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Forum: Haus & Smart Home Sicherungsautomaten für 24V DC?


Autor: Mike (Gast)
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Ich habe eine Solar-Inselanlage mit 24V-Akku aufgebaut. Es besteht keine 
Verbindung zum 230V-Stromnetz. Als Schutz gegen Überströme/Kurzschlüsse 
habe ich die Leitungen mit Standard-Sicherungsautomaten vom Typ ABB-S201 
abgesichert. Laut Datenblatt sind diese Automaten für meinen Zweck 
geeignet:

https://library.e.abb.com/public/7368200c84b92309c12572eb0031cc69/2CDC002071D0102.pdf

Die Nennstromwerte sind an die Kabelquerschnitte angepasst, ich habe 
auch den Faktor von 1.5 für DC gegenüber AC berücksichtigt, d.h. statt 
einer 25A-Sicherung einen Automaten mit 16A bei 2.5mm^2 Leiterstärke 
eingesetzt. Der maximale Abschaltstrom von 10kA liegt weit über dem, was 
die Batterie im Kurzschlussfall liefern kann (ca. 2400A).

Nun meinte ein befreundeter Elektriker, dass diese Automaten für 
DC-Netze unzulässig wären und hier spezielle Photovoltaiksicherungen 
verwendet werden müssten. Warum konnte er mir auch nicht sagen, das sei 
halt so Vorschrift. Leider sind diese nur zu Mondpreisen zu bekommen und 
erfordern spezielle Halter. Die Automaten gibt es für unter 2€ und 
passen auf die Hutschiene in einem Standard-Schaltkasten.

Weiß jemand, welche Vorschriften es für Kleinspannungs-Solaranlagen gibt 
und warum die Standard-Automaten da eventuell nicht verwendet werden 
dürfen?

Autor: Martin B. (ratazong)
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DC ist viel schwerer abzusichern als AC wegen des beim Ausschalten 
entstehenden Lichtbogens. Sieht man eindrücklich in dem video:

Youtube-Video "AC versus DC load breaking comparison with a knife switch"

Autor: temp (Gast)
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Für Kleinspannungs-Solaranlagen die nicht ins Netz einspeisen gibt es 
keine gesonderten Vorschriften. Wenn die Spannung der Module und des 
Akkus zu den Sicherungen passt ist alles gut. Wer dir eine 1000V 
Photovoltaiksicherung für z.B. max. 40V andrehen will spinnt.
Es geht hier auch nicht um Überströme die das Modul liefert, sondern für 
den Fehlerfall dass der Strom aus dem Akku ungebremst in die 
Module/Verkabelung fließt.
Das was die meisten Elektriker wissen, ist das was zu den üblichen 
Anwendungen passt. Über den Teller kann fast keiner gucken. Und wenn die 
von Photovoltaik reden, dann über Hochvoltgeschichten die in der Regel 
mit >400V  laufen. In diesem Fall stimmt die Aussage, das können normale 
LS Schalter in der Regel nicht.
Allerdings kann es bei dir zu einem anderen Problem kommen. Wenn die 
Module parallel verschaltet werden, musst du dich vergewissern wieviel 
von denen max. ohne Sicherungen parallel geschaltet werden dürfen. 
Meistens sind es nur ein paar wenige (bei meinen Modulen 3). Das hat den 
Hintergrund, dass so ein Modul auch mal einen Defekt haben kann der sich 
als Kurzschluss oder Teilkurzschluss auswirkt. Dann würden die anderen 
Module mit voller Kraft Strom in diesen Kurzschluss treiben. Diesen 
Rückstrom muss das defekte Modul aber auch aushalten bevor es abbrennt. 
Sollten mehr als zulässig Module parallel geschaltet werden, ist für 
jedes eine separate Sicherung nötig.

