RCM – Messung / Differenzstromüberwachung

Beschreibung:

Differenzstrom-Messung mittels „DACT”

Durch die Beschädigung der elektrischen Isolierung (Verminderung des Isolationswiderstandes) kann es immer wieder zu Personenschäden kommen. Aus diesem Grund sind in vielen Anlagen Fehlerstromschutzschalter (RCDs) verbaut. Diese haben einen definierten Auslösebereich von ca. 15 bis 30 mA. Neben diesem Fehlerstromschutzschalter gibt es als weitere Maßnahme die Messung des Isolationswiderstandes der Anlage als Wiederholungsmessung gem. DIN VDE 0105 Teil 100. Hier wird sichergestellt, dass die Anlage den Sicherheitsvorschriften und den Errichtungsnormen entspricht. Diese Messung kann nur an einer spannungsfreien Anlage durchgeführt werden. Der Richtwert liegt bei vier Jahren. Aufgrund von finanziellen Aspekten werden kürzere Prüfintervalle nicht bevorzugt. Um trotzdem Alterungserscheinungen in dem Isolationssystem der Anlage frühzeitig zu erkennen und somit einer nicht geplanten Abschaltung entgegen zu wirken, empfiehlt sich eine Differenzstrommessung. Neben der Isolationsprüfung können hierbei steigende Fehlerströme detektiert werden. Neben diesen personengefährdenden Fehlerströmen gibt es aber weitere Phänomene, die den Sachverhalt verkomplizieren. So werden beispielsweise neben dem Fehlerstrom bzw. ohmschen Ableitstrom diverse kapazitive Ableitströme gemessen, die über den Isolationszustand der Anlage keine Auskunft geben können. Diese Ableitströme werden oft von mit Elektromotoren betriebenen Maschinen erzeugt. In der großen Wicklungskapazität des Motors zum Blechpaket und damit zum Gehäuse können kapazitive Ableitströme fließen, die sich beim Betrieb mit Frequenzumrichtern noch erheblich vergrößern und sogar zu Schäden an den Motorkugellagern führen können. Auch die Kapazität von langen Motorleitungen führt zu Ableitströmen über den Schirm. Diese Ableitströme haben zur Folge, dass oft ein Differenzstrom jenseits der 30 mA gemessen wird. Trotz dieser Schwierigkeiten ist es oftmals möglich eine gewisse Tendenz im Differenzstrom auszumachen. Dies sollte dann als Zeichen für eine vorgezogene Wiederholungsprüfung gem. der DIN VDE 0105 Teil 100 interpretiert werden. Die Differenzstromwandler DACT können an einige Universal-Messgeräte direkt angeschlossen werden oder mit Zusatzgerät einen 4-20 mA Ausgang bereitstellen. Daneben gibt es noch die Möglichkeit ein Relais anzuschließen.

 

Differenz-Stromwandler Typ A der Baureihe „DACT”
zur Differenzstrom-Erfassung in 3- / 4-Leiter-Wechselstrom-Netzen

 

 

Anwendung
Die Differenz-Stromwandler der Baureihe DACT wurden, in Verbindung mit dem Fehlerstrom-Relais DACT-ELR und dem Fehlerstrom-Konverter DACT-ISC, für die Erfassung von Differenzströmen (Erdfehlerströmen) Typ A konzipiert.
In Kombination mit dem Fehlerstrom-Relais DACT-ELR lassen sich Fehlerströme in zwei Bereichen von 0,02 … 2A und 0,25 … 25 A erfassen.
Der Fehlerstrom-Konverter DACT-ISC formt das vom Differenz-Stromwandler gelieferte Signal in das Norm-Signal 4 … 20 mA um.

 

Merkmale / Nutzen des Differenz-Stromwandlers

• Hochempfindlicher Stromsensor zur Erfassung von bereits kleinsten Fehlerströmen
• Einfacher Anschluss mittels 4-poliger WAGO® Federzugklemme
• Montage auf 35mm-DIN-Hutschiene mittels optional lieferbarer Schnappbefestigung möglich (außer DACT 120)
• Hohe Sicherheit, dank Integriertem Überspannungsschutz
• Flexibel einsetzbar aufgrund eines großen Frequenzbereichs

Technische Daten des Differenz-Stromwandlers

• Arbeitstemperaturbereich: -10°C < T < +70°C
• Lagertemperaturbereich: -25°C < T < +70°C
• Bemessungsspannung: 800 V
• Bem.-Stoßspannung: 8 kV
• Verschmutzungsgrad: III
• Schutzart: Gehäuse: IP 40; Klemmen: IP 20
• Arbeitsfrequenz-Bereich: 30 Hz … 3 kHz
• Angewandte technische Normen: IEC 60664-1 / IEC 60664-3

