Hallo! Ich habe an einem funktionierenden bloßen FI-Schalter rumgemessen, wollte die Induktivität und den Koppelfaktor zwischen den Einzelwicklungen bestimmen. Leider ist die L aber absurd klein mit deutlich unter 1uH. Genauer kann ich leider nicht messen. Meßfehler kann ich auch keinen finden. Hat da irgendeiner eine Vorstellung, wie die Daten sind bzw. was für Kerne da drin sind? Wikipedia und als Hersteller mal Vacuumschmelze rausgepickt, erleuchten auch nicht. Wo soll bei so kleinen Induktivitäten genug Spannung entstehen, daß das Teil den Hubmagneten betätigen kann? Danke!
Hallo Abdul, wärst du so freundlich und kannst hier ein Bild von den Innereien des Fehlerstromschutzschalters hochladen? Der Induktivitätsfährt ist in erster Linie erstmal uninteressant. Für deine Frage ist das Wicklungsverhältnis zwischen Primär und Sekundär erstmal wichtiger. Der Induktivitätswert bestimmt unter anderen wie hoch die Stromaufnahme im Leerlauf bei gegebener Frequenz und Spanung ist.
Mich interessieren die Dämpfungseigenschaften. Ein Innenbild habe ich nicht und weitere Details der Innereien eben auch nicht gefunden. Auf wikipedia ist ein Innenfoto. Man kann aber nur die Kerngröße schätzen und sieht 2-3 Windungen pro Ader. Mehr nicht.
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Mal in's Blaue: Das ganze wirkt wie eine Art 1:1 Transformator. In dem Fall wenn ein Fehlerstrom fließt wird die Magnetische Durchflutung ungleich Null wodurch der Kernmagnetiesiert wird. Aufgrund der Sekundärseite wird nun eine Spannung induziert bzw. es fängt an ein Strom zu fließen. Die Trennung erfolgt über ein Relais mit Spannschloss. Das Relais selbst könnte ein simples 230V Relais sein. Die verschiedenen FI-Modelle (3mA, 30mA, 300mA..) in einer Baureihe müssten sich dann nur noch über die "Empfindlichkeit" des Relais unterscheiden. Mach doch ein Experiment: Schließe das Relais an, Drücke die Prüftaste und messe die Spannung an der Auslösespule. :-) Zu deiner anderen Frage: Die Induktivität selbst könntest du ja auch über einen Reihenschwingkreis messen: Als Messgeräte benötigst du nur einen einstellbaren Frequenzgenerator und ein Oszilloskop. Als Testsignal stellst du einen Sinus ein welchen du manuell durchsweepst. Du misst einmal die Spannung am Frequenzgenerator und einmal die Spanung am Widerstand. Bei einer Frequenz wird sich die Phasenverschiebung verschieben, wodurch du die Resonanz gefunden hast. Danach musst du einmal die Kapazität bestimmten und berechne die Induktvität mithilfe des Blindwiderstandes des Kondensators bei Resonanzfrequenz. Wahrscheinlich musst du dich aber mit verschiedenen C-Werten dich langsam antasten.
Nachtaktiver schrieb: > u deiner anderen Frage: > Die Induktivität selbst könntest du ja auch über einen > Reihenschwingkreis messen: Als Messgeräte benötigst du nur einen > einstellbaren Frequenzgenerator und ein Oszilloskop. Als Testsignal > stellst du einen Sinus ein welchen du manuell durchsweepst. Du misst > einmal die Spannung am Frequenzgenerator und einmal die Spanung am > Widerstand. Bei einer Frequenz wird sich die Phasenverschiebung > verschieben, wodurch du die Resonanz gefunden hast. Danach musst du > einmal die Kapazität bestimmten und berechne die Induktvität mithilfe > des Blindwiderstandes des Kondensators bei Resonanzfrequenz. > Wahrscheinlich musst du dich aber mit verschiedenen C-Werten dich > langsam antasten. Ein LM311-LC-Meter basteln geht vermutlich schneller - auch für einen Prüfling :)
Bei allen FI's, deren Innereien ich gesehen hab, waren 2-4 Windungen je Phase auf einem häufig weiß lackierten Ringkern. Ich vermute aufgrund der geringen Frequenz, daß das ein Eisenpulverkern ist. Die Sekundärseite ist bei den verschiedenen Auslöseströmen verschieden aufgebaut, jedenfalls schien die Auslösespule mal dicker und mal dünner. Die fast vernachlässigbar kleine Leistung zieht ja "nur" einen winzigen Magneten an, der über ein echt gewitztes Hebelwerk (und manchmal mittels einer zweiten "Auslösefeder") den reingedrückten Schalter entriegelt. Ich hatte vor einiger Zeit mal einen Haufen von ca. 20 Stück von den Dingern bekommen, die zum Teil Feuchtigkeit abbekommen hatten. Die mußten alle vor der Verwendung geöffnet und überprüft werden.
