Export von Schaltschränken: Geltende Normen und Vorschriften beachten (2023)

Aus Deutschland, Europa und der übrigen IEC-Welt werden Maschinen und Anlagen in großem Umfang in die Vereinigten Staaten und nach Kanada exportiert. Wer aber exportieren will, muss die dort geltenden Regeln und Vorschriften beachten. Im Bereich der Elektrogeräte gibt es viele grundlegende konzeptionelle Abweichungen. Daher müssen laut Eaton wichtige und strategische Entscheidungen getroffen werden, in die neben dem Elektroprojekt auch andere Bereiche des Unternehmens eingebunden werden müssen.

Zum Export von Schaltschränken: Dipl.-Ing. Wolfgang Esser arbeitet im ICD-Produktsupport bei der Eaton Industries GmbH in Bonn

Während IEC/EN-Richtlinien und -Normen für elektrische Geräte in den meisten Ländern der Welt gelten, unterscheiden sich die Maschinencodes und -normen für den nordamerikanischen Markt stark von den internationalen (NEC, CEC, UL 508A, NFPA 79). Erschwerend kommt hinzu, dass es deutliche Unterschiede in den Markt- und Nutzungsgewohnheiten gibt. Leider sind diese Gewohnheiten selten dokumentiert oder müssen mühsam aus Codes und Mustern abgeleitet werden. Seine Bedeutung für Erfolg oder Misserfolg sollte nicht unterschätzt werden. Es gibt auch detaillierte Unterschiede zwischen US-amerikanischen und kanadischen Vorschriften und manchmal unterschiedliche Bedingungen in den USA. Es wäre jedoch äußerst ungünstig, all diese Unterschiede nur durch Fehler und Beschwerden zu erfahren.

Doch was ist beim Export einer Maschine nach Nordamerika zu beachten? Eine gute Voraussetzung ist bereits erfüllt, wenn aus europäischer Sicht eine „EMV-gerechte und sichere“ Maschine oder Anlage exportiert wird. Damit sind die nordamerikanischen Anforderungen hinsichtlich Maschinensicherheit und elektromagnetischer Verträglichkeit in der Regel bereits erfüllt.

Unternehmen sind oft der Meinung, dass es die alleinige Aufgabe von Elektrikern ist, eine Maschine für den Export vorzubereiten. Diese Vorgehensweise kann darauf zurückzuführen sein, dass insbesondere elektrische Betriebsmittel als Quelle potenzieller Brandgefahren vor der Inbetriebnahme durch den Betreiber von einer zuständigen lokalen Behörde (AHJ) genehmigt werden. Es sind aber auch die Normen zu beachten, die sich an Maschinenbaukonstrukteure und Verfahrenstechniker für ausgewählte Maschinentypen richten. Daher sind FDA-Vorschriften z. B. in Maschinen und Anlagen zur Herstellung oder Verpackung von Medizinprodukten oder zur Lebensmittelverarbeitung (z. B. Hygienerichtlinien).

Wichtige Verfahrensfragen sind mit dem Endkunden zu klären oder vom Maschinen- oder Anlagenhersteller in seinem Katalog oder bereits im Angebot zu besprechen. Unbeantwortete Fragen führen oft zu falschen Annahmen, was zu hohen nachgelagerten Kosten, Zeitverlust und Imageverlust führen kann. Da Sie nur zugelassene Komponenten verarbeiten müssen, stellt sich die Frage, ob Sie die richtigen Komponentenlieferanten haben.

Beim Export von Maschinen mit elektrischer Ausrüstung nach Nordamerika müssen einige Abweichungen von den IEC-Richtlinien berücksichtigt werden. Besonders kritisch sind alle Störungen, die zur Behebung mehr Schaltschrankplatz benötigen, der oft nicht zur Verfügung steht. Daher sollten die folgenden Empfehlungen berücksichtigt werden:

