Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fi-freundliche Ausschalter?


von Rolf F. (Firma: G.) (benutzername0)


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Ich habe eine Maschine, mit 3x 380 V / 32 A u. a. mit einigen 
Schaltnetzteilen und einem Frequenzumrichter, bei der es das Problem 
gibt, das der träge Fi-Schalter (30 mA) beim Ausschalten auslöst.
Erfolglos ausprobiert habe ich schon zwei verschiedene Netzfilter und 
zwei Schutzleiterdrosseln, die letzte ist die von Pollin ( 
http://www.pollin.de/shop/dt/MDM2OTQ3OTk-/Bauelemente_Bauteile/Passive_Bauelemente/Spulen_Filter/Schutzleiterdrossel.html 
).
Dazu habe ich mit dem Oszi die Spannung hinter der Drossel (d. h. 
zwischen Oszi-GND = die eine Seite der Drossel und der anderen Seite der 
Drossel) gemessen, siehe Bild.

Da zeigt sich einiges an Rauschen aber vor allem starke Schwingungen 
beim Abschalten, wohl auch durch einige "dicke" Travos.

Was empfehlen die Experten hier zum Verhindern das der FI auslöst?

Ich dachte an ein Haltleiterrelais mit Nulldurchgangsschaltung, also ein 
Nulldurchgangsschalter, aber gibt es die überhaupt für a) Auschalten bei 
Nulldruchgang und b) dreiphasig (und 3x 32 A oder höher)?

Bisher verwende ich Nulldurchgangsschalter wie Crydom a2410 (als 
Einschaltstromreduzierung) aber bei denen ist nur das Einschaltverhalten 
spezifiziert. Ich brauch nun auch das Ausschaltverhalten spezifiziert, 
eigentlich nur das Ausschaltverhalten spezifiziert, weil das Einschalten 
unkritisch ist.

von Route_66 H. (route_66)


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Rolf F. schrieb:
> Ich dachte an ein Haltleiterrelais mit Nulldurchgangsschaltung,

Halbleiterrelais enthalten Triacs, und die können -ohne besondere 
Maßnahmen- nur im Nulldurchgang ausgeschaltet werden.

: Bearbeitet durch User
von Peter II (Gast)


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brauchst du überhaupt eine 30mA FI?

von Optikkäufer (Gast)


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Ist das noch ein alter FI?

Für neue Maschinen mit Frequenzumrichtern sind die nicht mehr unbedingt 
geeignet.

Dafür gibt es doch jetzt spezielle Versionen:

z.B.
http://www.hager.de/produktkatalog-neuheiten/energieverteilung-und-zaehlerplatzsysteme/fehlerstromschutzschalter/fi-schutzschalter-typ-b/minisite-wissenswertes-aktuelles-fi-schutzschalter-typ-b/487179.htm

von Detlef K. (adenin)


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Nur eine Vermutung:
Der Umrichter ist doch sicher im Schaltschrank extra mit Sicherungen 
abgesichert.
Fliegt der FI auch raus, wenn Du zuerst den Umrichter über dessen 
Sicherung abschaltest, und dann die Maschine abschaltest?

von oszi40 (Gast)


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Rolf F. schrieb:
> zum Verhindern das der FI auslöst?

Genauer nachsehen woher das Übel kommt! Deine induktive Abschaltspannung 
wirst Du nicht mit 10 Netzfiltern wegbekommen, aber Deine Netzfilter 
haben alle Kondensatoren, die im Abschaltmoment umgeladen werden könnten 
und damit einen Ansprechstrom >30 mA über den Schutzleiter erzeugen 
könnten.
https://de.wikipedia.org/wiki/Netzfilter#FI-Schalter

Du solltest die das Übel schon an der Wurzel beseitigen. Dazu muß man 
aber genauer wissen woher es kommt. In leichten Fällen hilft ein 
kleiner, spannungsfester Kondensator parallel zur ursächlichen 
Induktivität (um die Spannungsspitze in eine gedämpfte Schwingung 
umzuwandeln), was aber leider durch die vorgeschalteten Thyristoren 
etwas kniffliger werden kann. Einfachste Lösung wäre ein FI, der NUR für 
diese Maschine zuständig ist?

