Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Suche Relais für kleine Schaltlast mit hoher Spannungsfestigkeit


von Darius (dariusno)


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Hallo zusammen,

ich bin schon seit Tagen auf der Suche nach einem Relais, was die 
folgenden Spezifikationen erfüllt:

Spulen/steuerspannung: 230V (kein muss) \
Schaltstrom: 100-200mA \
Schaltspannung: 50-200mV \
Spannungsfestigkeit an offenen Kontakten: 1kV \
Hutschienenmontage

Bei elektromechanischen Relais mit Goldkontakten war entweder bei 50mW 
Schluss oder die Spannungsfestigkeit war nicht mehr gegeben.

Jetzt bin ich auf Reed-Relais gestoßen. In den Datenblättern ist mir 
aufgefallen, dass nur max. Werte spezifiziert sind. Heißt das, es gibt 
nach unten keine Begrenzung ?

Außerdem ist nie die Spannungsfestigkeit zwischen den Kontakten bzw. am 
offenen Kontakt angegeben. Teilweise ist "Dielectric Strength 
Coil/Contact", "Breakdown Voltage min.", "Contact Resistance" oder 
"Insulation Resistance" angegeben, aber kann ich aus irgendeinem dieser 
Werte auf die Spannung, die dauerhaft am offenen Kontakt anliegen darf, 
rückschließen, oder muss ich mich da an den Kundensupport wenden ?

Danke schonmal und Lg
Darius

: Verschoben durch Moderator
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Darius schrieb:
> Außerdem ist nie die Spannungsfestigkeit zwischen den Kontakten bzw. am
> offenen Kontakt angegeben.
Dort ist sie als "Schaltspannung" bei jedem Relais angegeben:
- https://www.digikey.de/de/products/filter/reedrelais/964

> Schaltspannung: 50-200mV \
> Spannungsfestigkeit an offenen Kontakten: 1kV
Ja, was denn jetzt? Interpretierst du die "Schaltspannung" anders als 
der Rest der Welt?

wie wäre es denn, wenn du die eigentliche Aufgabe beschreibst und nicht 
nur deinen Lösungsweg?

von Falk B. (falk)


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Darius schrieb:

> Spulen/steuerspannung: 230V (kein muss) \
> Schaltstrom: 100-200mA \
> Schaltspannung: 50-200mV \
> Spannungsfestigkeit an offenen Kontakten: 1kV \
> Hutschienenmontage

Die Mischung dürfte selten bis unmöglich sein. Du mußt improvisieren.

> Jetzt bin ich auf Reed-Relais gestoßen. In den Datenblättern ist mir
> aufgefallen, dass nur max. Werte spezifiziert sind. Heißt das, es gibt
> nach unten keine Begrenzung ?

Doch, denn zaubern können die auch nicht. Aber deren Kontakte sind halt 
hermetisch dicht in einem Glasröhrchen verschlossen.

> Außerdem ist nie die Spannungsfestigkeit zwischen den Kontakten bzw. am
> offenen Kontakt angegeben.

Glaub ich nicht.

> Teilweise ist "Dielectric Strength
> Coil/Contact", "Breakdown Voltage min.", "Contact Resistance" oder
> "Insulation Resistance" angegeben, aber kann ich aus irgendeinem dieser
> Werte auf die Spannung, die dauerhaft am offenen Kontakt anliegen darf,
> rückschließen, oder muss ich mich da an den Kundensupport wenden ?

Es reicht, das Datenblatt zu lesen und zu verstehen ;-)

Das Ding erfüllt die meisten deiner Forderungen. Musst du nur noch auf 
einen Träger bauen, damit es auf die Hutschiene passt und eine 230V 
Ansteuerung per Trafo ergänzen.

https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/hochspannungs-reedrelais_li_1_schliesser_max_1_0_a_dc_acpeak-85098

von Darius (dariusno)



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Lothar M. schrieb:
> Ja, was denn jetzt? Interpretierst du die "Schaltspannung" anders als
> der Rest der Welt?

Kann sein, dass ich es falsch verstanden habe, aber bei den 
elektromechanischen Relais war häufig zb. "Dielectric Strength between 
open contacts" (siehe Bild) gegeben und das war deutlich höher als die 
Schaltspannung. Oder ist damit die Spannungsfestigkeit zwischen den 
Leitungen gemeint ?