• Wenden Sie die korrekten US-Codes und Standards an
• berücksichtigen Sie regionale und lokale Abweichungen
• Verwenden Sie NRTL-zugelassene (zertifizierte) Komponenten, Komponenten müssen nach den richtigen Codes und Standards zugelassen sein, zugelassene Komponenten müssen gemäß Codes und Standards ausgewählt, dimensioniert, angepasst und verwendet werden
• Kombinationen, z. B. Motorstarter müssen vom Hersteller vollständig getestet und zugelassen werden, um hohe Ausfallraten zu erreichen.
• Beachten Sie alle Nutzungsbeschränkungen
• handhaben Sie keine zugelassenen Komponenten oder Kombinationen, beachten Sie die Verdrahtungs- und Installationsrichtlinien
• Beobachtung des nordamerikanischen Marktes und der Nutzungsgewohnheiten, S. T. weicht stark von internationalen Gepflogenheiten ab
• Ermitteln Sie die Kurzschlussfestigkeit (SCCR) der Schaltschränke und geben Sie diese auf den Typenschildern an
• Prüfen Sie, ob und wo die gesamte elektrische Ausrüstung von der NRTL genehmigt werden muss
• eventuell die Werkstatt von einem NRTL zertifizieren lassen
• Die Maschine wird in der Regel am Aufstellungsort von einer zuständigen Behörde begutachtet und zur Verwendung zugelassen oder angefochten
• Oft können die notwendigen Änderungen nur von amerikanischen Spezialisten vorgenommen werden.
• nach Änderungen muss ein NRTL die Notwendigkeit einer Erneuerung der Systemzulassung prüfen (Codes = National Electrical Code (NEC), USA, Canadian Electrical Code (CEC), Kanada, NRTL = Nationally Recognized Testing Laboratories, z. B. UL, CSA , ​​ETL Intertek , hohe Ausfallraten = ideale Testergebnisse z.B. für SCCR)

In Nordamerika werden Selbsterklärungen der Hersteller zur Einhaltung nordamerikanischer Codes und Standards nicht akzeptiert, es zählen nur unabhängige Zertifizierungen Dritter. Es besteht die Möglichkeit, Exportmaschinen durch Inspektoren einer Zertifizierungs- und Zulassungsgesellschaft (NRTL) nach freier Wahl des Herstellers zertifizieren bzw. abnehmen zu lassen. Die Genehmigung kann ein Verkaufsargument oder sogar eine Anforderung sein. Zu beachten ist, dass eventuelle Reklamationen in der Regel am einfachsten und kostengünstigsten in der Herstellerwerkstatt behoben werden können. In manchen Fällen ist es den Mitarbeitern des Herstellers in den USA nicht erlaubt oder möglich, selbst an den Maschinen zu arbeiten und diese zu verbessern. Ein Mitarbeiter des Herstellers darf als Vorgesetzter nur amerikanisches Fachpersonal anweisen und beaufsichtigen. In Kanada können Maschinen bereits vom Zoll abgelehnt werden.

Als Zulassungsvariante ermöglicht der Bau von Zellen in unserer eigenen NRTL-zugelassenen Werkstatt eine größere Flexibilität. Dies ist besonders wirtschaftlich bei einem höheren Exportanteil. In diesem Fall kann der Hersteller nach einer Schulung das elektrische Betriebsmittel selbst mit einem NRTL kennzeichnen. Das Geschäft wird dann einem von der NRTL bezahlten Folgeservice (NRTL Semi-Annual or Quarterly Audits) unterzogen, bei dem die NRTL die Einhaltung ihrer eigenen Spezifikationen sowie Kodizes und Standards sicherstellt. Zu Beginn des Exportgeschäfts oder bei anfänglich geringem Exportvolumen kann dies auch die Vertragswerkstatt eines Lohn-Schaltschrankbauers sein. Eine weitere Alternative ist eine Feldbeurteilung durch einen NRTL am nordamerikanischen Installationsstandort.

Andere Exporteure tun zunächst nichts, um die Konformität der Elektrogeräte mit den US-amerikanischen Vorschriften und Normen nachzuweisen. Sie warten, um zu sehen, was in Amerika auf der Website passiert. Dieses Vorgehen kann ein hohes Risiko bergen und erfordert zumindest gute Fachkenntnisse. Am nordamerikanischen Standort ist die elektrische Ausrüstung der Maschine generell von der zuständigen lokalen Behörde (AHJ) zugelassen. Der einzelne AHJ ist nicht unbedingt ein Elektriker. In Kanada werden Inspektionen überwiegend durch regionales Provinzpersonal durchgeführt, beispielsweise durch die Electrical Safety Authority (ESA) in der Provinz Ontario. Exporteure, die sich für diesen Ansatz entscheiden, reagieren nur auf AHJ-Beschwerden.

Keine der verschiedenen Zertifizierungs-/Genehmigungsoptionen, die von den NRTLs angeboten werden, bietet 100 % Schutz vor Ansprüchen der AHJ in den USA oder der ESA in Kanada. Das vorhandene Zulassungszeichen eines NRTL ist jedoch oft von Vorteil, da es die Arbeit von AHJs erleichtert und sie von einigen ihrer Zulassungspflichten entlastet. In den meisten Fällen akzeptiert AJH ein Steuergehäuse mit einem NRTL-Tag und prüft es nicht weiter. Der AHJ kann sogar eine Feldbeurteilung durch einen NRTL anfordern, bevor er dem Betrieb der Maschine zustimmt. Bei großen Anlagen oder neuen Technologien kann es sinnvoll sein und manchmal auch Geld sparen, AHJs in die Design-/Planungsphase des Projekts einzubeziehen.

