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Störlichtbogenschutzsystem ARCON ® ARCON® – der blitzschnelle Airbag für Ihre Schaltanlage.

ARCON - der blitzschnelle Airbag für Ihre Schaltanlage · Antrieb, wie er aus dem Airbag bekannt ist, beschleunigt einen Kupferbolzen der eine Isolierplatte durchschlägt und damit

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Störlichtbogenschutzsystem ARCON®

ARCON® – der blitzschnelle Airbag

für Ihre Schaltanlage.

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Für die heutige Gesellschaft ist die kontinuierliche Versorgung mit elektrischer

Energie selbstverständlich. Wie anfällig wir diesbezüglich sind, zeigten der Strom-

ausfall in Nordamerika und in Europa. Alles kam zum Erliegen.

Eines der Gefährdungsrisiken für die sichere Versorgung mit elektrischer Energie

sind Störlichtbögen. Sie kommen in elektrischen Energieverteilern auch heute

immer noch vor – trotz aller vorab berücksichtigten und in die Wege geleiteten

Vorsichtsmaßnahmen. Sie werden durch menschliche Fehler beim Arbeiten an

der Schaltanlage, durch Verschmutzung oder Betauung, durch Überspannungen

oder ähnliche Vorfälle verursacht. Ein derartiges Ereignis tritt häufiger auf als man

vermutet, im Schadensfall sind seine Auswirkungen gravierend.

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„Mit dem von Eaton vorgestelltenStörlichtbogenschutzsystem lautet die neue Devise: Verhindern statt Begrenzen. Der GDV sowie VdS Schadenverhütung haben aufgrund der nachgewiesenen Wirksamkeit von ARCON in den Richt-linien der Feuerversicherungen, VdS 2349 „Störungsarme Elektroinstallation“ einen wirklich funktionierenden Störlichtbogen-schutz so definiert, dass beim Auftreten eines Lichtbogens keine zerstörendeEnergie auftreten kann.“ Das von Eaton entwickelte Störlicht-bogenschutzsystem hat alle Prüfungen überzeugend bestanden. Anlässlich der Hannover Messe 2004 überreichte VdS Schadenverhütung das entsprechende Zertifikat an Eaton. 2010 wurde das Zertifikat verlängert.

Herbert Schmolke,

VdS Schadenverhütung,

Köln

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Die Auswirkungen eines Störlichtbogens sind durchaus vergleichbar mit einer Explosion.

Sie reichen von Personen-, über massive Schaltanlagenschäden bis hin zu wochen-

langen Produktionsstillständen oder gar zum Austausch der beschädigten Schaltanlage.

Im schlimmsten Fall mündet der Produktionsstillstand gar in eine Insolvenz, weil die

Kunden zwischenzeitlich einen anderen Lieferanten haben.

Der Faktor Verfügbarkeit ist im heutigen wettbewerblichen Umfeld hoch relevant, hierfür

gilt es geeignete Schutzvorkehrungen zu treffen. Rechenzentren, Tunnelversorgungen und

Energieversorgungen für kontinuierliche Fertigungsprozesse in der chemischen Industrie

gehören bislang zu den Hauptanwendungen für ARCON ®.

Schäden vermeiden,

Betriebskontinuität gewährleisten.

• Zünddraht leitete Störlichtbogenzündung gemäß EN 60 439-1 Beiblatt 2 ein.

• Arcon löschte nach 2 ms.• Nur Schmauchspuren.• Direkte Wiederinbetriebnahme.

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Personenschutz

Fehler beim Arbeiten an unter Spannung stehenden Schaltanlagen können töd-lich sein. Alle namhaften Hersteller von Niederspannungsschaltanlagen bieten heute eine störlichtbogenfeste Ausführung ihrer Schaltanlage an. Dieser Perso-nenschutz wird allerdings unter praxisfremden Bedingungen an der geschlos-senen Schaltanlage geprüft. Die Statistik der BGETEM belegt, dass 2 von 3 Unfällen an der geöffneten Schaltanlage auftreten. Dem gilt es Rechnung zu tragen und technische Lösungen anzubieten, die einen effektiven Schutz bie-ten, der auch bei geöffneter Schaltanlage wirksam bleibt. Eaton hat aus diesem Grund in Zusammenarbeit mit der TU Ilmenau Grundlagenforschung betrieben und ist zu dem Schluss gelangt, dass nur extrem schnelle Schutzsysteme einen „echten“ Personenschutz realisieren können. ARCON erreicht mit Störlichtbo-genlöschzeiten von nur 2 ms einen beispiellosen Personenschutz.