Lothar M. schrieb:
> wie wäre es denn, wenn du die eigentliche Aufgabe beschreibst und nicht
> nur deinen Lösungsweg?

Ich möchte nach der 60335-2-34 automatisiert den Wicklungswiderstand 
eines Motors bei Überlast messen (und damit auf die maximale Temperatur 
am Ausschaltzeitpunkt extrapolieren). D.h. der Motor wird über einen FU 
versorgt und soll bei einem Steuersignal auf die Messschaltung wechseln. 
D.h. an den offenen Klemmen des Relais zum Schalten des Messgeräts liegt 
im Betrieb die FU-Ausgangsspannung an. Habe meinen aktuellen Aufbau als 
Bild beigefügt.

Falk B. schrieb:
> Es reicht, das Datenblatt zu lesen und zu verstehen ;-)

Stimmt, habe gekonnt überlesen, dass Schaltspannung bis zu 1kV geht:)

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Darius schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Ja, was denn jetzt? Interpretierst du die "Schaltspannung" anders als
>> der Rest der Welt?
>
> Kann sein, dass ich es falsch verstanden habe, aber bei den
> elektromechanischen Relais war häufig zb. "Dielectric Strength between
> open contacts" (siehe Bild) gegeben und das war deutlich höher als die
> Schaltspannung.

Ja logisch! Wenn ein Relaiskontakt 1000V SICHER isolieren soll, MUSS er 
DEUTLICH mehr aushalten.

> Oder ist damit die Spannungsfestigkeit zwischen den
> Leitungen gemeint ?

Zwischen den Kontakt anschlüssen.

> Ich möchte nach der 60335-2-34 automatisiert den Wicklungswiderstand
> eines Motors bei Überlast messen (und damit auf die maximale Temperatur
> am Ausschaltzeitpunkt extrapolieren). D.h. der Motor wird über einen FU
> versorgt und soll bei einem Steuersignal auf die Messschaltung wechseln.
> D.h. an den offenen Klemmen des Relais zum Schalten des Messgeräts liegt
> im Betrieb die FU-Ausgangsspannung an. Habe meinen aktuellen Aufbau als
> Bild beigefügt.

Naja, bissel merkwürdige Darstellung.
Prinzipiell ist das kein sonderlich schwieriges Vorhaben.

von Darius (dariusno)


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Falk B. schrieb:
> Zwischen den Kontakt anschlüssen.

Ok, d.h. die Gefahr liegt eigentlich nicht darin, dass bei hohen 
Spannungen am Kontakt dieser selbst überbrückt wird, sondern die 
Kontakte untereinander? Ich habe Lothar so verstanden, dass 
Schaltspannung = Spannungsfestigkeit am offenen Kontakt, aber wenn diese 
immer geringer als "Dielectric Strength between Open Contacts" ist, 
würde der Fehlerfall ja sowieso schon viel früher eintreten.

Falk B. schrieb:
> Naja, bissel merkwürdige Darstellung.

Weshalb?

Falk B. schrieb:
> Das Ding erfüllt die meisten deiner Forderungen.

&

Falk B. schrieb:
> Doch, denn zaubern können die auch nicht. Aber deren Kontakte sind halt
> hermetisch dicht in einem Glasröhrchen verschlossen.

Also gehen so kleine Lasten oder nicht ? Weil im Datenblatt steht es 
nicht explizit.

von H. H. (hhinz)


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Sensata S1 macht den Job.

von Falk B. (falk)


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Darius schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Zwischen den Kontakt anschlüssen.
>
> Ok, d.h. die Gefahr liegt eigentlich nicht darin, dass bei hohen
> Spannungen am Kontakt dieser selbst überbrückt wird, sondern die
> Kontakte untereinander?

Nein, das meine ich nicht. Mehrere Kontakte in einem Relais ist nochmal 
ein anderes Thema. Aber im Normalfall ist die Spannungsfestigkeit 
zwischen zwei Kontaktpaaren mindestens so hoch wie zwischen einem 
Kontaktpaar. Sonst wäre es ja eher fragwürdig.

> Ich habe Lothar so verstanden, dass
> Schaltspannung = Spannungsfestigkeit am offenen Kontakt,

Falsch! Die zulässige Schaltspannung ist IMMER kleiner als die 
Spannungsfestigkeit eines Kontakts! Denn der soll die Spannung ja SICHER 
isolieren!

