FI/RCD-Schutzschalter Induktivität?

OP Persönliche Seite #3610529
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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!
Gast #3610581
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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.
Gast #3610657
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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.
Angehängte Dateien:
Persönliche Seite #3610691
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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 :)
#3610702
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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.
OP Persönliche Seite #3610961
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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.
Gast #3610986
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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...
Gast #3610987
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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.
Gast #3610989
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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.
#3611023
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> 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.
Gast #3611107
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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!
OP Persönliche Seite #3611544
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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.
Gast #3611595
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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

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