ein Beispiel dafür ist die Füllstandsonde LMK 808, deren Herzstück ein präziser und sehr robuster kapazitiv-keramischer Drucksensor ist, der extra dafür entwickelt wurde. Die hochwertige Membran aus 99,9 %iger Reinstkeramik ist universell einsetzbar und eignet sich hervorragend für die unterschiedlichsten Wasserapplikationen. Zweistufiger Überspannungsschutz Zum Schutz des Sensorsignals, der Signalverarbeitung und -übertragung wurde ein zweistufiger Überspannungsschutz konzipiert. Der Grobschutz sorgt dafür, dass die Überspannung auf 90 V begrenzt und ein Impulsstrom bis 8 000 A (8 kA) abgeleitet wird. Der darauffolgende Feinschutz reduziert die auftretende Spannung auf 36 V, wirkt bipolar und kann eine Impulsleistung von 1 500 W aufnehmen. Um die Leistungsfähigkeit der Maßnahmen zu dokumentieren, wurden Überspannungstests in einem akkreditierten Prüflabor nach EN 61000-4-5 durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass Normprüfpulse mit einem Schärfegrad von 4 000 V (4 kV) keinen Schaden erzeugen. Zügiger Austausch im Schadensfall Wohlwissend, dass diese Schutzmaßnahmen bei manchen Überspannungsereignissen nicht ausreichen und es dennoch zu Ausfällen kommen kann, hat sich BD Sensors Gedanken gemacht, wie der Austauschaufwand für den Anlagenbetreiber im Falle eines Schadens so gering wie möglich gehalten werden kann. Die Lösung hierfür ist ein seit vielen Jahren etabliertes Gerätekonzept, das die Trennung zwischen Messkopf und Kabelanschluss ohne Spezialwerkzeug zulässt und eine geprüfte Druckdichtigkeit bis 20 bar besitzt. Die Trennbarkeit des Messkopfes vom Kabelteil ist ein Feature, das sich in der Praxis bewährt hat. Der Vorteil besteht darin, dass im Falle eines Schadens oder eines Serviceeinsatzes das aufwändig verlegte Kabel nicht aus Kabelkanälen und Mauerdurchführungen entfernt werden muss, was meist den Einsatz von Dienstleistungsfirmen und eine Vorlaufzeit von einigen Wochen mit sich bringt. Stattdessen zieht der Mitarbeiter einfach die Füllstandsonde aus dem Wasser oder Pegelrohr, schraubt den Messkopf ab und den neuen wieder an. Der Aufwand hierfür beträgt nur wenige Minuten, und die Füllstandsonde kann zügig wieder in Betrieb gehen. Fotos: TerryJ/iStock photo.com, BD Sensors www.bdsensors.de Das Herzstück dieser trennbaren Füllstands - sonde ist eine hochwertige Membrane aus Reinst keramik; der Einsatz ist in den unterschiedlichsten Wasserapplikationen möglich www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK Handbuch 2021 29

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Verfahrenstechnik Handbuch Prozesstechnologie 2019