Das Hebelwerk wird vermutlich hauptsächlich durch die beim Vorspannen durch Einschalten (Bediener-'Arbeit') in einer Feder gespeicherte Energie betätigt. Der Mechanismus gibt also diese Energie im Fehlerfall nur frei. Bei Vacuumschmelze fand ich was von 50uW. Eine Seite fand ich: http://www.uni-protokolle.de/foren/viewt/215573,0.html Demnach ist das Übersetzungsverhältnis 10:1. Die Wicklungen auf dem Ferrit haben für Lx/N also die 2-3 Windungen, für die Betätigungswicklung also run 20 Windungen. Dahinter scheint in Reihe ein Resonanzkondi zu sein, parallel zu diesem antiparallele Dioden. Aus dem Kondi werde ich aber nicht schlau. Vermutlich 68nF, oder 68uF falls es doch ein Tantal sein sollte. Der sieht doch aus wie Tantals vor 40 Jahren in Tropfenbauform. Mit der Streuinduktivität des Übertragers müßte der bei 50Hz in Resonanz gehen. Denke ich. Das ist aber für mich eher uninteressant. Mich interessieren die HF-Eigenschaften der durchgehenden Leitungen Lx und N. Der Frequenzbereich 1KHz bis 100KHz, maximal 1MHz. Also warum keine nennenswerte Induktivität bei einem hochpermeablen Kern??? Gemessen mit normalen Multimeter. Sättigung kann ich mir in diesem Maß nicht vorstellen. Auch ein Trick, nämlich das in Serie schalten einer großen Induktivität (hier 2mH) half nicht. Die gemessene Induktivität ist weiterhin weniger 1uH abzüglich der festen 2mH. Hätte ja sein können, daß die Schwingfrequenz des Multimeters viel zu hoch ist und der Kern schon längst in seiner Verlustzone.
Abdul K. schrieb: > Also warum keine nennenswerte Induktivität bei einem > hochpermeablen Kern??? Weil Du - ohne Zugang zur Sekundärseite des Übertragers - nur die Streu-Induktivität misst?
Nö. Der Übertrager hat doch zwei zugängliche Wicklungen, eine für L und eine für N. Und bei einem für 3 Phasen sogar 4 Wicklungen! Hast du das Schaltbild eines RCD jemals gesehen?
Also ca. 1nH kommt sogar hin. Nimm beispielsweise einen Amidom Kern T80 oder T94 aus Material 26. Das ist Eisenpulver für niedrige Frequenzen. AL 60-90. Mit 3-4 Windungen drauf bist du schon in der richtigen Gegend.
Abdul K. schrieb: > Nö. Na dann iss's ja gut. > Der Übertrager hat doch zwei zugängliche Wicklungen, eine > für L und eine für N. Und bei einem für 3 Phasen sogar > 4 Wicklungen! Und was hat das alles mit meinem Hinweis auf die Sekundärseite zu tun? > Hast du das Schaltbild eines RCD jemals gesehen? Ähh... sicher nicht. Ich habe mein Vordiplom E-Technik und meinen Berufsabschluss (Mechatronik) an der Tombola gewonnen. Den Summenstromwandler kenne ich nur aus dem Kreuzworträtsel in der "Bild"-Zeitung...
Helge A. schrieb: > Also ca. 1nH kommt sogar hin. Tippfehler?! - Soll wohl 1µH heißen. Kommt aber trotzdem nicht hin (s.u.). > [...] AL 60-90. Mit 3-4 Windungen drauf bist du schon in > der richtigen Gegend. 1,5cm Draht sind ungefähr 10nH. 3 Windungen mit je 1,5cm Umfang sollten ca. 100nH sein. 3 Windungen auf Kern mit A_L 60...90 sollten folglich 6µH...9µH sein.
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Tippfehler. Allerdings scheint deine Berechnung auch nit zu passen.. ;)
Helge A. schrieb: > Allerdings scheint deine Berechnung auch nit zu passen.. ;) Stimmt. - Mist. Der A_L-Wert liefert ja direkt nH/Windung^2; 4 Windungen bei A_L = 60 ergibt also 0,96µH. Punkt für Dich. A_L-Wert von 60 kommt mir allerdings für 50Hz-Anwendungen deutlich zu wenig vor; ich würde eher 100...1000 erwarten. Meinen Einwand mit der nicht zugänglichen Sekundärseite halte ich aufrecht.