von Rolf F. (Firma: G.) (benutzername0)


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Optikkäufer schrieb:
> Ist das noch ein alter FI?
>
> Für neue Maschinen mit Frequenzumrichtern sind die nicht mehr unbedingt
> geeignet.
>
> Dafür gibt es doch jetzt spezielle Versionen:
>
> z.B.
> 
http://www.hager.de/produktkatalog-neuheiten/energieverteilung-und-zaehlerplatzsysteme/fehlerstromschutzschalter/fi-schutzschalter-typ-b/minisite-wissenswertes-aktuelles-fi-schutzschalter-typ-b/487179.htm

Ja, der Schutzschalter hier ist schon vom Typ B.
Und es hängt nur diese einie Machine dran.

von oldeurope O. (Gast)


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Rolf F. schrieb:
> Und es hängt nur diese einie Machine dran.

Und ein 300mA FI ist zu teuer für die alte Machine.

von Rolf F. (Firma: G.) (benutzername0)


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D a r i u s M. schrieb:
> Rolf F. schrieb:
>> Und es hängt nur diese einie Machine dran.
>
> Und ein 300mA FI ist zu teuer für die alte Machine.

Es heißt mit mehr als 30 mA hätte man keinen Personenschutz und deshalb 
könnte man nicht wechseln (und weil die Teile über 500 Euro kosten).
Was sagen denn Vorschriften wie VDI dazu?

von oszi40 (Gast)


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Solange die Ursache nicht bekannt ist, würde ich kein Geld investieren.

Man könnte aber zum Test 3Stück Baustrahler a 500W als Ohmsche Last 
parallel zur Maschine schalten und DANN erst Maschine ausschalten. WENN 
dann der FI drin bleibt, ist es die böse Abschaltspannung (die durch die 
3 Baustrahler reduziert wurde).

von oldeurope O. (Gast)


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Rolf F. schrieb:
> (und weil die Teile über 500 Euro kosten)

Ein Steckdosenstromkreis muss über einen 30mA FI laufen.

Habe mir einen 300mA FI vor ca. 2 Jahren im Baumarkt
für den Herdanschluss gekauft. War gar nicht sooo teuer.
Im unteren 2-stelligen Bereich meine ich.
Im Elektrofachgrosshandel hatten sie keinen da, ha ha!
Jetzt hängt da ein Durchlauferhitzer und ein Backofen dran.
Festverdrahtet versteht sich.

LG

old.

von Rolf F. (Firma: G.) (benutzername0)


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D a r i u s M. schrieb:
> Rolf F. schrieb:
>> (und weil die Teile über 500 Euro kosten)
>
> Ein Steckdosenstromkreis muss über einen 30mA FI laufen.
>
> Habe mir einen 300mA FI vor ca. 2 Jahren im Baumarkt
> für den Herdanschluss gekauft. War gar nicht sooo teuer.
> Im unteren 2-stelligen Bereich meine ich.
> Im Elektrofachgrosshandel hatten sie keinen da, ha ha!
> Jetzt hängt da ein Durchlauferhitzer und ein Backofen dran.
> Festverdrahtet versteht sich.

Ja, hier heißt es auch das man wegen dem flexiblen Anschlußkabel keinen 
anderen FI verwenden darf, aber elektisch ist doch egal ob flexible oder 
nicht.

von Peter D. (peda)


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Wir hatten auch ein älteres Gerät, was oft den FI auslöste.
Ursache waren zu große Netzfilterkondensatoren und dadurch floß ein zu 
großer Ableitstrom gegen Erde.

von oldeurope O. (Gast)


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Rolf F. schrieb:
> Ja, hier heißt es auch das man wegen dem flexiblen Anschlußkabel keinen
> anderen FI verwenden darf, aber elektisch ist doch egal ob flexible oder
> nicht.