Autor: Hans Pansen (Gast)
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Guck mal auf Seite 24 bei deinem verlinkten Datenblatt

Autor: Wollvieh W. (wollvieh)
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Hans Pansen schrieb:
> Guck mal auf Seite 24 bei deinem verlinkten Datenblatt

Und wenn die Spannung auf 23 V sinkt muß er auf Seite 23 schauen? Was 
macht er bei 0 V? :)

Der Elektriker klingt wie der Polizist, der einem aus dem hohlen Bauch 
heraus sagt "Das dürfen Sie nicht!" Beim Elektriker kann man aber 
nachfragen, ohne gleich eine Ladung Pfefferspray abzubekommen. Ok, 
vielleicht bekommt man trotzdem eine gewischt.

Wenn ich mal unterstelle, daß das Halbwissen des Elektrikers auf 
Tatsachen fußt, und das ist bei unserem Lobby-Regulierungswahn recht 
wahrscheinlich, könnte es sein, daß es Regelungen für bestimmte Arten 
von Anlagen gibt. Und dann zählen nicht mehr technische Daten, sondern 
Zulassungen.

So ähnlich wie man bei einem Medizinprodukt nicht einfach neue 
Gummifüßchen unter das Gehäuse kleben darf, weil wir sonst alle sterben. 
Sondern es müssen medizinische Gummifüßchen sein und sie müssen vom 
Hersteller zugelassen sein und von einem vom Hersteller zugelassenen 
Wartungsbetrieb nach vom Hersteller erlassenen Wartungsvorschriften 
eingebaut werden. Wenn der Hersteller keine Gummifüßchen zertifiziert, 
mußt Du das Gerät wegwerfen.

Bei Heizungshauptschaltern (die Dinger im Einfamilienhaus hoch neben der 
Kellertür, gelegentlich mit Glasscheibe davor) ist eine 
Trenn-Luftstrecke von 3 mm nach VDE 0815 vorgeschrieben, wie ich mal in 
der Montageanleitung für eine Heizungssteuerung las. Deshalb ist ein 
technisch reichlich genügender Trennschalter aus einer 10kV-Schaltanlage 
mit 500 mm Luftstrecke noch lange nicht zulässig, weil der leider nach 
VDE 4711 zertifiziert ist.

Wenn ich zuhause mit einem Motor und einer Zahnstange herumbastle, 
interessiert das niemanden. Sobald ich jedoch ein Brett dranschraube und 
mich draufsetze, unterliegt die Konstruktion plötzlich der 
Aufzugsordnung.

Bei Solaranlagen liegt es nahe, daß es ähnliche Lobbygesetze geben 
könnte, damit sich die Hersteller der zertifizierten Spezialteile ihre 
Pfründe sichern.

Also, Du brauchst keinen Elektriker, sondern einen Anwalt. Es gibt doch 
glaube ich das Berufsbild des Vorschrifteningenieurs?

Autor: hinz (Gast)
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Mike schrieb:
> Nun meinte ein befreundeter Elektriker, dass diese Automaten für
> DC-Netze unzulässig wären und hier spezielle Photovoltaiksicherungen
> verwendet werden müssten.

Völliger Blödsinn, bei richtiger Photovoltaik gehts um Spannungen von 
weit mehr als 24VDC. Die üblichen Leitungsschutzschalter werden ja von 
den Herstellern ausdrücklich auch für mäßige Gleichspannung 
spezifiziert.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Martin B. schrieb:

> DC ist viel schwerer abzusichern als AC wegen des beim Ausschalten
> entstehenden Lichtbogens.

Das gilt aber nicht für Spannungen unter 30V. Zumal solche "Automaten"
noch extra eine Funkenlöscheinrichtung haben.

Autor: Andrew T. (marsufant)
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Mike schrieb:
> Nun meinte ein befreundeter Elektriker, dass diese Automaten für
> DC-Netze unzulässig wären und hier spezielle Photovoltaiksicherungen
> verwendet werden müssten.

Wenn man es zuverlässig aufbauen will: Klares JA.