Einzelne Maschinenbauer lassen aus Kostengründen nur die erste Maschine einer neuen Baureihe genehmigen bzw. etikettieren und bauen dann die weiteren Maschinen in gleicher Weise ohne Anbringen eines NRTL-Labels. Es ist möglich, zwei Preise für eine Maschine zu vergeben, für die nordamerikanische Version mit oder ohne NRTL-Zulassung. Bei einzelnen Herstellern ist eine unterschiedliche Vorgehensweise abhängig von der Größe der Maschine und dem Umfang und der Komplexität der elektrischen Ausrüstung. Ob und wie elektrische Betriebsmittel zugelassen werden, sind strategische Fragen, die im Team geklärt werden müssen. Übernimmt der Betreiber oder Hersteller die AHJ-Abnahmekosten? Wer muss die Umzugskosten tragen? Welche Informationen werden gesammelt und welche übermittelt? Sowohl die IEC/EN 60 204-1 (Elektrische Ausrüstung von Maschinen) als auch die NFPA 79 enthalten Anhänge mit Empfehlungen für technisch orientierte Vereinbarungen zwischen Herstellern und Maschinenbetreibern.

Beschwerdeverfahren

Wenn Sie irgendwelche Beschwerden haben, machen Sie sich keine Sorgen. Emotionale Reaktionen und Schuldgefühle helfen nicht. Auch hier empfiehlt sich ein abgestimmtes Vorgehen im Team. Dies ist besonders wichtig, wenn der Hersteller über eine US-Vertriebsorganisation verfügt. Welche Geschäftseinheit ist für die Bearbeitung von Beschwerden zuständig? Beschwerden von Inspektoren müssen schriftlich erfolgen. Erst wenn Sie genau wissen, worüber Sie sich beschweren, sollten Sie reagieren.

Viele Verarbeiter sind der Meinung, dass jedes Bauteil mit einem nordamerikanischen Prüfzeichen auch in Maschinenanlagen verarbeitet werden kann. Diese Annahme ist falsch. Eine nach IT-Norm zugelassene Stromversorgung gehört in der Regel nicht in eine Maschinensteuerung. Siehe UL 508A Tabelle SA 1.1 für die korrekten Standards für Maschinensteuerungskomponenten, geordnet nach Kategorie.

Oft ist es ratsam, sich an die Lieferanten der reklamierten Komponenten zu wenden, sofern Ihnen die Informationen zur Reklamation vorliegen. In den meisten Fällen muss der Lieferant die Reklamation bestätigen, weil die Komponenten wirklich falsch verwendet oder falsch dimensioniert wurden. Aber auch allgemeine Informationen können hilfreich sein, insbesondere wenn der Anbieter Sie bei der Lösung des Problems beraten kann.

Im Zweifelsfall empfiehlt es sich, bereits in der Projektierungsphase mit dem Lieferanten zu sprechen. Sie erkennen schnell, wie tief seine Kenntnisse des US-Marktes, der Codes und Standards sind, und können gegebenenfalls Rückschlüsse ziehen. Dazu muss sich der Einkäufer des Maschinenbauunternehmens über besondere Anforderungen an Lieferanten und notwendige Produktzulassungen im Klaren sein. In leistungsbegrenzten Niederspannungsschaltungen (leistungsbegrenzte Niederspannungsschaltungen, 100-W-Regelung) müssen mit einigen Ausnahmen alle Komponenten aufgeführt werden. Nicht alle Probleme sind in gekauften Teilen zu finden.

Bei Reklamationen hat AHJ das letzte Wort über die Betriebsfreigabe der Maschine oder Anlage. Eine Inbetriebnahme ohne Ihre Zustimmung und ohne Behebung der reklamierten Punkte könnte versicherungs- und haftungsrechtliche Folgen haben und die Kontinuität der Stromversorgung gefährden.

In Nordamerika müssen Arbeitgeber/Auftragnehmer ihren Mitarbeitern eine sichere Beschäftigung bieten. Mit der AHJ- oder ESA-Zulassung kann der Arbeitgeber zunächst seine Bemühungen um die Sicherung von Arbeitsplätzen dokumentieren. Daher sind Sie auch an einer Abnahme interessiert. So können Sie den Maschinenlieferanten auch ohne große Argumente für anfallende Umbaukosten haftbar machen. Die meisten Maschinen und Anlagen werden jedoch dank guter Fachkenntnisse und guter Vorbereitung ohne Beanstandungen in Betrieb genommen. Mit jeder exportierten Maschine steigen das Wissen und die positiven Erfahrungen der Hersteller.