Der FI ist ein zusätzlicher Brandschutz. Eigentlich brauchst Du
den gar nicht.

LG

old.

von Rolf F. (Firma: G.) (benutzername0)


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Ok, ich probiere es dann mal mit einem Solidstaterelay vom Typ A53TP50D:

http://www.galco.com/buy/Crydom/A53TP50D

Zum Schalten reicht ja ein Schalter an eine Phase und der andere 
Anschluß vom Eingang einfach an den Nullleiter.
Muss man da noch irgendwas beachten?

von GB (Gast)


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D a r i u s M. schrieb:
> Habe mir einen 300mA FI vor ca. 2 Jahren im Baumarkt
> für den Herdanschluss gekauft. War gar nicht sooo teuer.
> Im unteren 2-stelligen Bereich meine ich.

Ja, kein Problem. Ein FI vom Typ A kostet auch so um den Dreh.
Mit einem FU zusammen brauchst Du aber einen allstromsensitiven FI vom 
Typ B oder B+.
Und die kosten dann ab 300€ aufwärts.

von oszi40 (Gast)


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Rolf F. schrieb:
> Ok, ich probiere es dann mal mit einem Solidstaterelay

Werden die drei Versorgungsspannungen gegeneinander um 120° 
phasenverschoben, heben sich die Ströme auf dem gemeinsamen Retourleiter 
(Neutralleiter) auf. Im ABschaltmoment kann das auch anders sein.

von Udo (Gast)


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Selbst wenn die Maschine an einer 32A-CEE-Dose eingesteckt wird, ist 
kein FI notwendig! Das hat auch nichts mit flexibler Zuleitung oder 
sonst einer dubiosen Aussage zu tun. Laienbedienbare Steckverbinder bis 
20A müssen mit einem FI ausgestattet sein, der Reset kann, muss aber 
nicht.

Gruß Udo

von Seppi (Gast)


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Oder einfach den richtigen FI rein.
http://www05.abb.com/global/scot/scot209.nsf/veritydisplay/21e110ccba6eaaffc125786900248b83/$file/2cdc002086b0103.pdf

Oder den Y Kondensator deines Umrichters raushebeln.
Einfach in die Bedienungsanleitungen gucken.
BEi ein paar geht das mit dem durchzwacken eines einzigen Drahtes (NEIN, 
NICHT DES SCHUTZLEITERS!!!).

von Seppi (Gast)


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ABB
2CSF204001R1800

kostest z.bsp. 90 Euro.

von GB (Gast)


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Wir hatten mal so etwas im Einsatz:

http://www.leakcomp.de/

Allerdings ist das noch teurer als ein allstromsensitiver FI.

Man kann in vielen Fällen die Y-Kondensatoren am FU ausschalten (bei uns 
per Jumper), muss sich aber darüber im Klaren sein, dass der FU dann 
keinen EMV-Grenzwert mehr einhält.

Seppi schrieb:
> ABB
> 2CSF204001R1800
>
> kostest z.bsp. 90 Euro.

Auch der ist nicht allstromsensitiv.
Der hier ist der Typ (3P, 80A, 30mA) in allstromsensitiv.
http://www.elektrotools.de/Produkt/2CSF204501R1800-ABB-Stotz-S-J-FI-Schutzschalter-4P-TypB-80A-30mA-F-204B-80/0-03?gclid=CLSlqbebucICFW3MtAoduzwA_g
Und das ist der günstigste den ich finden konnte!

von oszi40 (Gast)


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Sobald die Summe an den rot markierten Ringen NICHT NUll ergibt, sollte 
ein FI üblicherweise auslösen. Im normalen Fehlerfall (Gehäusschluss) 
wird über den Schutzleiter ein Strom fließen der größer 15mA ist, der 
ihn zur Auslösung bringt.