> Warum konnte er mir auch nicht sagen, das sei
> halt so Vorschrift.

Weil DC einen deutlichen Lichtbogen erzeugt, bei 24V schon heftig. 48V 
Netze sind noch "spannender". normale LSS aus dme Baumarkt sind dafür 
nicht ausgelegt und werden nach einigen hundert Schaltvorgängen 
zerstört.

> Leider sind diese nur zu Mondpreisen zu bekommen und
> erfordern spezielle Halter. Die Automaten gibt es für unter 2€ und
> passen auf die Hutschiene in einem Standard-Schaltkasten.

Ich interpretier das so, das Du es so günstig wie möglich haben willst.
In dem Fall: Schmelzsicherungen für Automotive Anwendungen.
sind bis 32 V  DC standardmäßig für unter 10 Eurocent zu bekommen.
Wenn Du nicht ständig Sicherungen auslösen läßt (was bei einer 
funktionalen Anlage ja selten vorkommen sollte),
dann ist das das Mittel der Wahl.

https://www.reichelt.de/kfz-sicherung-20-a-gelb-litt-0297020-p242174.html?PROVID=2788&gclid=EAIaIQobChMIs83fwuqB4QIV3MqyCh3Q5gLnEAYYAiABEgKjVPD_BwE&&r=1

20A Auto Sicherung sollte dann passen, wenn Du die nicht bekommen kannst 
dann schick mir PN und Du erhälst ein Dutzend .-)

Harald W. schrieb:
> Martin B. schrieb:
>
>> DC ist viel schwerer abzusichern als AC wegen des beim Ausschalten
>> entstehenden Lichtbogens.
>
> Das gilt aber nicht für Spannungen unter 30V.

Da irrt Harald.
Die Leitungsinduktivität der nachfolgenden Elektrik ist zusätzlich ein 
Thema, das manchem Konstrukteur auf die Füße fällt.

> Zumal solche "Automaten"
> noch extra eine Funkenlöscheinrichtung haben.

Haben sie nur, wenn sie für DC gebaut sind.

: Bearbeitet durch User
Autor: hinz (Gast)
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Andrew T. schrieb:
>> Zumal solche "Automaten"
>> noch extra eine Funkenlöscheinrichtung haben.
>
> Haben sie nur, wenn sie für DC gebaut sind.

Ohne Funkenlöschkammer keine mehrere kA Abschaltvermögen.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Andrew T. schrieb:

>>> DC ist viel schwerer abzusichern als AC wegen des beim Ausschalten
>>> entstehenden Lichtbogens.
>>
>> Das gilt aber nicht für Spannungen unter 30V.
>
> Da irrt Harald

...und Tausende von Schalter- und Relaisherstellern auch?

>> Zumal solche "Automaten"
>> noch extra eine Funkenlöscheinrichtung haben.

> Haben sie nur, wenn sie für DC gebaut sind.

Siehe Link des TEs. Die Funkenlöschkammer ist auf dem Bild
des Innenaufbaus deutlich zu erkennen.

Autor: temp (Gast)
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Mike hat oben die Daten seines LS verlinkt. Darin wird die DC 
Tauglichkeit für die Spannungshöhe die er verwendet bestätigt. Wer daran 
jetzt noch Zweifel hat, kann gleich gleich sämtliche Dokumentationen und 
Datenblätter verbrennen, dem ist nicht mehr zu helfen.
Ob der LS Löschkammern hat oder nicht ist völlig Wumpe. Der Innenaufbau 
ist eventuell interessant aber völlig ohne Bedeutung. Wenn der 
Hersteller im Datenblatt beschreibt dass das Teil für den 
Verwendungszweck geeignet ist, besteht keine Notwendigkeit zu 
untersuchen wie der Hersteller das realisiert.

