Forum: Haus & Smart Home Sicherungsüberwachung bei 2 parallel geschalteten DC-Leitungen


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von Michael W. (micha124)



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Hi,

ich habe (werde haben) ein LV-Batteriesystem, welches an entsprechende 
DC-WR angeschlossen werden (Victron Multiplus 15kVA). Die WR sehen hier 
aufgrund der Querschnitte 2 parallele Leitungen + vor, in die jeweils 
eine Sicherung eingebaut werden soll (48V, Strom zusammen bis zum 600A 
kurzzeitig, Sicherung jew. 300A). Im Normalbetrieb rechne ich allerdings 
mit wesentlich niedrigeren Strömen.

siehe Bild

Ich möchte diese Sicherungen nun überwachen, damit ich mitbekomme, wenn 
eine der beiden fliegen sollte. Wenn beide fliegen, meldet mir das der 
WR (=keine Verbindung zur Batterie) bzw. ist das einfach zu detektieren, 
da dann keine Spannung am WR anliegt.

Ich suche nun aber nach einer Möglichkeit, auch den Ausfall nur einer 
einzelnen Sicherung zu erkennen. Mit Spannungsunterschied an der 
Sicherung kann ich nicht arbeiten, da ja die zweite Sicherung das 
überbrücken würde.

Ich hätte daher den Ansatz, den Stromfluss durch die Leitung zu messen. 
Aufgrund der Stromstärke und den damit verbundenen Verlusten, will ich 
hier aber auch keinen Shunt einbauen.

Ich suche also effektiv nach einem einfachen DC-Zangenamperedetektor. Da 
mir die Höhe des Stromfluss egal ist, genügt mir die Info "Strom fließt" 
und "kein Strom fließt". Eine Lücke bei niedrigen Strömen könnte  ich 
akzeptieren.

Alternativ hab ich über einen DS18B20 an den Leitungen und entsprechende 
Differenzauswertung nachgedacht, aufgrund der Dimensionierung sollte 
hier aber im Normalbetrieb eigentlich möglichst keine Erwärmung 
erfolgen, so dass der Weg vermutlich entfällt.

Hat hier jemand Vorschläge bzw. sowas schonmal gelöst?

Danke und Gruß

Micha
von Jörg K. (joergk)


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Mir fällt jetzt kein kritischer Fall ein bei dem nur eine Sicherung 
auslöst und sich daraus ein Problem ergeben sollte.
Sollte eine Sicherung auslösen trägt die zweite Sicherung den gesamten 
Strom. Sollte der Laststrom für die verbliebene Sicherung zu hoch sein 
löst sie ebenfalls aus und dann bekommst Du es mit.

Ich kann mir nur vorstellen daß Du wegen des Spannungsfall bei Ausfall 
einer Sicherung besorgt bist. Dann kannst Du ja genau das nutzen: Miss 
den Spannungsabfall zwischen Sammelschiene und WR. Ist er zu hoch ist 
eine Sicherung durch.
Diese Spannungsmessung erfolgt im mV-Bereich, muß aber bei Ausfall 
beider Sicherung die volle Akkuspannung vertragen (aber nicht mehr 
messen können).
Also Vorwiderstände und Begrenzerdioden vorsehen.

Ich persönlich halte aber den Aufwand unnötig. Warum sollte eine 
300A-Sicherung grundlos auslösen? Und wenn sie nicht grundlos auslöst 
kommt die zweite schon mit...

Ich betreibe Deinen Aufbau hier auch ohne Überwachung
: Bearbeitet durch User
von Heinz R. (heijz)


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Michael W. schrieb:
> (48V, Strom zusammen bis zum 600A
> kurzzeitig, Sicherung jew. 300A). Im Normalbetrieb rechne ich allerdings
> mit wesentlich niedrigeren Strömen.

wieder so ein übertriebenes System bei dem man auch bei Blackout alle 4 
Kochplatten gleichzeitig betreiben kann?
von Hardy F. (hflor)


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Warum 600A? Selbst bei Vollast sind es doch nur 300A.

Bei Voltschmiede gibt es Silikonkabel (zulässig 200 Grad) mit 95qmm.
: Bearbeitet durch User
von Hardy F. (hflor)


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Heinz R. schrieb:
>
> wieder so ein übertriebenes System bei dem man auch bei Blackout alle 4
> Kochplatten gleichzeitig betreiben kann?