WENN jedoch Störschutzkondensatoren ins Spiel kommen, wird die Lage 
verzwickter, da diese üblicherweise auch einen kleinen Strom über den 
Schutzleiter ableiten werden. Bedingt durch böse Abschaltspannungen von 
Induktivitäten (oder auch höherfrequente Störungen) kann dieser 
Ableitstrom bedingt durch Spannungsspitzen aber auch größer werden (wie 
oben im Oszillogramm zu sehen). Jetzt Störkondensatoren ganz entfernen 
muß aber auch keine gute Tat sein, weil dann aller Dreck ins Netz 
geleitet wird. Im harmlosen Fall ist der Radioempfang gestört, im 
üngünstigen Fall vertragen irgendwelche Schaltnetzteile an Deiner 
Leitung das auch nicht.

von Rolf F. (Firma: G.) (benutzername0)


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oszi40 schrieb:
> Störkondensatoren ganz entfernen
> muß aber auch keine gute Tat sein, weil dann aller Dreck ins Netz
> geleitet wird. Im harmlosen Fall ist der Radioempfang gestört, im
> üngünstigen Fall vertragen irgendwelche Schaltnetzteile an Deiner
> Leitung das auch nicht.

Ja, ich verwende deshalb neben der Schutzleiterdrossel auch drei Snubber 
(Entstörkondensatoren) mit 100 Ohm +0,1 µF an den 3 Phasen am Ausgang 
(jeweils nach N), auch als Schutz für das Halbleiterrelais.
Das baue ich nächste Woche mal zusammen und diese Lösung ist mit unter 
200 Euro noch günstiger als ein anderer FI.

von oszi40 (Gast)


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Rolf F. schrieb:
> mit 100 Ohm +0,1 µF an den 3 Phasen am Ausgang
> (jeweils nach N)

Nun mache Dir eine einfache Schaltskizze wo genau diese verschaltet sind 
und überlege nochmals wie hoch der Strom durch diese sein wird (während 
Deines Oszillogramms).

von Rolf F. (Firma: G.) (benutzername0)


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Also ich habe nun getestet mit einem Halbleiterrelais das nur bei 
Nulldurchgang schaltet (Zero Voltage Turn-On) und damit ist das Problem 
beseitgt. Die Snubber sind nicht nötig und das Relais muss nicht 
geschaltet werden; dauer-Ein (Anschließen vom Steuereingang an eine 
Phase und Nulleiter) genügt.

von Udo S. (urschmitt)


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Rolf F. schrieb:
> zwei Schutzleiterdrosseln, die letzte ist die von Pollin (
> 
http://www.pollin.de/shop/dt/MDM2OTQ3OTk-/Bauelemente_Bauteile/Passive_Bauelemente/Spulen_Filter/Schutzleiterdrossel.html

Das ist ja geil. Bevor bei Schluss einer Phase auf Gehäuse die Sicherung 
auslöst verdampft im Zweifel die zu kleine Drossel.
Ergebnis ist dann Phase auf Gehäuse.
:-(

von Rolf F. (Firma: G.) (benutzername0)


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Udo Schmitt schrieb:
> 
http://www.pollin.de/shop/dt/MDM2OTQ3OTk-/Bauelemente_Bauteile/Passive_Bauelemente/Spulen_Filter/Schutzleiterdrossel.html
>
> Das ist ja geil. Bevor bei Schluss einer Phase auf Gehäuse die Sicherung
> auslöst verdampft im Zweifel die zu kleine Drossel.
> Ergebnis ist dann Phase auf Gehäuse.
> :-(

Nein, denn erstens ist die Drossel bis 20 A spezifiziert und zweitens 
schaltet der FI schon bei 0,03 A ab.

BTW: Wo gibt es Schutzleiterdrosseln spezifziert für mindestens 32 und 
63 A?

von Udo S. (urschmitt)


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Rolf F. schrieb:
> Nein, denn erstens ist die Drossel bis 20 A spezifiziert und zweitens
> schaltet der FI schon bei 0,03 A ab.