Anlagenschutz

Niederspannungsschaltanlagen werden durch Einwirkung eines Störlichtbo-gens mitunter für Wochen außer Betrieb gesetzt. Falls keine redundante Ener-gieversorgung vorgesehen ist, stellt sich ein ungewünschter Produktionsausfall ein. Abhilfe bietet auch hier nur ein effektiver Anlagenschutz, der die Auswir-kungen des Störlichtbogens auf ein Minimum begrenzt und eine umgehende Wiederinbetriebnahme ermöglicht. Beim Einsatz von ARCON werden die Aus-wirkungen des Störlichtbogens auf seine Fußpunkte beschränkt. Nach Beseiti-gen der Ursache und Austausch des Löschgeräts lässt sich die Anlage in kürzester Zeit wieder in Betrieb nehmen und die erforderliche Verfügbarkeit wieder herstellen.

Nichtbeachten der 5 Sicherheitsregeln

Beim Einziehen einer abgeschirmten Steu-erstromleitung berührte der einseitig geer-dete Schirm die unter Spannung stehende Hauptsammelschiene und leitete einen Störlichtbogen mit erheblichem Anlagen-schaden ein.

Verschmutzung und Betauung

In einer Futtermittelfabrik ereignete sich ein Störlichtbogen in einer Schaltanlage, die seit einigen Jahren in Betrieb war. Als Ursache wurde eine erhebliche Verschmut-zung und Betauung festgestellt, die die Iso-lationsfestigkeit unzureichend verminderte.

Installationsreste in den Isolierstrecken

Während eines Probelaufs der Notstrom-aggregate versetzten diese die Schaltan-lage in Schwingung. Auf der Verschienung zum Leistungsschalter befand sich ein bis dahin nicht loka lisierter Draht, der durch die Schwingungen zwischen die Phasen fiel und dort einen Störlichtbogen einleitete.

Arbeiten unter Spannung

Im Rahmen der erweiterten Inbetrieb-nahme entfernte ein Elektromonteur an einem Sicherungsleistenfeld die Siche-rungseinsätze, um die Abgangsleitungen besser anschließen zu können. Dabei ver-säumte er, die unter Spannung stehende Verteilschiene abzudecken und berührte diese mit einer aufzulegenden Leitung. Durch diese Berührung wurde ein Stör-lichtbogen gezündet, der glücklicherweise durch das installierte ARCON System abgeschaltet wurde. So wurden Perso-nen- und Anlagenschäden verhindert.

Gefahrenquellen

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Chemische Industrie

Kontinuierliche Fertigungsprozesse verlangen nach unter-brechungsfreier Energieversorgung. Sei es die Raffinerie, die Granulaterzeugung oder sonstige Fertigungsprozesse die sich vor Jahren schon für MCC Technik entschieden haben um die Verfügbarkeit der elektrischen Energiever-sorgung zu optimieren. Was liegt näher, als dem Risiko Störlichtbogenschaden auch effizient zu begegnen.

Rechenzentren

Egal ob Lohnabrechnungen, Bargeldabbuchungen am Geldautomaten oder sonstiger Dienstleistungen auf diesemSektor. Die Versorgung mit elektrischer Energie muss unter allen Umständen gewährleistet sein – also auch im Fall eines Störlichtbogens.

Glas- und Aluminiumhütte

Fällt die Energieversorgung länger als 30 Minuten aus, erstarrt das flüssige Rohmaterial in der Produktion und die gesamte Fertigungseinrichtung hat lediglich Schrottwert. Deshalb muss die Versorgung mit elektrischer Energie in besonderem Maße abgesichert werden. Alle Risiken wer-den beleuchtet und geeignete Gegenmaßnahmen ergriffen – selbstverständlich auch hinsichtlich des Störlichtbogen-schutzes.