Warum den nicht? Ich habe auch für 20KW mein System aufgebaut. Z.Z. 
läuft nur ein Wechselrichter mit 10KW und ich habe schon 
Leistungsprobleme beim Kochen und dem Laden des Autos …
von Bauform B. (bauformb)


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Michael W. schrieb:
> Die WR sehen hier
> aufgrund der Querschnitte 2 parallele Leitungen + vor

Wenn es nur wegen der Querschnitte ist, sollte es auch 2 parallele - 
geben. Aber vielleicht sind die beiden Klemmen intern nicht verbunden 
und gehen auf zwei getrennte Wandler. Darf man dann die beiden Klemmen 
extern verbinden?
von Heinz R. (heijz)


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Hardy F. schrieb:
> warum den nicht? Ich habe auch für 20KW mein System aufgebaut. Z.Z.
> läuft nur ein Wechselrichter mit 10KW und ich habe schon
> Leistungsprobleme beim Kochen und dem Laden des Autos …

und was bringt Dir das als finanzielle Ersparnis?
wozu braucht man einen WR für 10 min am Tag?
das bekommt das Netz doch locker in 364,5 Tagen im Jahr hin?
von Wolf17 (wolf17)


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1) Wenn bei zwei parallel geschalteten 300A Sicherungen eine wegen 
Überstrom auslöst, fließt durch die verbliebene Sicherung ein noch 
deutlich höherer Strom. Wie viele Millisekunden dauert es denn gemäß 
Kennlinie, bis die zweite Sicherung auch auslöst?

2) Nicht nur die Sicherung (F1 und F2) hat einen Spannungsabfall direkt 
an ihren Klemmen gemessen (U1b und U2b), auch die Leitungen davor (a) 
und dahinter (c) bis zum Koppelpunkt haben einen (U1a, U1c, U2a und 
U2c).
Wenn man differentiell die Spannungen U1b und U2b abgreift, sind die 
zwar lastabhängig, aber gleich.
Löst F2 aus, ist U2b nicht mehr gleich U1b, sondern höher, weil man an 
den F2 Klemmen jetzt zusätzlich den Spannungsabfall an der Zu- und 
Ableitung zu F1 bis zum Koppelpunkt mitmisst:  U1a + U1b + U1c. Das kann 
man auswerten.

3) Einfacher erscheinen mir, beide Sicherungszuleitungen umgekehrt durch 
einen DC-Stromsensorkern zu führen. Ist I1=I2 ist die Differenz Null. 
Wenn nicht, hat eine Sicherung ausgelöst.
: Bearbeitet durch User
von Michael W. (micha124)


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Die beiden Leitungen werden im Multiplus direkt an eine Schiene wieder 
angeschraubt mit M8. Das sind imho nur zwei Kabel, weil das besseren 
Kontakt gibt, besser zum montieren ist und vermutlich auch für den Fall, 
dass sich hier was lockern sollte. Dann kann der zweite Pfad das noch 
entsprechend ausgleichen.

Wolf17 schrieb:
> 1) Wenn bei zwei parallel geschalteten 300A Sicherungen eine wegen
> Überstrom auslöst, fließt durch die verbliebene Sicherung ein noch
> deutlich höherer Strom. Wie viele Millisekunden dauert es denn gemäß
> Kennlinie, bis die zweite Sicherung auch auslöst?
>

Wenn eine Sicherung durch Überlast auslöst sollte im Normalfall die 
zweite kurz danach hinterherfliegen. Ausser, die Last ist gerade dann 
wieder weg.
Als Notlösung würde ich auch auf die Detektion der einzel-Sicherungen 
verzichten und nur schauen, ob da überhaupt noch was ankommt.
Wenn halbwegs einfach möglich, würde ich aber den - wenn auch ggf. 
akademischen - Fall dennoch detektieren wollen, so dass ich nicht 
unnötig nur mit einem Pfad laufe (und wenn das nur wegen der Verluste 
ist).

Weiterer akademischer Fall: Die MPs leisten kurzzeitig auch 27kVA 
(=~560A), weswegen auch die Absicherung mit 600A (2x300) erfolgen soll. 
Die Last wird real nie da sein (auch die 15kVA pro Phase nicht)

> 2) Nicht nur die Sicherung (F1 und F2) hat einen Spannungsabfall direkt
> an ihren Klemmen gemessen (U1b und U2b), auch die Leitungen davor (a)
> und dahinter (c) bis zum Koppelpunkt haben einen (U1a, U1c, U2a und
> U2c).
> Wenn man differentiell die Spannungen U1b und U2b abgreift, sind die
> zwar lastabhängig, aber gleich.
> Löst F2 aus, ist U2b nicht mehr gleich U1b, sondern höher, weil man an
> den F2 Klemmen jetzt zusätzlich den Spannungsabfall an der Zu- und
> Ableitung zu F1 bis zum Koppelpunkt mitmisst:  U1a + U1b + U1c. Das kann
> man auswerten.