> Induktivität.... ca. 1µH. Ist zutreffend bei fast allen 4 poligen 40A/0,003 und 63A/0,03 RCDs. Immer unter der Vorraussetzung das der Kern im sehr schmalen linearen Übertragungs-Bereich betrieben wird. > A_L-Wert von 60 kommt mir allerdings für 50Hz-Anwendungen > deutlich zu wenig vor; ich würde eher 100...1000 erwarten. ca. 40...80 paßt. Jedoch kommt der KErn (nahezu rechteckförmige B-H Kennlienie) sehr schnell in Sättigung, dann ist es eh müßig über A_L zu sprechen. > Mich interessieren die Dämpfungseigenschaften. Dei sind extrem "bescheiden", aber im Bereich 0,1...1 MHz so hoch X10 controller merklich bedämpft werden .-) Daher auch die nötigen Koppelspulen für derartige Systeme.
Nicht jedes Ferrit hat die gleichen Werte. Hat denn bisher noch keiner den FI-Kern zerlegt, einige Windungen drauf gemacht und mit einer bekannten Spule verglichen?
Ein hohes L in den Primärspulen ist gar nicht gewünscht, sonst hätte man ja eine Strombegrenzung, was im Kurzschlussfall dazu führen könnte, daß eine vorgelagerte Schutzeinrichtung nicht mehr anspricht. Die Auslösung des Schaltschlosses erreicht man, indem durch die Durchflutung des Primärkreises im Fehlerstromfall die Kleine Remanenz des Sekundärkreises aufgehoben wird. Das Schaltschloss klebt also nicht mehr wegen dieser Remanenz zusammen und fällt ab. so, jetzt aber schnell zum Miez.. äh Meeting. =^..^= RRRR!
oszi40 schrieb: > Nicht jedes Ferrit hat die gleichen Werte. Hat denn bisher noch keiner > den FI-Kern zerlegt, einige Windungen drauf gemacht und mit einer > bekannten Spule verglichen? doch, s.o. Ermittelt für RCD 40 bzw. 63A/0,03 von Kopp, Gewiss, ABB.
Andrew Taylor schrieb: > ca. 40...80 paßt. Kaum denkbar, das ist ein Ringbandkern aus hochpermeablem Material. http://www.vacuumschmelze.de/fileadmin/docroot/medialib/documents/produkte/kb/FIKerne_dt.pdf
Genau aus diesem pdf habe ich ja obige 50uW Leistung als Angabe. Und wenn man nun mit ur=100K und einigen Windungen sowie halbwegs realistischem Kerndimensionen den MiniRingkern-Rechner bedient, kommt eben mehr als 1uH raus! Daher bin ich ratlos!! Ich habe parallel zu meinem Multimeter auch noch das Scope angeschlossen. Es ist wirklich keine Spannung zu sehen - also deutlich weniger als 1mV wenn überhaupt. Die sekundären Schutzdioden im FI sind also definitiv inaktiv. Das Multimeter mißt mit 1KHz. Hm. Weiß jemand wo man die Frequenzkurven für z.B. beworbenes Vitroperm 800 F findet? Ich scheine zu blöd dazu zu sein oder die Firma betrachtet das als Geheimnis. Ist ja auch die Frage, ob alle Hersteller diese Kerne einbauen. Vermutlich nicht.
Würth z.B. mal zum optischen Vergleich die üblichen stromkompensierten Drosseldaten: http://katalog.we-online.de/de/pbs#pbs/browse/EMC_Components/Stromkompensierte_Drosseln_fuer_Netzanwendungen
Abdul K. schrieb: > Weiß jemand wo man die Frequenzkurven für z.B. beworbenes Vitroperm > 800 F findet? Ich scheine zu blöd dazu zu sein oder die Firma betrachtet > das als Geheimnis. Für 800F hab ich auch nichts. > Ist ja auch die Frage, ob alle Hersteller diese Kerne > einbauen. Vermutlich nicht. VAC ist natürlich nicht der einzige Hersteller von Ringbandkernen. Hier noch ein paar Daten: http://www.vacuumschmelze.de/fileadmin/Medienbiliothek_2010/Downloads/KB/Vitroperm_EMV_DE_full.pdf
Hat noch einer ne Idee oder nen kaputten FI zum reverse engineeren?
Habe an älteren Siemens-FIs gemessen:
2polig,25/30 4polig,40/30
Typ 5SZ3 224 Typ 5SZ3 440
12uH 50uH
Moderner von AEG/GE:
2polig,25/30 4polig,40/30
2uH 0,2uH
Von Gewiss: 4polig, 40/30
<0,2uH
Danke Flow! Darf ich fragen mit welcher Frequenz das Meßgerät arbeitet? Und wäre es möglich, bei einem der älteren FIs die Streuinduktivität zu messen? Danke.
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Bearbeitet durch User
Gemessen mit HM8018. Meßfrequenzen in den 7 Meßbereichen(200uH-200H): 160Hz/1,6kHz/16kHz
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