Eaton PKE12 Series User Manual Download

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Eaton Corporation

Eaton ist ein führendes Energie-
Management-Unternehmen. Weltweit
ist Eaton mit Produkten, Systemen und
Dienstleistungen in den Bereichen Electrical,
Hydraulics, Aerospace, Truck und
Automotive tätig.

Eatons Electrical Sector

Eatons Electrical Sector ist weltweit führend
bei Produkten, Systemen und Dienstleistungen
zu Energieverteilung, sicherer Stromversorgung
und Automatisierung in der Industrie, in Wohn- und
Zweckbauten, öffentlichen Einrichtungen, bei Energie-
versorgern, im Handel und bei OEMs.

Zu Eatons Electrical Sector gehören
die Marken Cutler-Hammer®, Moeller®,
Micro Innovation, Powerware®, Holec®,
MEM® und Santak®.

www.eaton.com

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6

/10 MN03402004Z-DE/EN

Handbuch/Manual

P

K

E12 un

d/a

n

d

PKE32

Motorschutzschalter/Motor-protective
circuit-breaker PKE12 und/and PKE32

Überlastüberwachung von Ex e-Motoren/
Overload monitoring of Ex e motors

Eaton Corporation

Eaton is a leading power
management company. Eaton
operates worldwide with products,
systems and services in the
electrical, hydraulic, aerospace,
truck and automotive sectors.

Eatons Electrical Sector

Eatons Electrical Sector is the
worldwide leader in products,
systems and services for energy
distribution, safe electricity supply
and automation in industrial,
residential and purpose-built
buildings, public facilities, energy
providers, commerce and OEMs.

Eaton Electrical Sector includes the
brands Cutler-Hammer®, Moeller®,
Micro Innovation, Powerware®,
Holec®, MEM® and Santak®

www.eaton.com

Eaton addresses worldwide:
www.moeller.net/address

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

www.eaton.com

Herausgeber/Issued by: Eaton Industries GmbH
Hein-Moeller-Str. 7–11
D-53115 Bonn

© 2010 by Eaton Industries GmbH
Änderungen vorbehalten/Subject to alteration
MN03402004Z-DE/EN Doku/Doku/Eb 06/10
Printed in Germany(01/11)
Artikel-Nr./Article No.: 134836

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Rückenbreite 4 mm
(1 Blatt = 0,080 mm für Eberwein Digitaldruck bei 80 g/m

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Summary of Contents for PKE12 Series

Page 1: ...orporation Eaton is a leading power management company Eaton operates worldwide with products systems and services in the electrical hydraulic aerospace truck and automotive sectors Eatons Electrical...

Page 2: ...verarbeitet vervielf ltigt oder verbreitet werden nderungen vorbehalten All brand and product names are trademarks or registered trademarks of the owner concerned 1st published 2010 edition date 06 1...

Page 3: ...m eingebauten Zustand betrieben und bedient werden Before commencing the installation Disconnect the power supply of the device Ensure relosing interlock that devices cannot be accidentally restarted...

Page 4: ...3402004Z DE EN Motorschutzschalter PKE12 und PKE32 berlast berwachung von Ex e Motoren 1 Motor protective circuit breaker PKE12 and PKE32 Overload monitoring of Ex e motors 31 Anhang Appendix 61 berbl...

Page 5: ...SS 11 Phasenausfall 12 Wiedereinschaltung 13 Testfunktion 14 Sicherheitstechnische Betrachtung 15 Grundlagen 15 Ausfallraten 16 Ermittlung der Rate gef hlicher nicht erkannter Fehler 18 Ausfallraten 1...

Page 6: ...eristics 65 PKE12 XTU A 1 2 66 Ir 0 3 A 2 phase 66 Ir 0 3 A 3 phase 67 Ir 0 63 A 2 phase 68 Ir 0 63 A 3 phase 69 Ir 1 2 A 2 phase 70 Ir 1 2 A 3 phase 71 PKE12 32 XTU A 12 72 Ir 12 A 2 phase 72 Ir 12 A...