Häufige und grundlegende Fehler

Für elektrische Betriebsmittel gibt es zugehörige Begriffe und Anforderungen, die aus IEC/EN-Normen und -Richtlinien nicht bekannt sind, z. B. b.

• Feeder-Schaltungen,
• Ableitungsschaltungen,
• Abzweigschutzgeräte,
• Stromverteilungsanlagen u
• Industrielle Steuerungsausrüstung.

Die für die Auswahl, Beschaffung und Verarbeitung von Elektromaterial Verantwortlichen müssen diese Begriffe und die damit verbundenen Anforderungen unbedingt beherrschen. Einige typische IEC-Produkte dürfen in Nordamerika nicht verwendet werden, wie es in IEC-Ländern üblich und bewährt ist. Dies gilt z. B. für Leitungsschutzschalter, Motorschutzschalter, Motorstarter und Fehlerstromschutzschalter.

Geeignete Netzform und Betriebsspannung

In Nordamerika können einige der europäischen kompakten Schalt- und Schutzgeräte nur in starr geerdeten Sternnetzen arbeiten. In Deutschland ist diese Art von Netzwerk die Norm. Die Spannungen, die in starr geerdeten Sternnetzen auftreten, werden nach ihrer lateinischen Schreibweise als „Balkenspannungen“ (bar = bar) bezeichnet. Richtig geschriebene Beispiele sind: B. Netze mit Nennspannungen (Nennspannung) von 480 Y/277 V oder 600 Y/347 V. Wenn in einem Schaltschrank nur ein Gerät verwendet wird, das nur bei einer Grenzspannung arbeiten kann, das Spannung muss auf dem Typenschild angegeben werden muss wie auf dem Schaltschrank angegeben werden. Der Vertrieb sollte versuchen, die Frage zu klären, um welche Art von Netzwerk es sich handelt. Hier mag das Problem für den US-Vertrieb allerdings zunächst unverständlich sein, wenn er sich nicht mit den in der IEC-Welt üblichen kleineren Bauteilen auskennt. Oft ist es nicht möglich, diese Frage rechtzeitig zu klären. Daher müssen Sie in Katalogen, technischen Unterlagen und Angeboten eindeutige Angaben zur Netzspannung und Netzart machen. Eine Lösung kann darin bestehen, die Maschine über einen Transformator mit sternförmiger Sekundärwicklung zu versorgen. Durch die Erdung dieses Sternpunktes erzeugt dieser eine eigene Scherspannung. In Kanada wird dieser Trafo häufig verwendet, um eine hohe Netzspannung beispielsweise von 600 V auf 480 V herunterzutransformieren, da nicht alle Schalt- und Schutzgeräte, die für 600 V erhältlich sind, diesen Trafo versorgen müssen.

Kurzschlussstrombewertung

Die Bestimmung des Bemessungskurzschlussstroms (SCCR/Schaltschrankkurzschlussfestigkeit) gehört zu den Messungen, die bei der Projektierung durchgeführt werden sollten. Das Ergebnis ist auf dem Typenschild des Schaltschranks anzugeben. Bei diesem Thema herrscht noch viel Unsicherheit. Grundsätzlich besteht die Bestimmung des SCCR darin, die getesteten Komponenten oder Kombinationen innerhalb des Schaltschranks in den Hauptstromkreisen zu ermitteln, die den kleinsten SCCR aufweisen. Der kleinste einzelne SCCR bestimmt den SCCR des gesamten Panels. Dieser Wert muss auf dem Typenschild des Steuergehäuses angegeben werden. Der SCCR muss gleich oder größer als der maximal mögliche Kurzschlussstrom am Einsatzort sein. Das Addendum SB zu UL 508A enthält unlogische Aspekte und nutzt nicht alle Best Practices der IEC-Welt, wie Backup-Schutz oder Step-Back-Stromskalierung von strombegrenzenden Schutzgeräten. Es muss dringend geprüft werden. Aktuell geben viele Maschinen- und Schaltschrankhersteller den SCCR nur mit 10 kA an.

Ein Merkmal, das in der IEC-Welt weiterhin für Verwirrung sorgt, findet sich in den USA und Kanada in Bezug auf die Betriebsspannung von Motoren. Motoren mit einer Typenschildspannung von nur 460 V werden beispielsweise an die Netzbetriebsspannung (Nennspannung) von 480 V angeschlossen. Der einfachste Grund ist, dass die Netzspannung den Motor nicht erreicht. Bei der überwiegend für Kanada typischen Netzspannung von 600 V werden Motoren mit einer Typenschildspannung von 575 V angeschlossen, es gibt keinen Motor für 480 V oder 600 V.

www.ul.com

www.csa-europe.org