Schaltschrankbau nach EN 61439: Was Betriebe vor der Bestellung klären sollten

Ein Schaltschrank ist für die meisten Unternehmer ein grauer Kasten, der irgendwann mit der Maschine geliefert wird oder irgendwo an der Hallenwand hängt. Solange er funktioniert, denkt niemand an ihn. Wenn eine Maschine erweitert wird, eine neue Halle ans Netz geht oder eine Anlage nach zwanzig Jahren ihre Steuerung verliert, wird der graue Kasten plötzlich zur Frage mit vielen Unbekannten: Wer baut ihn, nach welchen Regeln, wie lange dauert es, und was steht hinterher in der Dokumentation.

Die Antwort auf die Regelfrage ist seit einigen Jahren klar. Niederspannungs-Schaltgerätekombinationen, also Haupt- und Unterverteilungen, Steuerschränke und Motorsteuerungen, werden nach der Normenreihe EN 61439 gefertigt und geprüft. Sie hat die alte Unterscheidung zwischen typgeprüften und partiell typgeprüften Schaltschränken abgelöst und schreibt vor, was der Hersteller nachweisen muss: Erwärmung, Kurzschlussfestigkeit, Schutzart, Isolationseigenschaften, mechanische Funktion. Wer einen Schaltschrank bestellt, bestellt damit nicht nur Blech und Komponenten, sondern auch diesen Nachweis.

In Ostwestfalen und dem angrenzenden Niedersachsen übernehmen das Elektrofachbetriebe mit eigener Schaltschrankfertigung. Die A&A Hermann GmbH aus Steinheim im Kreis Höxter etwa fertigt Hauptverteilungen, Unterverteilungen, Motorsteuerungen und Frequenzumrichterschränke nach EN 61439 in Einzelfertigung und Kleinserie, inklusive Stückprüfung und Dokumentation in EPLAN. Aus dieser Praxis ergibt sich eine Liste von Punkten, die ein Betrieb vor der Anfrage klären sollte, weil sie Preis und Lieferzeit stärker beeinflussen als die Wahl des Gehäuseherstellers.

Was der Schrank können muss

Die erste Frage ist banal und wird trotzdem oft ungenau beantwortet: Welche Verbraucher hängen dran, mit welcher Leistung, und wie viele Reserven sollen bleiben. Eine Hauptverteilung wird nach dem Bemessungsstrom ausgelegt, und der ergibt sich aus der Summe der Abgänge mit einem Gleichzeitigkeitsfaktor. Wer hier nur die heutigen Maschinen nennt, bekommt einen Schrank, der beim nächsten Kompressor voll ist. Fachbetriebe raten zu 20 bis 30 Prozent Reserve an Platz und Leistung. Das kostet bei der Fertigung wenig und erspart in fünf Jahren einen zweiten Schrank daneben.

Die zweite Frage ist die Umgebung. Ein Schaltschrank in einer klimatisierten Werkstatt braucht eine andere Schutzart als einer in einer Halle mit Metallstaub oder einer, die im Winter unter null Grad fällt. Staub, Feuchtigkeit, Temperatur und Erschütterungen bestimmen Gehäuse, Lüftung, Heizung und Dichtungen. Ein Schrank, der in einer Lackiererei steht, braucht andere Schutzmaßnahmen als einer im Büroanbau.

Steuerung und Schnittstellen

Bei Steuerschränken kommt die Frage nach der Steuerungstechnik hinzu. Welche Speicherprogrammierbare Steuerung soll drin sitzen, welches Bussystem verbindet sie mit den Sensoren und Antrieben, und wie soll die Anlage an ein übergeordnetes System angebunden werden. In vielen Betrieben gibt es hier einen Hausstandard, etwa Siemens, Beckhoff oder Schneider, damit die Instandhaltung nicht für jede Maschine ein anderes Programmiergerät braucht. Wer diesen Standard bei der Bestellung nennt, spart sich später Ärger.

Frequenzumrichter verdienen einen eigenen Gedanken. Sie sparen Energie und schonen die Mechanik, aber sie erzeugen Wärme und elektromagnetische Störungen. Ein Frequenzumrichterschrank braucht deshalb eine ordentliche Kühlung, geschirmte Motorleitungen und Filter, damit die Umrichter nicht die Steuerung im Nachbarschrank stören. Das ist Teil der Auslegung, nicht der Montage.