Page 7: ...phase 87 PKE12 32 XTU A 12 88 Ir 3 A 2 phase 88 Ir 3 A 3 phase 89 PKE12 XTU A 4 90 Ir 4 A 2 phase 90 Ir 4 A 3 phase 91 PKE12 32 XTU A 12 92 Ir 6 3 A 2 phase 92 Ir 6 3 A 3 phase 93 PKE32 XTU A 32 94 Ir...

Page 8: ...4 06 10 MN03402004Z DE EN...

Page 9: ...diesem Handbuch werden Abk rzungen und Symbole eingesetzt die folgende Bedeutung haben CLASS Ausl seklasse CPU Central Processing Unit Ex e Z ndschutzart Erh hte Sicherheit FIT Failure In Time Anzahl...

Page 10: ...und auf den rechten Seiten den aktuellen Abschnitt Ausnahmen sind Kapitel anfangsseiten und leere Seiten am Kapitelende h macht Sie aufmerksam auf interessante Tipps und Zusatzinformationen h Achtung...

Page 11: ...ich selber nicht im Ex e Bereich befinden m ssen durch eine akkreditierte Zulassungsstelle zertifiziert sein F r Motoren in explosionsgef hrtdeten Staub Luft Gemi schen verlangt die EN 61214 zus tzlic...

Page 12: ...04Z DE EN Ger te bersicht Abbildung 1 Komponenten Motorschutzschalter PKE a Motorschutzschalter PKE b Ausl seblock PKE XTU A Abbildung 2 Komplettger t Motorschutzschalter PKE XTU A h Die EG Baumusterp...

Page 13: ...tstromkreis ab Somit wird der Stromfluss des zu berwachenden Motors direkt abgeschaltet Abbildung 3 Schaltbild Motorschutzschalter PKE mit Ausl se block PKE XTU A Einstellbereich der Motorschutzschalt...

Page 14: ...elle 1 Einstellbereich der PKE h Weitere Informationen finden Sie im Handbuch AWB2723 1613 Ab der Ausgabe mit Redaktionsdatum 05 10 wurde das Handbuch umbenannt in MN050060001Z Es steht im Internet zu...

Page 15: ...tgelegt CLASS 5 einfache Anl ufe CLASS 10 normale Anl ufe CLASS 15 bis CLASS 20 erschwerte bis sehr schwere Anl ufe Schaltger te sind im Normal und berlastbetrieb auf CLASS 10 ausgelegt Damit bei schw...

Page 16: ...sezeit auf Q 40 des 3 phasigen Ausl sewertes Abbildung 6 Verdrahtung des Motorschutzschalters f r den Schutz von Wechselstrommotoren Reihenschal tung der berlastausl ser CLASS Bemessungsbetriebsstrom...

Page 17: ...er eingeschaltet werden Um das zu gew hrleisten ist in der Ausl seelektronik der Motorschutzschalter PKE ein thermisches Ged chtnis imple mentiert Tabelle 3 Wiedereinschaltzeiten twiederein nach berla...

Page 18: ...bildung 7 Einstellen der Testfunktion Das Bet tigen der Testeinrichtung des eingeschalteten PKE mittels eines Schraubendrehers f hrt zur Ausl sung des Motorschutzschalters Damit der eingeschaltete Mot...

Page 19: ...us einem einzelnen Kanal Bei dieser Architektur f hrt jeder gefahrbringende Ausfall zu einem Ausfall der Sicherheitsfunktion wenn eine Anforderung auftritt Somit handelt es sich beim Motor schutzschal...

Page 20: ...r die CPU der internen Messelektronik des Ausl seblocks Die CPU ist f r die Ausf hrung der Testfunktion verantwortlich d h alle Eingangssignale aus anderen Bauteilen werden f r die Test funktion in de...

Page 21: ...ist die Ausfallrate bei einer Umgebungs temperatur von 40 C mit der bei 60 C identisch F r das Grundger t ergeben sich bei 60 C Umgebungs temperatur und Eigenerw rmung folgende Ausfallraten Ausfallra...

Page 22: ...r Fehler f r Ausl seblock und Grundger t bei 60 C Umgebungs temperatur und Eigenerw rmung wird wie folgt berechnet 7 11 x 10 7 h 4 73 x 10 7 h 238 FIT 7 245 x 10 7 h 4 284 x 10 7 h 296 FIT 238 FIT 296...