Tunnelversorgung

Ohne funktionierende Energieversorgung müssen Tunnel stillgelegt werden. Beim heutigen Verkehrsaufkommen führt die Sperrung einer wichtiger Transferroute zu einem allgemeinen Verkehrschaos, wie der Felsabgang am St. Gotthard Tunnel gezeigt hat.

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Atomkraftwerke

Immer wieder kommt es in Atomkraftwerken zu Störungen. Seit dem Störfall in Tschernobyl ist die Öffentlichkeit beson-ders sensibilisiert. Die Betreiber sind gehalten höchsten Wert auf Betriebssicherheit zu legen, insbesondere vor dem Hin-tergrund der geplanten Laufzeitverlängerungen. Ein geeig-neter Störlichtbogenschutz ist dabei unerlässlich.

Schiffsanwendungen

Auf Containerschiffen werden heutzutage ein Großteil der Container gekühlt. Die dazu notwendige Energie muss während der Überfahrt ununterbrochen zur Verfügung stehen. Auch moderne Kreuzfahrtschiffe stellen hohe Ansprüche an eine kontinuierliche Energieversorgung. Der Bedarf an elektrischer Energie ist auf Kleinstadtniveau.

Windkraftanlagen

Auch in Windkraftanlagen kommt es zu Störlichtbögen. In diesem Fall brennt die ganze Kanzel aus. Eine solche Anlage wird in der Regel komplett ausgetauscht. Daraus resultiert ein Schaden in Millionenhöhe. Abhilfe ist mit einem wirksa-men Störlicht bogenschutz zu erreichen.

Krankenhäuser

Die Energieversorgung eines Krankenhauses muss unter allen Umständen gewährleistet sein. Wenn, bedingt durch eine Störung, nur der redundante Anlagenteil im Betrieb ist, sollte selbst im Notbetrieb eine größtmögliche Sicherheit angestrebt werden. Man denke nur an den Betrieb der Operationssäle und Intensivstationen.

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1. Erfassen

Der Störlichtbogen wird durch zwei unabhängige Erfassungs-größen zuverlässig detektiert. Der Störlichtbogen erzeugt einen Überstrom, den die Messwandler erfassen. Als zweite Erfas-sungsgröße dient die extrem starke Lichtemission eines Stör-lichtbogens. Diese Lichterfassung wird durch Sensoren reali-siert, die auf der Lichtwellenleitertechnologie basieren. Bei der starken Lichtemission wird ein Teil dieses Lichtes radial in den Kern des Lichtwellenleiters eingekoppelt. Damit ist dieses Signal an der Stirnseite der Faser auswertbar. Fehlauslösungen durch Blitzlichter oder Schweißlichtbögen werden durch die Verknüpfung beider Signale verhindert.

3. Löschen

Das Löschgerät ermöglicht extrem kurze Löschzeiten. In we -niger als 1ms erzeugt es einen dreiphasigen Kurzschluss und entzieht dem Störlichtbogen seine Energie. Ein pyrotechnischer Antrieb, wie er aus dem Airbag bekannt ist, beschleunigt einen Kupferbolzen der eine Isolierplatte durchschlägt und damit den elektrischen Kontakt herstellt.

2. Auswerten

Die analogen Sensorsignale werden in so genannten Slave-modulen in digitale Signale umgewandelt und der zentralen Auswerteeinheit übermittelt. Dafür wurde ein spezieller Bus kreiert, dessen Hauptfunktion in der ultraschnellen Übermitt-lung der auslöserelevanten Informationen liegt. Zusätzlich erfolgt die Spannungsversorgung der Slavemodule auch über diese Leitung. Durch Adressierung werden die Slavemodule unterschiedlichen Sammelschienenabschnitten, den sogenann-ten Schutzzonen zugeordnet. Eine Zentraleinheit ist in der Lage zwei Sammelschienenabschnitte getrennt voneinander zu über-wachen.

4. Abschalten

Dem einspeisenden Leistungsschalter verbleibt die Aufgabe den betroffenen Sammelschienenabschnitt vom Netz zu tren-nen. Dies geschieht durch den Kurzschlussschnellauslöser. Als Back-up erhält jeder auf diesen Sammelschienenabschnitt spei-sende Leistungsschalter noch einen Abschaltbefehl auf den Arbeitsstromauslöser. Nicht betroffene Sammelschienenab-schnitte bleiben in Betrieb.