Richtig, da ist noch ein FI, trotzdem alles andere als die feine Art 
eine 20A Drossel in eine 3x32A Installation zu packen.

von Rolf F. (Firma: G.) (benutzername0)


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Udo Schmitt schrieb:
> Rolf F. schrieb:
>> Nein, denn erstens ist die Drossel bis 20 A spezifiziert und zweitens
>> schaltet der FI schon bei 0,03 A ab.
>
> Richtig, da ist noch ein FI, trotzdem alles andere als die feine Art
> eine 20A Drossel in eine 3x32A Installation zu packen.

Das ist ja nur zum Testen, als Proof-of-Concept.
Deshalb suche ich noch eine Drossel mit mind. 32 A Spezifikation.
Bisher fand ich nur etwas bei reo.de, aber ohne Preis.

von DSler (Gast)


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Wir hatten das gleiche Problem, allerdings beim Einschalten mittels 
Nockenschalter.
Ich konnte das Phänomen im Labor sicher reproduzieren wenn ich den 
Schalter extra langsam betätigte. Der dreiphasige f/U versorgte eine 
Pumpe, die lieben Kunden dachten wenn sie "vorsichtig" einschalten suppt 
es nicht so bei Undichtigkeiten :).

Die Ursache hat sich leicht finden lassen (oszilloskopieren der drei 
Spannungen nach dem Schalter und des SL-Stromes), wie von Oszi40 erkannt 
und beschrieben: die Y-Störschutzkondensatoren des f/U Eingangsfilter.

Bei den f/U mit erhöhtem Ableitstrom (starkes Filter um den EMV 
Anforderungen zu genügen) ist das besonders kritisch.

Im normalen dreiphasigen Betrieb hat der Sternpunkt G (im Bild des 
Anhang) kein Potential gegenüber PE (mit dem er verbunden ist), 
vorausgesetzt die CY Kondensatoren sind einigermaßen gleich groß.
Werden die drei Phasen allerdings nicht gleichzeitig (wie in meinem 
Fall) zugeschaltet, sonder zeitlich leicht nacheinander, gibt es eine 
Sternpunktverschiebung mit einem resultierenden erhöhten zusätzlichen 
Schutzleiterableitstrom. Dieser löst dann den FI aus.

Die Verschiebung hat es zwar immer -bis zum einschwingen- da DS, die 
"zusätzlichen ms" haben aber für den Effekt ausgereicht.

Meine Lösung war mit einem nun kleineren Schalter ein DS-Schütz zu 
schalten, das hat die Kontakte gleichzeitiger betätigt. Gegenüber einer 
Halbleiterlösung war das damals billiger.

Ein allstromsensitiver FI ist eher kontraproduktiv für das Problem da 
zusätzlich noch empfindlicher, er misst ja auch Ströme die die anderen 
gar nicht sehen.

von Erwin M. (nobodyy)


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DSler schrieb:
> Wir hatten das gleiche Problem, allerdings beim Einschalten mittels
> Nockenschalter.
> Ich konnte das Phänomen im Labor sicher reproduzieren wenn ich den
> Schalter extra langsam betätigte. Der dreiphasige f/U versorgte eine
> Pumpe, die lieben Kunden dachten wenn sie "vorsichtig" einschalten suppt
> es nicht so bei Undichtigkeiten :).

Bei einem nulldurchgangsschaltenden Halbleiterrelais dauert das 
Einschalten nur 240°, entsprechend 13,3 ms, so das es damit das Problem 
nicht geben sollte.
Bei der Spar-Variante, bei der eine Phase immer anliegt, ist es sogar 
doppelt schnell.
Und die Kapazität von einem Phasen-Anschluß nach Masse liegt bei circa 
400 nF (laut DMM), so das das Relais automatisch eine schwache 
Netzfilterung eingebaut hat.
Und man hat schon durch den Widerstand des Halbleiterrelais eine 
schwache Netzfilterung. Das kostet aber im Betrieb, bei 3x 32 A um 100 
Watt.

Und daneben gibt es die Halbleiterrelais auch mit random turn-on, 
random-fire, d. h. sofortigem Einschalten, was für induktive Lasten 
empfohlen wird.

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