In die Richtung hatte ich auch schon gedacht - das bedingt aber 
vermutlich eine sehr genaue Messung. Die Leitungslängen sind hier nicht 
sehr lang (Bereich von 20cm) und entsprechend dick, so dass hier nur ein 
minimaler Spannungsfall vorhanden sein sollte.

Vorteil wäre hier aber, dass ggf. auch eine Kontaktverschlechterung an 
einer der Leitungen sichtbar würde.


>
> 3) Einfacher erscheinen mir, beide Sicherungszuleitungen umgekehrt durch
> einen DC-Stromsensorkern zu führen. Ist I1=I2 ist die Differenz Null.
> Wenn nicht, hat eine Sicherung ausgelöst.

Du meinst, beide Zuleitungen durch denselben Sensor aber in 
Gegenrichtung? Durch den gleichen Strom hebt sich das Magnetfeld auf und 
der Hallsensor detektiert nichts = entweder kein Strom oder alles ok? 
Hallsensor detektiert etwas = eine Sicherung muss kaputt sein.

Was machen eigentlich die DC-Hall-Stromsensoren im Sättigungsbereich? 
Wenn ich bspw. einen DC-Sensor nehme, der bis 50A detektieren kann 
(Geometrie für den Kabelquerschnitt mal passend vorausgesetzt) und ich 
lass 300A durchlaufen. Detektiert der dann Maximum oder kommt da 
irgendwas raus?

Ich hab noch nicht gesucht, welche Sensoren die Kabeldicke auch 
entsprechend abdeckt.
von Bauform B. (bauformb)


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Mal was anderes: zu Sicherungen in der Größe sollte es als Zubehör einen 
Mikroschalter o.ä. als Meldekontakt (Trip Indicator) geben.
von Oliver S. (oliverso)


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Beide Leitungen auf eine 600A Sicherung, danach mit zwei Leitungen 
weiter zum Multiplus.

Bei den Strömen sollte man aber schon wissen, was man macht.

Oliver


P.S. Die Victron-Empfehlungen für die Verkabelung sind auf den maximalen 
Worst-Case mit 1000% Sicherheitszuschlag ausgelegt. Mit gesundem 
Menschenverstand darf davon abgewichen werden.
: Bearbeitet durch User
von BirnKichler S. (Firma: Papier & Knalltüten Manufaktur) (max707)


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Wolf17 schrieb:
...
>
> 3) Einfacher erscheinen mir, beide Sicherungszuleitungen umgekehrt durch
> einen DC-Stromsensorkern zu führen. Ist I1=I2 ist die Differenz Null.
> Wenn nicht, hat eine Sicherung ausgelöst.

Die wird NIE exakt = 0  sein!
von Michael B. (laberkopp)


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Michael W. schrieb:
> Das sind imho nur zwei Kabel, weil das besseren Kontakt gibt, besser zum
> montieren ist und vermutlich auch für den Fall, dass sich hier was
> lockern sollte

Vor allem weil 2 Leitungen weniger Kupfer brauchen als eine, dank 
grösserer Oberfläche zur Wärmeabstrahlung bei Freiverlegung.
von H. H. (hhinz)


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Michael B. schrieb:
> Vor allem weil 2 Leitungen weniger Kupfer brauchen als eine, dank
> grösserer Oberfläche zur Wärmeabstrahlung bei Freiverlegung.

Bündelleiter.
von BirnKichler S. (Firma: Papier & Knalltüten Manufaktur) (max707)


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Michael B. schrieb:
> Michael W. schrieb:
>> Das sind imho nur zwei Kabel, weil das besseren Kontakt gibt, besser zum
>> montieren ist und vermutlich auch für den Fall, dass sich hier was
>> lockern sollte
>
> Vor allem weil 2 Leitungen weniger Kupfer brauchen als eine, dank
> grösserer Oberfläche zur Wärmeabstrahlung bei Freiverlegung.

Ahhhh, deshalb nimmt man Funk. Da braucht es keine Leiter.
von Jörg K. (joergk)


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H. H. schrieb:
> Bündelleiter.

Bei 600A könnte man schon über Stromverdrägung nachdenken :-)
https://de.wikipedia.org/wiki/Roebelstab
von H. H. (hhinz)


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Jörg K. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Bündelleiter.
>
> Bei 600A könnte man schon über Stromverdrägung nachdenken :-)
> https://de.wikipedia.org/wiki/Roebelstab

Bei DC doch nicht.
von Heinz R. (heijz)


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kommuniziert der Victron mit den BMS der Akkus?