Daten/Typ	DACT 20	DACT 35	DACT 60	DACT 120
Primärer Bem.-Differenzstrom IΔN	25 A	25 A	25 A	25 A
Sekundärer Bem.-Differenzstrom	0,0417 A	0,0417 A	0,0417 A	0,0417 A
Messbereich	0,02 … 25 A	0,02 … 25 A	0,02 … 25 A	0,02 … 25 A
Übersetzungsverhältnis	1:600	1:600	1:600	1:600
Bemessungsbürde	100 Ω	100 Ω	100 Ω	100 Ω
Rct (75 °C)	5 … 8 Ω	5 … 8 Ω	5 … 8 Ω	5 … 8 Ω
L (USek = 100mV; 50Hz)	8 … 12 H	8 … 12 H	8 … 12 H	8 … 12 H
Gewicht	ca. 145 g	ca. 240 g	ca. 390 g	ca. 950 g
Best.-Nr.	DA02010A	DA03510A	DA06010A	DA12010A
Schnappbefestigung	Best.-Nr.: 55014	Best.-Nr.: 55014	Best.-Nr.: 55020	–

 

Die max. Leitungslänge beträgt 10m, verdrillte Leitungen!
Weitere Ausführungen erhalten Sie gerne auf Anfrage.

 

Teilbarer Differenzstromwandler der „Serie KBU…D”
zum nachträglichen Einbau in elektronische Anlagen

Handhabungssicher und kompakt

• einfache und kostengünstige Montage
• praktisches Verriegelungssystem: Auftrennen und Abklemmen der Primärleiter entfällt.
• in verschiedenen Abmessungen verfügbar
• geeignet für verschiedenste Messgeräte

 

Technische Daten

Bauart	Niederspannungs-Differenzstromwandler
Gehäusematerial	Polycarbonat, grau RAL 7035
Max. Spannung für elektrische Betriebsmittel	Um <= 0,72kV
Isolationsprüfspannung	3 kV Ueff.; 50 Hz; 1 min
Bemessungsfrequenz	50 Hz
Sekundäranschlüsse	Messingprofil, vernickelt, max. 4,0 mm2
Nennübersetzung Ipn / Isn	10 / 0,0167 A
Arbeitsfrequenzbereich	30…1000 Hz
Sekundäre Bebürdung	100…180 Ohm
Einsatztemperaturbereich	-5…+45 °C
Max. Temperatur des Primärleiters	90 °C

 

Geräteübersicht teilbarer Differenzstromwandler Typ A

 

 

Differenzstrom-Konverter „DACT-ISC”
zur Umwandlung von Differenzströmen in das Standard-Signal 4…20 mA DC

 

Anwendung
Die Eingangsimpedanz des Differenzstrom-Konverters wurde speziell auf die Differenz-Stromwandler des Typs DACT abgestimmt und wandelt dessen Ausgangssignal zur Weiterverarbeitung in das Standard-Signal 4…20 mA DC um.
Dies ermöglicht in Kombination mit dem Differenzstromwandler DACT eine Messung des Differenzstromes bis 2 A, wobei der Strom durch den Differenz-Stromwandler mit dem Faktor 600 geteilt wird.

2A/600 = 3,33 mA AC

 

 

Beschreibung
Der Arbeitsbereich des Differenz-Stromwandl

ers des Typs DACT ist bis zu 25 A mit einer Bürde zwischen 80 und 100 Ω spezifiziert. Beim Auftreten höherer Ströme geht der Differenz-Stromwandler in Sättigung und sperrt damit Ströme größer 25 A. Aufgrund dessen sind die elektronischen Schaltkreise des Differenzstrom-Konverters DACT-ISC gesichert.

Zum Betrieb benötigt der Differenzstrom-Konverter DACT-ISC eine Hilfsspannungsversorgung von 20-56 V DC.
Eine LED am Gerät zeigt an, ob die Hilfsspannungsversorgung anliegt. Zusätzlich besitzt das Gerät zwei weitere LEDs, welche zur Funktionskontrolle dienen. Diese signalisieren ob das Eingangs- bzw. Ausgangssignal anliegt (ab ca. 5% des Eingangs- bzw. Ausgangsendwerts).