Page 23: ...rholungspr fungen Testfunktion Ausfallrate der Testfunktion Ausfallraten l FIT Grundger t Ausl seblock Komplettger t lsu bei 40 C 287 5 103 390 5 lsu bei 60 C 287 5 127 4 414 9 lsd bei 40 C 143 30 173...

Page 24: ...rchgef hrt Dabei wurde eine Liste von Gefahren verwendet die beide Normen umfasst F r typische Anwendungen in der chemischen Industrie nach IEC 62061 wurde eine Anforderung f r einen Sicherheits integ...

Page 25: ...gen die Explosionssicherheit erst durch zus tzliche Ma nahmen bei der Installation durch zweckentsprechende Auswahl und Einsatzbedingungen PTB Pr fregeln u a durch das Zusammenschalten mit einer richt...

Page 26: ...100 50 20 10 5 2 1K 700 500 400 300 200 150 100 70 50 40 30 20 15 10 7 5 4 3 2 1 5 1 1 t h min s ms I A h Zum Visualisieren Vergleichen und Dokumentieren der Ausl sekennlinien steht das CurveSelect K...

Page 27: ...ungsart 1 und 2 1 Bemessungsdauerstrom Iu 2 Bedingter Bemessungskurzschlussstrom Iq IEC EN 60 947 4 1 3 Sicherung A gG gL zur Erh hung des Schaltverm gens des Motorschutzschalters auf 100 kA N Nicht e...

Page 28: ...nd nach der Vorschrift IEC EN 60947 Niederspannungsschaltger te gebaut und erf llen die Forderungen nach der Richtlinie 94 9 EG ATEX 100a zum Schutz von Motoren im Ex e Bereich Das System ist nach UL...

Page 29: ...beliebig Schutzart Ger t IP20 Anschlussklemmen IP00 Ber hrungsschutz nach EN 50274 finger und handr ckensicher Schockfestigkeit Halbsinussto 10 ms nach IEC 60068 2 27 g 25 Aufstellungsh he m max 2000...

Page 30: ...om des berstromausl sers Bemessungsfrequenz Hz 40 60 Stromw rmeverluste 3 polig betriebswarm W 6 Lebensdauer mechanisch Schaltspiele 0 05 x 106 elektrisch AC 3 bei 400 V Schaltspiele 0 05 x 106 maxima...

Page 31: ...ssene Einbaulage f r Motorschutzschalter PKE X Verdrahten Sie die Motorleitungen Abbildung 10 Hauptstromverdrahtung Folgende maximale Leitungsquerschnitte sind m glich h Bei der mechanischen und elekt...

Page 32: ...abelle 7 Zuordnung der Mindest Leitungsquerschnitte zu den Bemessungsbetriebsstr men nach EN 60947 1 1 6 mm2 1 7 Nm 1 4 mm2 1 7 Nm UL AWG14 10 Cu 75 C 1 8 Nm 16 lb in Wire Strombereich Leitungsquersch...

Page 33: ...dem PKE getestet werden Damit der einge schaltete Motorschutzschalter PKE in der Teststellung ausl sen kann muss ein Mindeststrom entspricht dem mini malen Einstellwert des Ausl seblockes flie en 0 3...

Page 34: ...30 06 10 MN03402004Z DE EN...

Page 35: ...ker 39 Setting the tripping CLASS 41 Phase failure 42 Reclosing 43 Test function 44 Safety considerations 45 Basic information 45 Failure rates 46 Determining the rate of hazardous undiscovered failur...

Page 36: ...eristics 65 PKE12 XTU A 1 2 66 Ir 0 3 A 2 phase 66 Ir 0 3 A 3 phase 67 Ir 0 63 A 2 phase 68 Ir 0 63 A 3 phase 69 Ir 1 2 A 2 phase 70 Ir 1 2 A 3 phase 71 PKE12 32 XTU A 12 72 Ir 12 A 2 phase 72 Ir 12 A...