Störlichtbögen sicher beherrschen.

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Eine der häufigsten Anwendungen ist in dieser Übersicht dargestellt. Die Anlage besteht aus zwei Sammelschienen-abschnitten, die jeweils über eine Einspeisung verfügen und über den Kuppelschalter miteinander verbunden werden kön-nen. Zur Überwachung dieser Anlage benötigt man eine Zent-raleinheit ARC-EM. Pro Sammelschienenabschnitt ist ein Löschgerät ARC-AT erforderlich. In jedem Feld befindet sich ein linienförmiger Lichtsensor ARC-SL, Ausnahme ist hier das Kup-pelfeld in dem zwei Lichtsensoren benötigt werden. Jeweils drei Lichtsensoren die zum gleichen Sammelschienenabschnitt gehören, können an ein Slavemodul ARC-EL3 angeschlossen werden. Während die Überstromerfassung in Einspeisung 1

direkt mit der Zentraleinheit verbunden wird, ist für die zweite Einspeisung ein Slavemodul ARC-EC1 erforderlich, dass im Störlichtbogenfall auf den Arbeitsstromauslöser des zweiten einspeisenden Schalters wirkt. Nur der vom Störlichtbogen betroffene Sammelschienenabschnitt wird abgeschaltet. Realisiert wird dies durch die natürliche Selek tivität der Leis-tungsschalter und die Ansteuerung der zuge hörigen Arbeits-stromauslöser. Der nicht betroffene Schalt anlagenteil bleibt in Betrieb.

Stromwandler

Linienförmiger Lichtsensor

Zentrale Auswerteeinheit

Slavemodul für Stromerfassung

Slavemodul für Lichterfassung

Löschgerät

Leistungsschalter (Einspeisung, bzw. Kupplung)

Leistungsschalter (Abgang)

Linienförmiger Lichtsensor 1b

Verbindungsleitung Wandler Auswertung

Verbindungsleitung Auswerteelektronik

Ansteuerung Arbeitsstromauslöser

Schutzzone I und zugehörige Verbindungen

Schutzzone II und zugehörige Verbindungen

Trafo 1 Trafo 2

Kuppel-feld

Feld 4 Feld 5 Feld 6 Feld 7

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Sortimentsübersicht

Linienförmiger Lichtsensor – Hervorragendes Ansprechverhalten – Sehr gute Fehlauslösesicherheit – Kontinuierliche Selbstüberwachung durch Monitorsignal – Längen von 10 m bis 25 m Aktive Sensorlänge 5 m ARC-SL10 283702 6 m ARC-SL11 283703 7 m ARC-SL12 283704 8 m ARC-SL13 283705 10 m ARC-SL15 283706 12 m ARC-SL17 283707 15 m ARC-SL20 283708 20 m ARC-SL25 283709

Punktförmiger Lichtsensor – Für den Einsatz in einem Störlichtbogen- ARC-SP 283710

erfassungssystem (ohne Löschgerät) – Lokalisierung des Fehlerortes – Einfache Installation – Kontinuierliche Selbstüberwachung

Mobiler Lichtsensor – Lichtsensor für den temporären Einsatz ARC-SM 283711 – Verbesserung des Personenschutzes beim Arbeiten

unter Spannung – Aufnahme ins System ohne erneute Konfiguration – An allen optischen Erfassungseinheiten kontaktierbar

Slave zur Aufnahme der – Aufnahme von bis zu 3 linienförmigen Lichtsensoren ARC-EL3 283700 linienförmigen Lichtsensoren – Anschlussmöglichkeit für den mobilen Lichtsensor – Anzeige von aktivierten oder störungsbehafteten

Sensoren – Zuordnung zu Sammelschienenabschnitten mittels

Adressierung

Slave zur Aufnahme der – Aufnahme von bis zu 10 punktförmigen ARC-EP10 283701 punktförmigen Lichtsensoren Lichtsensoren – Anschlussmöglichkeiten für den mobilen Lichtsensor – Anzeige von aktivierten oder störungsbehafteten

Sensoren – Zuordnung zu Sammelschienenabschnitten mittels

Adressierung

Slave zur – 3 phasige Überstrommessung ARC-EC1 283699 Überstromerfassung – Konfigurierbarer potenzialfreier Schließer

für Arbeitsstromauslöser Ansteuerung – Anzeige von aktivierten oder störungsbehafteten

Sensoren

Produkt Beschreibung Typ Bestell-Nr.