 

 

Technische Daten des Differenzstrom-Konverters

• Genauigkeit: < ± 0,2% FS
• Ansprechzeit: < 250 mSek.
• Restwelligkeit des Ausgangs: < ± 0,1% FS
• Eingangsimpedanz: 90 Ω (± 10%)
• Ausgangsimpedanz: 4…20mA, 520 Ω
• Leistungsbedarf: max. 4W (DC), 6VA (AC)
• Arbeitsfrequenz-Bereich: 30 Hz … 750 Hz
• Arbeitstemperaturbereich: -0°C < T < +60°C
• Luftfeuchtigkeit: 20 … 95%, ohne Betauung
• Temperatur-Koeffizient: ± 100 PPM / °C
• Prüfspannung: 2kV AC / 1 Min., Hilfsspannung gegen Eingang / Ausgang / Gehäuse
• Angewandte techn. Normen: IEC 61010 (Kategorie 3)
• EMV: EN 55011:2002; EN 61326:2003

 

Differenzstrom-Relay „DACT-ELR”
zur Erfassung von Differenzströmen von 0,02 … 2 A und 0,25 … 25 A

 

 

Anwendung
Das Differenzstrom-Relay DACT-ELR wurde in Verbindung mit unseren Differenz-Stromwandlern des Typs DACT entwickelt und dient zur Erfassung von Differenzströmen. Es besitzt zwei einstellbare Messbereiche von 0,02 … 2 A und 0,25 … 25 A.
Neben des Messbereichs lässt sich auch die Verzögerungszeit der Auslösung des Relais von 0,1 – 10 Sekunden einstellen.

 

Arbeitsweise
Nach Anschluss des Differenzstrom-Relais an die erforderliche Hilfsspannungsversorgung, wird dessen Betriebsbereitschaft durch eine leuchtende, grüne LED angezeigt.
Wird im Betriebsfall der eingestellte zulässige Fehlerstromwert für eine Dauer größer der eingestellten Verzögerungszeit überschritten, erfolgt die Aktivierung des Relaisausganges. Eine Überschreitung des zulässigen Fehlerstromes, sowie die Aktivierung des Relais, wird durch eine rot leuchtende LED angezeigt.

Je nach Verdrahtung verfügt das Relais über einen Auto-Reset, d.h. nach einer erfolgten Aktivierung des Relais und anschließendem Absinken des zur Auslösung führenden Fehlerstromes um mindestens 5% des eingestellten Grenzwertes, führt dies zur automatischen Deaktivierung des Relais. Eine manuelle Relais-Rückstellung der Verriegelungseinrichtung kann optional, durch eine Unterbrechung der Versorgungsspannung, oder durch Betätigung eines, zwischen den Klemmen Y1 und Y2 angeschlossenen, Schaltkontaktes (Öffner) erfolgen.
Darüber hinaus verfügt das Relais über eine Funktionskontrolle, welche durch Betätigung eines, an die Eingangsklemmen Y2 und Y3 anzuschließenden, Tastschalters (Schließer) erfolgt.

Merkmale / Nutzen des Differenzstrom-Relais

• 2 Fehlerstrom-Messbereiche 0,02…2A + 0,25…25A
• Fest eingestellte Schalthysterese von 5%
• Manuelle oder automatische Relaisverriegelung
• Zusätzliche Funktionskontrolle des Relais
• LED-Anzeige des Schaltzustands.
• Einstellbare Ansprechverzögerung von 0,1 bis 10 Sek
• Einfache Montage auf DIN-Hutschiene möglich

Technische Daten des Differenzstrom-Relais

• Hilfsspannung: AC: 400V; 230V; 110V; 48V; 24V (50/60Hz; ±15%)
  DC: 48V; 24V (± 15%)
• Galvanische Trennung: AC-Versionen: ja; DC-Versionen: nein* (*mittels integriertem DC-DC-Konverter optional galvanisch getrennt)
• Leistungsbedarf: max. 3 VA
• Eingangsimpedanz: 100 Ω
• Schalthysterese: 5% fest eingestellt (andere Werte auf Anfrage)
• Ansprechverzögerung: einstellbar, 0,1 … 10 Sek.; ( 0…+30%)
• Wiederholgenauigkeit: ± 2% (bei konst. Umgebung) … ±5% (VDE 0435)
• Arbeitstemperaturbereich: -10°C < T < +65°C
• Reaktionszeiten: Einschalten: 100 mSek.; Ausschalten: 200 mSek.
• Belastbarkeit: max. 2200VA (AC) / max. 30 W (DC)
• Max. Schaltspannung: 250V (AC/DC) @ 10A (AC) / 1A (DC)
• Mech. Lebensdauer: ca. 30×10⁶ Schaltungen (bei 600 Schaltungen / h)
• Elektr. Lebensdauer: 200.000 Schaltungen (bei Ausgangslast 2200 VA)
• Anschluss: Schraubklemmen; Querschnitt 0,08…2,5mm²
• Angewandte techn. Normen: EN 61000-6-1: 2007
  EN 61000-6-3: 2007
  EN 61010-1: 2002
  Niederspannungsrichtlinie 2014/35/EU
• Gehäusematerial: Polycarbonat, selbstverlöschend gem. UL 94 V-0