Autor: svensson (Gast)
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Oder einfach die guten alten Diazed-Sicherungen (Schmelzsicherungen) 
verwenden. Oder - wer es etwas kleiner mag - als Neozed-Variante, die 
haben aber einen kleineren Ausschaltstrom, weil die Luftstrecken kleiner 
sind. Die genannten 2400A sind jedenfalls kein Problem.

Autor: hinz (Gast)
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svensson schrieb:
> Oder einfach die guten alten Diazed-Sicherungen
> (Schmelzsicherungen)
> verwenden. Oder - wer es etwas kleiner mag - als Neozed-Variante, die
> haben aber einen kleineren Ausschaltstrom, weil die Luftstrecken kleiner
> sind. Die genannten 2400A sind jedenfalls kein Problem.

Spezifiziert denn irgendein Hersteller das Abschaltvermögen bei DC?

Autor: Nautilus (Gast)
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hinz schrieb:
> Spezifiziert denn irgendein Hersteller das Abschaltvermögen bei DC?

Ja. unten verlinkte  Firma stellt auch Sicherungen für den Fahrzeugbau 
(LKW) her.

https://www.e-t-a.de/home/

Autor: hinz (Gast)
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Nautilus schrieb:
> hinz schrieb:
>> Spezifiziert denn irgendein Hersteller das Abschaltvermögen bei DC?
>
> Ja. unten verlinkte  Firma stellt auch Sicherungen für den Fahrzeugbau
> (LKW) her.
>
> https://www.e-t-a.de/home/

Es ging um Diazed/Neozed!

Autor: Jemand (Gast)
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hinz schrieb:
> svensson schrieb:
>> Oder einfach die guten alten Diazed-Sicherungen
>> (Schmelzsicherungen)
>> verwenden. Oder - wer es etwas kleiner mag - als Neozed-Variante, die
>> haben aber einen kleineren Ausschaltstrom, weil die Luftstrecken kleiner
>> sind. Die genannten 2400A sind jedenfalls kein Problem.
>
> Spezifiziert denn irgendein Hersteller das Abschaltvermögen bei DC?

Hab jetzt mal einfach bei Siemens nach DIAZED geschaut und die 
"Versorgungsspannung" wird in den Datenblättern tatsächlich nur für DC 
angegeben. Schaltvermögen wird für AC als auch für DC angegeben, liegt 
wohl für Baugrößen DII, DIII und DIV überall bei 50 kA für AC, 8 kA für 
DC. Es gibt auch DIAZED speziell für Bahnanlagen, die sind für DC 750 V 
spezifiziert!

Autor: hinz (Gast)
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Jemand schrieb:
> Hab jetzt mal einfach bei Siemens nach DIAZED geschaut und die
> "Versorgungsspannung" wird in den Datenblättern tatsächlich nur für DC
> angegeben. Schaltvermögen wird für AC als auch für DC angegeben, liegt
> wohl für Baugrößen DII, DIII und DIV überall bei 50 kA für AC, 8 kA für
> DC. Es gibt auch DIAZED speziell für Bahnanlagen, die sind für DC 750 V
> spezifiziert!

Gut zu wissen. Danke.

Autor: temp (Gast)
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svensson schrieb:
> Oder einfach die guten alten Diazed-Sicherungen

Oder NH oder gibt es noch was größeres?

In dem von Mike verlinkten Datenblatt hat die S200 - Serie ein 
Ausschaltvermögen von 10kA bei 60V DC. Manche sogar 15kA.
Warum sollte er diesen LS Schalter denn nicht benutzen?

Autor: hinz (Gast)
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temp schrieb:
> Warum sollte er diesen LS Schalter denn nicht benutzen?

Es spricht ja nichts dagegen.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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temp schrieb:

> Warum sollte er diesen LS Schalter denn nicht benutzen?

Weil einige Menschen ohne Ahnung von Elektrik Zeter und
Mordio schreien.