> aber wenn diese
> immer geringer als "Dielectric Strength between Open Contacts" ist,
> würde der Fehlerfall ja sowieso schon viel früher eintreten.

Was redest du hier?

Spannungsfestigkeit am offenen Kontakt ist die deutsche Übersetzung von 
"Dielectric Strength between Open Contacts". Real ist es eher die 
Durchbruchsspannung, denn bei der Spannung schlägt der Kontakt über.

> Falk B. schrieb:
>> Naja, bissel merkwürdige Darstellung.
>
> Weshalb?

Weil kein E-Mensch so Schaltpläne mit Relais zeichnet. Selbst als 
Bockschaltbild ist das nicht sonderlich verständlich.

>> Doch, denn zaubern können die auch nicht. Aber deren Kontakte sind halt
>> hermetisch dicht in einem Glasröhrchen verschlossen.
>
> Also gehen so kleine Lasten oder nicht ? Weil im Datenblatt steht es
> nicht explizit.

Es funktioniert praktisch, wenn auch nicht explizit spezifiziert und 
auch vom Hersteller offiziell nicht garantiert. Du willst ein paar 
Dutzend mV udn mA messen, das ist noch recht entspannt. Erst unterhalb 
weniger mV wird es dann echt kniffelig, nicht nur mit Thermospannungen.

von H. H. (hhinz)


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H. H. schrieb:
> Sensata S1 macht den Job.

Oder auch S8.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Darius schrieb:
> so verstanden, dass Schaltspannung = Spannungsfestigkeit am offenen Kontakt
Genau so muss man das interpretieren.

> Also gehen so kleine Lasten oder nicht ?
Dann präge doch zur Widerstandsmessung einfach mit einer 
Konstantstromquelle einen Strom von 100mA ein und miss die anfallende 
Spannung. Mit 100mA wird das Relais dann sicher schalten, wenn die KSQ 
eine Leerlaufspannung deutlich über der Frittspannung hat:
- https://de.wikipedia.org/wiki/Frittspannung

Und das wird sie haben, denn Reedkontakte in Schutzatmosphäre heben sehr 
niedrige Frittspannungen. Und wenn der Kontakt dann mal geschaltet hat, 
dann gilt nur noch der spezifizierte Kontaktwiderstand im Bereich um 100 
mOhm, die den von dir gemessenen Spulenwiderstand dann noch verfälschen 
(zusätzlich zu irgendwelchen Leitungswiderständen und 
Übergangswiderständen in Klemmstellen).

von Darius (dariusno)


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Falk B. schrieb:
> Aber im Normalfall ist die Spannungsfestigkeit
> zwischen zwei Kontaktpaaren mindestens so hoch wie zwischen einem
> Kontaktpaar. Sonst wäre es ja eher fragwürdig.

Ja denke ich auch.

Falk B. schrieb:
> Was redest du hier?
>
> Spannungsfestigkeit am offenen Kontakt ist die deutsche Übersetzung von
> "Dielectric Strength between Open Contacts". Real ist es eher die
> Durchbruchsspannung, denn bei der Spannung schlägt der Kontakt über.

Ok verstehe. Habe ich dann falsch interpretiert. Woran würdest Du dich 
dann beim Szenario "kleine Spannung schalten, große Spannung isolieren" 
prinzipiell eher orientieren: Schaltspannung oder Spannungsfestigkeit 
der Kontakte ? Ich hatte es so verstanden, dass wenn die hohen 
Spannungen nie geschaltet werden, auch Spannungen überhalb der 
Schaltspannung dauerhaft an den Kontakten anliegen dürfen (man braucht 
aber ausreichend Puffer zur Durchbruchspannung). Oder ist das auch 
falsch ?
Edit: habe eben erst Lothars Kommentar gesehen. D.h. das ist nicht 
zulässig .

Falk B. schrieb:
> Es funktioniert praktisch, wenn auch nicht explizit spezifiziert und
> auch vom Hersteller offiziell nicht garantiert. Du willst ein paar
> Dutzend mV udn mA messen, das ist noch recht entspannt. Erst unterhalb
> weniger mV wird es dann echt kniffelig, nicht nur mit Thermospannungen.

Alles klar, danke für die Hilfe!

: Bearbeitet durch User
von Darius (dariusno)


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Lothar M. schrieb:
> Dann präge doch zur Widerstandsmessung einfach mit einer
> Konstantstromquelle einen Strom von 100mA ein und miss die anfallende
> Spannung.