Die Prüfung, die den Unterschied macht

Nach EN 61439 wird jeder gefertigte Schrank einer Stückprüfung unterzogen, bevor er das Werk verlässt: Sichtprüfung, Prüfung der Verdrahtung, Isolationsmessung, Funktionsprüfung, Kontrolle der Schutzmaßnahmen. Das Ergebnis steht in einem Prüfprotokoll, das zum Schrank gehört wie das Typenschild. Wer bei einer Betriebsprüfung nach DGUV Vorschrift 3 oder bei einem Versicherungsschaden nachweisen muss, dass die Anlage normgerecht gebaut wurde, braucht genau dieses Dokument. Auf Wunsch kommt ein externes Prüfinstitut dazu, etwa wenn der Kunde eine unabhängige Abnahme fordert oder die Anlage ins Ausland geht.

Dokumentation ist keine Beilage

Der Punkt, an dem sich gute und schlechte Schaltschränke am deutlichsten unterscheiden, ist die Dokumentation. Ein Schrank ohne aktuellen Stromlaufplan ist bei der ersten Störung ein Rätsel. Ein Schrank mit EPLAN-Dokumentation, in der jede Klemme, jede Ader und jedes Betriebsmittel beschriftet und im Plan zu finden ist, wird in zwanzig Minuten repariert. Zur vollständigen Dokumentation gehören Stromlaufpläne, Klemmenpläne, Aufbaupläne, Materiallisten, das Prüfprotokoll und die Datenblätter der Komponenten, revisionssicher und in einem Format, das der Betrieb selbst lesen und pflegen kann.

Betriebe sollten bei der Bestellung festlegen, dass die Dokumentation in einer bearbeitbaren Form übergeben wird, nicht nur als PDF. Wer später eine Klemme umbelegt oder einen Abgang ergänzt, muss den Plan ändern können. Sonst stimmt die Dokumentation nach dem ersten Umbau nicht mehr, und der Wert des ganzen Ordners fällt auf null.

Warum die Nähe zum Hersteller zählt

Schaltschränke lassen sich bundesweit bestellen, und für Serienschränke ist das auch sinnvoll. Bei Einzelanfertigungen für einen bestimmten Betrieb sieht es anders aus. Zwischen Angebot und Lieferung ändert sich fast immer etwas: Eine Maschine bekommt einen zusätzlichen Antrieb, der Aufstellort wandert, die Zuleitung kommt von der anderen Seite. Wer den Schrank bei einem Betrieb in der Region fertigen lässt, klärt solche Änderungen in einem Termin vor Ort statt in einer Kette aus Mails und Zeichnungsständen. Der Elektrofachbetrieb, der den Schrank baut, ist oft auch derjenige, der ihn anschließt und in Betrieb nimmt. Dann gibt es keine Diskussion, ob der Fehler im Schrank oder in der Feldverkabelung liegt, weil beides aus einer Hand kommt.

Der zweite Vorteil zeigt sich Jahre später. Bei einer Störung um sechs Uhr morgens ist ein Betrieb, der den Schrank kennt und vierzig Kilometer entfernt sitzt, mehr wert als der günstigste Anbieter am anderen Ende der Republik. Wartungsverträge mit festen Reaktionszeiten setzen diese Nähe voraus.

Lieferzeit und Reihenfolge

Ein Schaltschrank ist kein Lagerartikel. Zwischen Auftrag und Lieferung liegen die Planung, die Beschaffung der Komponenten, der Aufbau, die Verdrahtung und die Prüfung. Je nach Umfang sind das einige Wochen, bei knappen Bauteilen auch mehr. Wer eine Hallenerweiterung oder einen Maschinenumbau plant, sollte den Schrank deshalb früh beauftragen, parallel zum Bauantrag oder zur Maschinenbestellung, nicht erst, wenn die Maschine auf dem Hof steht.

Die Reihenfolge, die sich bewährt hat: Bedarf und Umgebung klären, Reserven festlegen, Steuerungsstandard nennen, Angebot mit Prüf- und Dokumentationsumfang einholen, beauftragen, und die Lieferung so terminieren, dass der Schrank vor der Maschine da ist. Dann ist der graue Kasten an der Wand, wenn er gebraucht wird, und danach wieder für zwanzig Jahre unsichtbar. Das ist das Beste, was man über einen Schaltschrank sagen kann.