Page 37: ...phase 87 PKE12 32 XTU A 12 88 Ir 3 A 2 phase 88 Ir 3 A 3 phase 89 PKE12 XTU A 4 90 Ir 4 A 2 phase 90 Ir 4 A 3 phase 91 PKE12 32 XTU A 12 92 Ir 6 3 A 2 phase 92 Ir 6 3 A 3 phase 93 PKE32 XTU A 32 94 I...

Page 38: ...34 06 10 MN03402004Z DE EN...

Page 39: ...protective circuit breaker Abbreviations and symbols Symbols used in this manual have the following meanings CLASS Tripping class CPU Central Processing Unit Ex e Ignition protection type Increased Sa...

Page 40: ...tion heading exceptions are the first pages of Chapters and empty pages at the end of Chapters h Draws your attention to interesting tips and supplementary information h Caution Warns of a hazardous s...

Page 41: ...that are themselves not located in the Ex e area must be certified by an accredited certification body For motors in potentially explosive dust air mixtures standard EN 61214 specifies additional mea...

Page 42: ...d PKE32 38 06 10 MN03402004Z DE EN Device overview Figure 1 Components PKE motor protective circuit breaker a PKE motor protective circuit breaker b PKE XTU A trip block Figure 2 Complete device motor...

Page 43: ...hrough trip block PKE XTU A to immediately stop the flow of current to the monitored motor Figure 3 Circuit diagram for motor protective circuit breaker PKE with trip block PKE XTU A Setting range of...

Page 44: ...motor protection Table 1 PKE setting range h For further information see manual AWB2723 1613 As of publication date 05 10 this manual has been renamed to MN050060001Z It is availalbe for download on...

Page 45: ...ing class CLASS 5 simple starting CLASS 10 normal starting CLASS 15 to CLASS 20 heavy to very heavy starting For normal and overload operation switchgear is designed for CLASS 10 To prevent overloadin...

Page 46: ...f or above 50 percent the tripping time drops to about 40 percent of the three phase tripping value Figure 6 Wiring the motor protective circuit breaker for protecting AC motors series connection of t...

Page 47: ...ore it can be switched on again The PKE motor protective circuit breaker has a thermal memory implemented in the electronic release so that this is ensured Table 3 Restarting time twiederein after ove...

Page 48: ...nction Figure 7 Setting the test function When you actuate the test device of the powered up PKE with a screwdriver the motor protective circuit breaker trips To allow the active motor protective circ...

Page 49: ...KE basic device and trip block consists of a single channel With this architecture every hazardous failure causes failure of the safety function in the event of a demand Motor protective circuit break...

Page 50: ...This applies to the CPU of the trip block s built in measurement electronics The CPU is responsible for performing the test function i e all input signals from other components are used for the test...

Page 51: ...e failure rates at an ambient air temperature of 40 C and of 60 C are the same The basic device s failure rates at 60 C ambient air temperature and self heating are Failure rate of safe failures Failu...

Page 52: ...red hazardous failures for trip blocks and basic devices at 60 C ambient air temperature and self heating is calculated as follows 7 11 x 10 7 h 4 73 x 10 7 h 238 FIT 7 245 x 10 7 h 4 284 x 10 7 h 296...

Page 53: ...f repeat testing test function Failure rate of test function Failure rates l FIT Basic unit Trip block Complete device lsu at 40 C 287 5 103 390 5 lsu at 60 C 287 5 127 4 414 9 lsd at 40 C 143 30 173...

Page 54: ...2 using a list of hazards covering both standards For typical applications in the chemical industry to IEC 62061 a required safety integrity level SIL 2 has been derived For typical applications in t...

Page 55: ...only achieve explosion safety by means of additional measures that are implemented during the installation involving suitable selection and conditions PTB test regulations etc through the connection...

Page 56: ...1 500 200 100 50 20 10 5 2 1K 700 500 400 300 200 150 100 70 50 40 30 20 15 10 7 5 4 3 2 1 5 1 1 t h min s ms I A h For visualizing comparing and documenting the characteristic curves the CurveSelect...

Page 57: ...ith type 1 and type 2 coordination 1 Rated uninterrupted current Iu 2 Rated conditional short circuit current Iq IEC EN 60 947 4 1 3 Fuse A gG gL for enhancing the switching capacity of the motor prot...