Genau, das ist der Plan.

Lothar M. schrieb:
> Und das wird sie haben, denn Reedkontakte in Schutzatmosphäre heben sehr
> niedrige Frittspannungen.

Super, danke und gut zu wissen!

Lothar M. schrieb:
> Und wenn der Kontakt dann mal geschaltet hat,
> dann gilt nur noch der spezifizierte Kontaktwiderstand im Bereich um 100
> mOhm, die den von dir gemessenen Spulenwiderstand dann noch verfälschen
> (zusätzlich zu irgendwelchen Leitungswiderständen und
> Übergangswiderständen in Klemmstellen).

Das sollte mit der Vierleitermessung kompensiert werden, zumindest bis 
zu den Klemmen am Motor.

Falk B. schrieb:
> Weil kein E-Mensch so Schaltpläne mit Relais zeichnet. Selbst als
> Bockschaltbild ist das nicht sonderlich verständlich.

Ok verstehe, ja war nur eine persönliche Skizze. Welches Programm nutzt 
du dafür?

von Falk B. (falk)


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Darius schrieb:

> Ok verstehe. Habe ich dann falsch interpretiert. Woran würdest Du dich
> dann beim Szenario "kleine Spannung schalten, große Spannung isolieren"
> prinzipiell eher orientieren: Schaltspannung oder Spannungsfestigkeit
> der Kontakte ?

Spannungsfestigkeit, denn man schaltet ja lastfrei.

> Ich hatte es so verstanden, dass wenn die hohen
> Spannungen nie geschaltet werden, auch Spannungen überhalb der
> Schaltspannung dauerhaft an den Kontakten anliegen dürfen

Jain. Damit vermindert man die Reserve.

> (man braucht
> aber ausreichend Puffer zur Durchbruchspannung).

Ja.

von Falk B. (falk)


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Darius schrieb:
> Ok verstehe, ja war nur eine persönliche Skizze. Welches Programm nutzt
> du dafür?

Eagle.

von Darius (dariusno)


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Falk B. schrieb:
> Musst du nur noch auf
> einen Träger bauen, damit es auf die Hutschiene passt und eine 230V
> Ansteuerung per Trafo ergänzen.

Habe sowas noch nie gemacht, aber vom Prinzip her wäre das einfach eine 
Platine, wo ich das Teil drauflöte und die Kontakte als Pads ausführe 
und dort dann Kabel dranlöte um das Teil anzuklemmen ?

von Falk B. (falk)


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Darius schrieb:
> Habe sowas noch nie gemacht, aber vom Prinzip her wäre das einfach eine
> Platine, wo ich das Teil drauflöte und die Kontakte als Pads ausführe
> und dort dann Kabel dranlöte um das Teil anzuklemmen ?

Nicht ganz. Bei Hutschienenbauteile sind Klemmen üblich, seien es 
Schraub- oder Federklemmen.

https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/platinenhalterung_5_cm_lang-259494

Das Relais und die Klemmen auf Lochraster löten, verdrahten, ggf. ein 
paar Lochrasterpunkte entfernen, um die Spannungsfestigkeit zu 
erreichen. Fertig.

von Andrew T. (marsufant)


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Falk B. schrieb:
> Das Relais und die Klemmen auf Lochraster löten, verdrahten, ggf. ein
> paar Lochrasterpunkte entfernen, um die Spannungsfestigkeit zu
> erreichen.

Und es gibt sogar für diesen Zweck bessere geeignete Lochransterplatinen 
aus FR4 Material, ganz ohne Kupferauflage.
Ideal bei erhöhter Spannung

von Ove M. (Firma: ;-) gibt es auch) (hasenstall)


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Ich habe noch zwei, drei spezielle Hochspannungsreedrelais in meinem 
Fundus. Sind grob geschätzt etwa 70mm lang und im Durchmesser mit 
aussenliegender Spule etwa 10-15mm. Die Ansteuerspannung weis ich gerade 
nicht.
Sie entstammen aus einem Fluke Sicherheitstester.
Die kannst du haben wenn du möchtest. Allerdings bin ich gerade nicht zu 
Hause, also frühestens nächste Woche kann ich dich mit Bildern 
versorgen.
Schick mir ne PM, dann geht es nicht unter…
Viele Grüsse Ove

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