Autor: Mike (Gast)
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temp schrieb:
> In dem von Mike verlinkten Datenblatt hat die S200 - Serie ein
> Ausschaltvermögen von 10kA bei 60V DC. Manche sogar 15kA.
> Warum sollte er diesen LS Schalter denn nicht benutzen?

Ich habe den Herrn Elektriker noch mal gefragt: Das Problem ist wohl 
nicht das Abschaltvermögen - das ist für DC eindeutig spezifiziert und 
ausreichend - sondern die bei 24V deutlich geringeren zulässigen 
Leitungslängen. Diese sind auf den Seiten 5 bis 6 in folgendem 
Datenblatt aufgelistet:

https://library.e.abb.com/public/cfe65723ae1e61ccc12579c200282f54/2CD401001D0109.pdf

Ist die Leitung zu lang und damit der Widerstand zu hoch, löst der 
magnetische Überstromschutz nicht mehr zuverlässig aus.
Bei 2.5mm^2 und 16A beträgt sie zulässige Leitungslänge 5m, was bei mir 
nicht unterschritten wird.
Allerdings habe ich einen 1000W-Wechselrichter über eine kurze Leitung 
mit 10 mm^2 und einen 40A Automaten mit C-Charakteristik angeschlossen. 
Laut Tabelle wäre die zulässige Leitungslänge 0m. B-Charakteristik geht 
leider nicht, denn dann löst der Automat bereits beim Einschalten des 
Wechselrichters aus.

Allerdings müsste doch der thermische Überstromschutz bereits für 
ausreichenden Schutz der Leitung gegen Überlastung schützen?

Autor: hinz (Gast)
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Mike schrieb:
> 
https://library.e.abb.com/public/cfe65723ae1e61ccc12579c200282f54/2CD401001D0109.pdf

"Damit im Sinne der Norm ein möglichst ausreichender Schutz
empfindlicher Bauelemente, wie Kontakte, konfektionierte
Leitungen von Sensoren/Endschaltern erreicht werden kann,"

Autor: Thomas B. (thomas2)
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> Ich habe den Herrn Elektriker noch mal gefragt: Das Problem ist wohl
> nicht das Abschaltvermögen - das ist für DC eindeutig spezifiziert und
> ausreichend - sondern die bei 24V deutlich geringeren zulässigen
> Leitungslängen. Diese sind auf den Seiten 5 bis 6 in folgendem
> Datenblatt aufgelistet

Hier geht es um die Maschinenrichtlinie, die für deine PV-Anlage wohl 
nicht anwendbar ist.

Natürlich sollte ein zuverlässiges Auslösen der Sicherung trotzdem 
sichergestellt sein. In die Berechnung des Kurzschlußstroms geht aber 
auch der Innenwiderstand der Batterie ein, so dass man mit solchen 
Tabellen hier eh nicht arbeiten kann.

Welche konkrete Sicherung schlägt denn der Elektriker vor, und wie ist 
deren Auslösecharakteristik? Wären spezielle PV-Sicherungen hier 
überhaupt besser? Das generelle Problem bei Batteriewechselrichtern ist 
halt, dass man die Sicherung nicht zu "flink" auslegen kann, sonst 
fliegt sie beim Einschalten durch den Ladestrom der Eingangselkos.

> Allerdings müsste doch der thermische Überstromschutz bereits für
> ausreichenden Schutz der Leitung gegen Überlastung schützen?

Wahrscheinlich schon, denn selbst im genannten Datenblattabschnitt heißt 
es in der Fußnote: "Die lmax-Werte stellen den zusätzlichen Schutz 
empfindlicher Bauelemente sicher. Bei lmax = 0: ist in jedem Fall der 
alleinige Überstromschutz der Leitung über den verzögerten Auslöser 
sichergestellt."

Unabhängig von alldem erscheinen mir deine 10 mm2 aber etwas knapp für 
einen 1000 W Wechselrichter. Studer empfiehlt in der Größenordnung z. B. 
25 mm2 bei Längen unter 3 m.

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