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Was bedeutet EMV-Schutz bei Wandschaltschränken und wann ist er notwendig?

Geöffnetes wandmontiertes Stahlgehäuse mit pulverbeschichteter hellgrauer Oberfläche und elektromagnetischer Abschirmdichtung am Türrahmen.

EMV-Schutz bei Wandschaltschränken bedeutet, dass das Gehäuse und seine Komponenten so ausgeführt sind, dass elektromagnetische Störungen weder nach außen abgestrahlt werden noch von außen in den Schrank eindringen und die Elektronik beeinträchtigen können. Ob ein solcher Schutz notwendig ist, hängt von der Anwendung, der Umgebung und den eingesetzten Bauteilen ab. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen rund um EMV-Schutz, Normen und technische Umsetzung.

Welche Störquellen machen EMV-Schutz im Schaltschrank notwendig?

EMV-Schutz im Schaltschrank wird notwendig, wenn im oder um den Schrank herum elektromagnetische Störquellen vorhanden sind, die empfindliche Elektronik beeinflussen können. Typische Störquellen sind Frequenzumrichter, Schütze, Leistungsschalter sowie externe Quellen wie Mobilfunkantennen, Schweißgeräte oder Hochspannungsleitungen in unmittelbarer Nähe.

Die Problematik lässt sich in zwei Richtungen unterteilen: Einerseits erzeugen Bauteile innerhalb des Schaltschranks selbst hochfrequente Störsignale, die über Leitungen oder als Feldabstrahlung auf benachbarte Geräte einwirken. Andererseits können externe Felder von außen in den Schrank eindringen und dort Steuerungselektronik, Messgeräte oder Kommunikationsmodule stören.

Besonders kritisch sind folgende Situationen:

  • Frequenzumrichter erzeugen durch ihre Schaltfrequenz breitbandige hochfrequente Störungen
  • Induktive Lasten wie Motoren oder Transformatoren verursachen beim Schalten Spannungsspitzen
  • Lange, ungeschirmte Steuerleitungen wirken als Antennen und koppeln Störungen ein
  • Industrielle Umgebungen mit Schweißtechnik oder Hochfrequenzöfen erzeugen starke externe Felder

Je höher die Empfindlichkeit der verbauten Elektronik und je komplexer die Umgebung, desto wichtiger wird ein durchdachter EMV-Schutz bereits in der Planungsphase.

Welche EMV-Normen gelten für Wandschaltschränke?

Für Wandschaltschränke in industriellen Anwendungen ist die zentrale Norm die EN 61000-Reihe, die elektromagnetische Verträglichkeit umfassend regelt. Hinzu kommen produktspezifische Normen wie die EN 60439 (Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen) sowie maschinenspezifische Anforderungen aus der EN 60204. Welche Norm konkret gilt, hängt von der Anwendung und dem Einsatzbereich des Schaltschranks ab.

In der Praxis sind folgende Normenfamilien und Richtlinien relevant:

  • EN 61000-4-x: Prüfnormen für Störfestigkeit, zum Beispiel gegen Burst, Surge oder elektrostatische Entladung
  • EN 55011 / EN 55032: Grenzwerte für abgestrahlte und leitungsgebundene Emissionen
  • EMV-Richtlinie 2014/30/EU: EU-Richtlinie, die Hersteller verpflichtet, Geräte so zu gestalten, dass sie keine unzulässigen Störungen verursachen und selbst ausreichend störfest sind
  • EN 50121: Spezifische Norm für Bahnanwendungen, die besonders strenge EMV-Anforderungen stellt

Für Anwendungen im Bahnbereich gelten aufgrund der hohen Störpegel durch Fahrmotoren und Oberleitungen deutlich verschärfte Anforderungen. Wer Schaltschränke für die Bahntechnik entwickelt, muss die Zertifizierungsanforderungen der EN 50121 von Anfang an in die Konstruktion einplanen.

Wie wird EMV-Schutz bei einem Wandschaltschrank technisch umgesetzt?

EMV-Schutz bei einem Wandschaltschrank wird durch eine Kombination aus metallischer Schirmung des Gehäuses, leitfähigen Dichtungen an Türen und Durchführungen, gezielter Kabelführung sowie dem Einsatz von Filtern und Überspannungsschutzgeräten realisiert. Kein einzelnes Mittel allein ist ausreichend; erst das Zusammenspiel der Maßnahmen ergibt einen wirksamen Schutz.

Auf Gehäuseebene sind folgende Maßnahmen entscheidend:

  • Geschlossene, lückenlose Metallkonstruktion ohne unkontrollierte Öffnungen
  • EMV-gerechte Dichtungen aus leitfähigem Material an Türen, Kabeleinführungen und Flanschplatten
  • Niederohmige Erdung des Gehäuses über kurze, flächige Verbindungen
  • Kabeldurchführungen mit Schirmklemmen, die den Schirm direkt auf das Gehäusepotenzial legen

Innerhalb des Schranks kommen weitere Maßnahmen hinzu: Netzfilter an der Einspeisung reduzieren leitungsgebundene Störungen. Trennwände zwischen Leistungs- und Steuerkreisen minimieren kapazitive und induktive Kopplung. Schirmkabel werden konsequent eingesetzt und beidseitig aufgelegt. Außerdem sind räumliche Trennungen zwischen störenden Quellen und empfindlichen Empfängern innerhalb des Schranks sinnvoll.