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Zentraleinheit – Anzeige des Systemzustandes mittels Display und LEDs ARC-EM 283698 – Auslösung nur bei gleichzeitiger Erfassung von

Überstrom- und Lichtsignalen – Separate Überwachung von zwei Sammelschienen-

abschnitten – Separate Ansteuerung von zwei Löschgeräten

Reaktionszeit ~ 1 ms – Pro Sammelschienenabschnitt zwei potenzialfreie

Schließer für die Ansteuerung der Arbeitsstromauslöser – Ein potenzialfreier Schließer als Summenmeldung

im Störlichtbogenfall – Je ein potenzialfreier Schließer und Öffner als

Meldekontakt für Störungsmeldungen – Kontinuierliche Selbstüberwachung des Systems – Anschluss von drei Stromwandlern zur Überstrommessung – bis zu 16 Slavemodule anschließbar Löschgerät – Erzeuger eines dreiphasigen Kurzschlusses ARC-AT-T 283712 in weniger als 1 ms ARC-AT-B 283713 – Stromtragfähigkeit von 65 kA für 500 ms

oder 100 kA für 150 ms – Schneller Austausch durch offene Langlöcher

und geringes Gewicht möglich – LED Anzeigen für Betrieb und Auslösung

Zubehör – Diverse Verbindungsleitungen 0,5 m ARC-CC00 286390 1 m ARC-CC01 286391 2 m ARC-CC02 286392 5 m ARC-CC05 286393 10 m ARC-CC10 286394 15 m ARC-CC15 286395 20 m ARC-CC20 286396 5 m ARC-CCAT05 100038 10 m ARC-CCAT10 100039 15 m ARC-CCAT15 100040 20 m ARC-CCAT20 100041

Befestigungsmaterial – Umfangreiches Sortiment für die ARC-MF 289008 Positionierung der Lichtsensoren ARC-MFR 289009 – Befestigungsclip – Moosgummi 20 mm

Produkt Beschreibung Typ Bestell-Nr.

Bemessungsstrom SchienenquerschnittIZM BG1 800 – 1000 1 x 40 x 10 ARC-MC1045 286397NZM4IZM BG1 1250 – 1600 2 x 40 x 10 ARC-MC2045 286398NZM4NZM4 1600 2 x 50 x 10 ARC-MC3035 289101IZM BG2 1250 – 1600 2 x 40 x 10 ARC-MC2085 286399

2000 1 x 100 x 10 ARC-MC1025 2864002500 – 3200 2 x 100 x 10 ARC-MC2025 286401

IZM BG3 4000 3 x 120 x 10 ARC-MC3085 286402IZM BG3 5000 4 x 120 x 10 ARC-MC4085 289006IZM BG3 6300 6 x 120 x 10 ARC-MC6085 289007VertikalanschlussHauptsammelschiene 1 x 5 ARC-MC0525 289019Rücken-an-RückenHauptsammelschiene 1 x 15 ARC-MC1525 289100Rücken-an-Rücken

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Eaton’s Electrical Sector ist weltweitführend in den Bereichen Energievertei-lung, unterbrechungsfreie Stromversor-gung, Schalten, Schützen, Automati-sieren und Visualisieren von industriellenProzessen. Durch die Kombination derbreiten Produktpalette und unseren Inge-nieur-Dienstleistungen liefern wir welt-weit Energiemanagement-Lösungen zurRealisierung höchster Anforderungen imMaschinenbau, in Industrieanlagen,öffentlichen Einrichtungen, Zweck- undWohnbauten, Rechenzentren, der IT, derEnergieversorgung sowie im Handeloder bei alternativen Energien.

Unsere Lösungen helfen Unternehmennachhaltige Wettbewerbsvorteile zuerzielen. Durch ein vorausschauendesEnergiemanagement der elektrischenInfrastruktur über die gesamte Lebens-dauer hinweg, bieten wir größere Sicher-heit, höhere Zuverlässigkeit und Energie-effizienz. Weitere Informationen findenSie unter www.eaton.com/electrical.