Page 58: ...60947 motor protective circuit breakers PKE are low voltage switchgear and fulfil the requirements of Directive 94 9 EC ATEX 100a for protecting motors in hazardous Ex e areas The system is UL and CSA...

Page 59: ...ny Protection class Device IP20 Terminations IP00 Busbar tag shroud to EN 50274 Finger and back of hand proof Shock resistance half sinusoidal shock 10 ms to IEC 60068 2 27 g 25 Installation altitude...

Page 60: ...ercurrent release Rated frequency Hz 40 60 Current heat loss 3 pole at operating temperature W 6 Durability mechanical Switch operations 0 05 x 106 electrical AC 3 at 400 V Switch operations 0 05 x 10...

Page 61: ...unting position for PKE motor protective circuit breakers X Wire the motor cables Figure 10 Main circuit wiring The following maximum cable cross sections are possible h Observe the information about...

Page 62: ...signment of minimum conductor cross sections to rated operational current values to EN 60947 1 1 6 mm2 1 7 Nm 1 4 mm2 1 7 Nm UL AWG14 10 Cu 75 C 1 8 Nm 16 lb in Wire Current range Conductor cross sect...

Page 63: ...for zero voltage To allow the powered on motor protective circuit breaker PKE to trip in its test position a current corresponding at least with the minimum set value of the trip block must flow 0 3...

Page 64: ...60 06 10 MN03402004Z DE EN...

Page 65: ...400 lq kA 440 500 690 32 100 25 6 3 Ue V U imp 6000 V IEC EN 60947 4 1 0102 Ie A SEE DIAL FOR MOTOR FULL LOAD AMPS BREAK ALL LINES Made in Germany Eaton Industries GmbH 53105 Bonn TRIP RATING 125 OF D...

Page 66: ...7 44 112 74 225 49 338 23 450 98 1 20 268 26 536 52 804 79 1073 05 107 30 214 61 321 91 429 22 1 22 245 17 490 33 735 50 980 67 98 07 196 13 294 20 392 27 1 24 226 12 452 25 678 37 904 49 90 45 180 90...

Page 67: ...1 21 77 29 02 2 90 5 80 8 71 11 61 5 5 5 970 11 94 17 91 23 88 2 39 4 78 7 16 9 55 6 0 5 000 10 000 15 000 20 00 2 00 4 00 6 00 8 00 6 5 4 249 8 499 12 748 17 00 1 70 3 40 5 10 6 80 7 0 3 657 7 313 10...

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Page 70: ...stemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 004 0 006 0 008...

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Page 74: ...stemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 004 0 006 0 008...

Page 75: ...1 2 A Umgebungstemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 0...

Page 76: ...stemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 004 0 006 0 008...

Page 77: ...12 A Umgebungstemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 0...

Page 78: ...gstemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 004 0 006 0 00...

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Page 83: ...1 A Umgebungstemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 00...

Page 84: ...ngstemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 004 0 006 0 0...

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Page 87: ...4 A Umgebungstemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 004...

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Page 91: ...2 A Umgebungstemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 004...

Page 92: ...temperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 004 0 006 0 008...

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Page 94: ...mperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 004 0 006 0 008 0...

Page 95: ...A Umgebungstemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 004...

Page 96: ...gstemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 004 0 006 0 00...

Page 97: ...6 3 A Umgebungstemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0...

Page 98: ...emperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 004 0 006 0 008 0...

Page 99: ...A Umgebungstemperatur Ambient temperature 25 55 C Toleranzbereich Tolerance range g20 10 0 7 0 5 0 6 0 8 0 9 0 4 0 3 0 2 0 100 0 70 0 50 0 60 0 80 0 90 0 40 0 20 0 1000 0 200 0 1 0 0 001 0 002 0 004...

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Page 101: ...Sortiments Types within the range Die Konformit tserkl rung gilt f r folgende Typen der Produktfamilie The declaration of conformity applies to the following types within the product family PKE12 PKE...

Page 102: ...rporation Eaton is a leading power management company Eaton operates worldwide with products systems and services in the electrical hydraulic aerospace truck and automotive sectors Eatons Electrical S...

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