Einbaumessgerät / Schalttafelinstrument

Was Schalttafelinstrumente auszeichnet

Das Generatorfeld einer Hauptschaltanlage wird in jeder Wache abgelesen, oft mit einem Blick statt mit genauem Studium. Schalttafelinstrumente liefern diesen Überblick: Amperemeter für den Laststrom, Voltmeter für die Sammelschienenspannung, Frequenzmesser, Wattmeter für die Wirkleistung und teils Leistungsfaktormesser und Synchronoskope für das Parallelschalten. Fernanzeiger geben Werte von einem anderen Ort wieder, etwa Motordrehzahl oder Ruderlage auf der Brücke. Die meisten Schalttafelinstrumente messen den Hauptstrom nicht direkt. Sie werden über Strom- und Spannungswandler gespeist und entsprechend skaliert, weshalb die Skala auf dem Zifferblatt zum Übersetzungsverhältnis des dahinterliegenden Wandlers passen muss.

Hauptbauarten

• Drehspulinstrumente für Gleichstrom und, mit Gleichrichtern, für Wechselstrommessungen; genau und gut lesbar, mit linearer Skala
• Dreheiseninstrumente für Wechselstrom, robust und in Schaltanlagen für Amperemeter und Voltmeter üblich
• Elektrodynamische Instrumente für die Leistungsmessung und ähnliche Aufgaben
• Digitale Einbauinstrumente und Multifunktionsinstrumente, die mehrere Werte auf einer Anzeige darstellen und häufig ein Ausgangssignal oder eine Datenverbindung bieten
• Analoge Anzeiger mit Schrittmotor und Fernanzeiger, gespeist von einem Signal eines Messumformers

Hauptkomponenten

• Messwerk oder elektronische Messschaltung mit Skala oder Anzeige
• Gehäuse mit genormter quadratischer Front, üblich in Größen wie 72, 96 oder 144 mm, und Befestigungsklammern für die Schalttafelmontage
• Skalenplatte mit aufgedrucktem Bereich, Einheit und gegebenenfalls erweiterter Skala für Überlast oder Motoranlauf
• Klemmen, Nebenwiderstände oder Wandleranschlüsse, je nach Messprinzip
• Optionale Beleuchtung, damit das Zifferblatt in einem schwach beleuchteten Schaltraum lesbar ist

Auswahl und Dimensionierung

• Messgröße und Bereich, abgestimmt auf das Wandlerverhältnis und den erwarteten Höchstwert
• Genauigkeitsklasse, die für Anzeiger an einer Schaltanlage meist gröber ist als für Verrechnungszähler
• Überlastfähigkeit: Amperemeter für Motorabgänge brauchen eine Skala, die beim Anlaufstrom nicht abgeschnitten wird
• Gehäusegröße und Ausschnitt, damit das neue Instrument ohne Änderung in die vorhandene Tafel passt
• Versorgung bei digitalen Instrumenten und die Schnittstelle zum Alarm- oder Automationssystem, falls diese benötigt wird
• Eignung für die Umgebung: Vibrations- und Temperaturbereich für eine Schiffsschaltanlage

Vorschriften und Klasse

Die Klassifikationsvorschriften legen fest, welche Instrumente jedes Generatorfeld und jeder Hauptsammelschienenabschnitt tragen muss, und verlangen, dass sie von einer für den Schiffseinsatz zugelassenen oder geprüften Bauart sind. Instrumente, die an Stromwandler angeschlossen sind, müssen so verdrahtet sein, dass die Wandler-Sekundärseite unter Last niemals offen bleibt: Ein offener Sekundärkreis kann gefährliche Spannung entwickeln. Die Typzulassung gilt für die jeweilige Instrumentenreihe, und elektronische Multifunktionsinstrumente in Stromkreisen wichtiger Verbraucher fallen häufig unter die Automations- oder Elektrozulassung der Klassifikationsgesellschaft.

Typische Fehler

• Klemmender oder schleifender Zeiger durch Staub, einen verbogenen Zeiger oder ein verschlissenes Lager im Messwerk
• Nullpunktdrift oder verschobene Anzeige, meist nach Stoß oder Alterung des Messwerks
• Falsche Skala für das Wandlerverhältnis nach einem Austausch, sodass die Anzeige im Verlauf stimmt, aber im Wert falsch ist
• Überhitzung eines inneren Nebenwiderstands oder Vorwiderstands, besonders bei Instrumenten, die Überlast ausgesetzt sind
• Ausfall oder Dunkelwerden der Anzeige bei digitalen Geräten nach einer Spannungsspitze oder Ausfall der Versorgung
• Lose oder oxidierte Klemmen, die eine bei Vibration springende Anzeige verursachen

Worauf bei einem Lieferanten zu achten ist

• Genaue Übereinstimmung von Bereich, Skala, Gehäusegröße und Wandlerverhältnis mit dem zu ersetzenden Instrument
• Zulassungsdokumente, die die Reihe abdecken, mit einer Umweltklassifizierung für den Schiffseinsatz
• Option auf eine kundenspezifische Skalenplatte, damit ein vorhandenes Verhältnis beibehalten werden kann
• Bei digitalen Geräten Angaben zu Ausgang, Schnittstelle und Versorgung sowie eine Firmware- oder Konfigurationssicherung
• Ersatzmesswerke oder Ersatzfrontbaugruppen für ältere Reihen, falls das Instrument nicht mehr gefertigt wird

Vor dem Austausch eines Amperemeters die Sekundärseite des Stromwandlers kurzschließen oder sachgerecht freischalten. Den Sekundärkreis eines belasteten Stromwandlers niemals öffnen, um ein Instrument zu tauschen.