Eaton Electric GmbHKunden-Service-CenterPostfach 188053105 Bonn AuftragsbearbeitungKaufmännische AbwicklungDirektbezugTel. 0228 602-3702Fax 0228 602-69402E-Mail: [email protected] Kaufmännische AbwicklungElektrogroßhandelTel. 0228 602-3701Fax 0228 602-69401E-Mail: [email protected] TechnikTechnische Auskünfte / ProduktberatungTel. 0228 602-3704Fax 0228 602-69404E-Mail: [email protected] Anfragen / AngebotserstellungTel. 0228 602-3703Fax 0228 602-69403E-Mail: [email protected] Qualitätssicherung / ReklamationenTel. 0228 602-3705Fax 0228 602-69405E-Mail: [email protected] ZentraleTel. 0228 602-5600Fax 0228 602-5601

SchweizInternet: www.moeller.ch

LausanneEaton Industries II SarlChemin du Vallon 261030 BussignyTel. +41 58 458 14 68Fax +41 58 458 14 69E-Mail: [email protected]

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ÖsterreichInternet: www.moeller.at / www.eaton.com

WienEaton GmbHScheydgasse 421215 Wien, AustriaTel. +43 (0)50868-0Fax: +43 (0)50868-3500Email: [email protected]

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Gewährleistungsausschluss und Haftungsbeschränkung

Die Informationen, Empfehlungen, Beschreibungen und Sicherheitshinweise in diesem Dokument basieren auf den Erfahrungen und Einschätzungen der Eaton Corporation („Eaton“) und berücksichtigen möglicherweise nicht alle Eventualitäten. Wenn Sie weitere Informationen benötigen, wenden Sie sich bitte an ein Verkaufsbüro von Eaton. Der Verkauf der in diesen Unterlagen dargestellten Produkte erfolgt zu den Bedingungen und Konditionen, die in den entsprechenden Verkaufsrichtlinien von Eaton oder sonstigen vertraglichen Vereinbarungen zwischen Eaton und dem Käufer enthalten sind. Es existieren keine Abreden, Vereinbarungen, Gewährleistungen ausdrücklicher oder stillschweigender Art, einschließlich einer Gewährleistung der Eignung für einen bestimmten Zweck oder der Marktgängigkeit, außer soweit in einem bestehenden Vertrag zwischen den Parteien ausdrücklich vereinbart. Jeder solche Vertrag stellt die Verpflichtungen von Eaton abschließend dar. Der Inhalt dieses Doku-mentes wird weder Bestandteil eines Vertrages zwischen den Parteien noch führt er zu dessen Änderung. Eaton übernimmt gegenüber dem Käufer oder Nutzer in keinem Fall eine vertragliche, delikti-sche (einschließlich Fahrlässigkeit), verschuldensun-abhängige oder sonstige Haftung für außergewöhn-liche, indirekte oder mittelbare Schäden, Folge-schäden bzw. -verluste irgendeiner Art – unter anderem einschließlich, aber nicht beschränkt auf Schäden an bzw. Nutzungsausfälle von Geräten, Anlagen oder Stromanlagen, von Vermögens-schäden, Stromausfällen, Zusatzkosten in Verbin-dung mit der Nutzung bestehender Stromanlagen, oder Schadensersatzforderungen gegenüber dem Käufer oder Nutzer durch deren Kunden – infolge der Verwendung der hierin enthaltenen Informationen, Empfehlungen und Beschreibungen. Wir behalten uns Änderungen der in diesem Handbuch enthal-tenen Informationen vor. Fotos und Abbildungen dienen lediglich als Hinweis und begründen keine Verpflichtung oder Haftung seitens Eaton.

E-Mail: [email protected]: www.eaton.com/moellerproducts

Herausgeber:Eaton CorporationElectrical Sector – EMEA

Eaton Industries GmbHHein-Moeller-Str. 7-11D-53115 Bonn

© 2011 by Eaton Industries GmbHÄnderungen vorbehaltenW4600-7560D ip 07/11Printed in Germany (07/11)Artikelnr.: 285245

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