Was ist der Unterschied zwischen Schirmung und Filterung im Schaltschrank?

Schirmung und Filterung sind zwei grundlegend verschiedene Maßnahmen zur Sicherstellung der elektromagnetischen Verträglichkeit. Schirmung verhindert, dass elektromagnetische Felder in den Schaltschrank eindringen oder aus ihm austreten, indem leitfähige Materialien die Feldausbreitung unterdrücken. Filterung hingegen unterdrückt hochfrequente Störanteile auf Leitungen, die in den Schrank hinein oder aus ihm heraus führen.

Schirmung: Schutz durch das Gehäuse selbst

Die Schirmwirkung eines Wandschaltschranks entsteht durch das metallische Gehäuse, das wie ein Faradayscher Käfig wirkt. Entscheidend ist dabei die Qualität der elektrischen Verbindungen: Spalten, Schlitze oder schlecht leitende Übergänge an Türen, Kabeleinführungen oder Montageplatte reduzieren die Schirmwirkung erheblich. Leitfähige Dichtungen und sorgfältige Erdung sind deshalb keine optionalen Extras, sondern konstruktive Voraussetzungen für wirksame Schirmung Schaltschrank.

Filterung: Schutz auf der Leitungsebene

Filter wirken auf den Leitungen selbst. Netzfilter, Ferritkerne oder LC-Glieder dämpfen hochfrequente Störsignale, bevor sie sich über Versorgungsleitungen oder Steuerleitungen ausbreiten können. Filterung ist besonders wichtig, wenn Frequenzumrichter oder Schaltnetzteile verbaut sind, da diese typischerweise starke leitungsgebundene Emissionen erzeugen. Schirmung und Filterung ergänzen sich und sollten in einem EMV-Konzept immer gemeinsam betrachtet werden.

Wann reicht ein Standard-Wandschaltschrank, wann braucht man eine EMV-Sonderlösung?

Ein Standard-Wandschaltschrank reicht aus, wenn die verbaute Elektronik wenig störempfindlich ist, keine starken Störquellen im oder um den Schrank vorhanden sind und die geltenden Normen keine speziellen EMV-Anforderungen vorschreiben. Sobald jedoch Frequenzumrichter, empfindliche Messtechnik, Kommunikationselektronik oder Bahnanwendungen im Spiel sind, ist eine EMV-Sonderlösung in der Regel erforderlich.

Als Orientierung lassen sich folgende Kriterien heranziehen:

  • Standard-Wandschaltschrank genügt: Einfache Steuerungen ohne Frequenzumrichter, keine externen Störquellen in der Nähe, unkritische Umgebung, Anforderungen nach Schutzart IP54 oder niedriger ohne spezielle EMV-Klasse
  • EMV-Sonderlösung notwendig: Frequenzumrichter oder Schaltnetzteile verbaut, empfindliche Mess- oder Kommunikationsmodule vorhanden, Einsatz in Bahnanwendungen (EN 50121), starke externe Störquellen in der Umgebung, Anforderungen an die Schirmwirkung nach bestimmten Dämpfungsklassen

Oft ist nicht die gesamte Konstruktion eine Sonderlösung, sondern es reichen gezielte Anpassungen: eine leitfähige Türdichtung, eine zusätzliche Schirmtrennwand oder ein Netzfilter an der richtigen Stelle. Wichtig ist, die EMV-Anforderungen frühzeitig in der Konstruktionsphase zu klären, da nachträgliche Maßnahmen aufwendiger und teurer sind.

Wie Dessauer SG bei EMV-gerechten Wandschaltschränken unterstützt

Wir bei Dessauer SG entwickeln und fertigen Wandschaltschränke, die von Anfang an auf Ihre spezifischen Anforderungen ausgelegt sind, einschließlich einer EMV-gerechten Konstruktion. Unser DessaCompact Wandschaltschrank ist als variables Gehäusesystem konzipiert, das sich in Abmessungen, Materialien und Ausstattungsmerkmalen exakt auf Ihren Anwendungsfall anpassen lässt.

Konkret unterstützen wir Sie mit folgenden Leistungen:

  • Konstruktive Auslegung des Gehäuses mit lückenloser Dichtkante und niederohmiger Erdung für wirksame Schirmung
  • Fertigung von Ausbrüchen, Kabeleinführungen und Flanschplatten nach Zeichnungsvorlage für EMV-gerechte Kabeldurchführungen
  • Verarbeitung von Stahlblech und Edelstahl mit präzisen Toleranzen für saubere, leitfähige Übergänge an Türen und Anbauteilen
  • Individuelle Anpassungen für anspruchsvolle Branchen wie Bahntechnik oder Medizintechnik mit entsprechenden Zertifizierungsanforderungen
  • Lieferung kundenindividueller Schaltschränke in 15 Tagen, während Wettbewerber häufig 8 bis 12 Wochen benötigen

Unsere Ansprechpartner stehen Ihnen gerne zur Verfügung, um Ihre EMV-Anforderungen technisch zu besprechen und gemeinsam die passende Gehäuselösung zu entwickeln. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf und teilen Sie uns Ihre Anforderungen mit, damit wir Ihnen ein konkretes Angebot unterbreiten können.

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