Dann kannst Du doch einfach schauen ob Strom fließt, z.B. über eine 
Node-Red Regel?
von Michael W. (micha124)


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Heinz R. schrieb:
> kommuniziert der Victron mit den BMS der Akkus?
>
> Dann kannst Du doch einfach schauen ob Strom fließt, z.B. über eine
> Node-Red Regel?

ja das tut er. Daher ist ein "beide Sicherungen draussen" auch einfach 
erkennbar.
von Wolf17 (wolf17)


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BirnKichler S. schrieb:
> Ist I1=I2 ist die Differenz Null.
>> Wenn nicht, hat eine Sicherung ausgelöst.
> Die wird NIE exakt = 0  sein!
Na und! Man legt die Auslöseschwelle ja auch nicht auf Null.
Wenn es statt 2x150A 100A und 200A sind ist es Zeit den Kontaktfehler zu 
suchen, bevor mehr passiert.
von Wolf17 (wolf17)


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Michael W. schrieb:
> Wenn ich bspw. einen DC-Sensor nehme, der bis 50A detektieren kann
> (Geometrie für den Kabelquerschnitt mal passend vorausgesetzt)
Welchen Außendurchmesser haben denn die Leitungen zu den Sicherungen?
Ein 20€ 400A DC Sensor von Mouser hat ein 8x15mm Loch.
von Michael W. (micha124)


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Wolf17 schrieb:
> Michael W. schrieb:
>> Wenn ich bspw. einen DC-Sensor nehme, der bis 50A detektieren kann
>> (Geometrie für den Kabelquerschnitt mal passend vorausgesetzt)
> Welchen Außendurchmesser haben denn die Leitungen zu den Sicherungen?
> Ein 20€ 400A DC Sensor von Mouser hat ein 8x15mm Loch.

Leitungen habe ich noch nicht. Aber H07V-K 95 hat einen Außendurchmesser 
von 15.6mm - wird mit den 8 also schwer
von H. H. (hhinz)


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Michael W. schrieb:
> Leitungen habe ich noch nicht.

Also wohl auch noch keine Sicherungen.

Nimm welche, die sich optisch auswerten lassen, per Lichtschranke.
von Michael W. (micha124)


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H. H. schrieb:
> Michael W. schrieb:
>> Leitungen habe ich noch nicht.
>
> Also wohl auch noch keine Sicherungen.
>
> Nimm welche, die sich optisch auswerten lassen, per Lichtschranke.

Sicherungen habe ich auch noch nicht. Ich plane mit NH2-Sicherungen in 
Keto-Haltern - gibts da welche, die sich entsprechend optisch auswerten 
lassen?
von Jörg K. (joergk)


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Michael W. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Michael W. schrieb:
>>> Leitungen habe ich noch nicht.
>>
>> Also wohl auch noch keine Sicherungen.
>>
>> Nimm welche, die sich optisch auswerten lassen, per Lichtschranke.
>
> Sicherungen habe ich auch noch nicht. Ich plane mit NH2-Sicherungen in
> Keto-Haltern - gibts da welche, die sich entsprechend optisch auswerten
> lassen?

Es gibt NH-Sicherungen mit Kennmelder oben (kleines Gefaltetes 
Federblech dass einen Hilfsdraht straff hält) und mit optischen Meldern 
an der Vorderseite. Beiden ist gemein, daß der Melder meist mit auslöst, 
aber nicht immer :-(

Nochmal gefragt: Welche Gefahr siehst Du in einem unbemerkten Betrieb 
mit nur einer Sicherung?
von H. H. (hhinz)


Angehängte Dateien:

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NH ist doch völlig übertrieben.

Nimm sowas wie im Anhang.
von Michael W. (micha124)


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Jörg K. schrieb:

> Nochmal gefragt: Welche Gefahr siehst Du in einem unbemerkten Betrieb
> mit nur einer Sicherung?

Echte Gefahr sehe ich keine, da die verbleibende Leitung ja auch 
abgesichert ist. Damit nur die Gefahr der Ineffizienz und eben ein 
blinder Fleck in der Überwachung, der mir nicht gefällt (aber auch nicht 
um jeden Preis behoben werden muss)
von Heinz R. (heijz)


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zeig mal wo das steht mit der Zuführung zum Multiplus über 2 getrennte 
Leitungen?
von Michael W. (micha124)


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Heinz R. schrieb:
> zeig mal wo das steht mit der Zuführung zum Multiplus über 2 getrennte
> Leitungen?

siehe Bedienungsanleitung
siehe Wiring-Schematics
siehe beliebige Beispiel

z.B. 
https://www.victronenergy.com/upload/documents/MultiPlus-II_230V/32424-MultiPlus-II___Quattro-II-pdf-de.pdf
Kapitel 4.3
2x95mm² bei Länge 0-5m
2x150mm² bei Länge 5-10m

oder auch 
https://www.victronenergy.com/upload/documents/Manual-and-Drawing-MultiPlus-II-15kVA-3Phase-MPPT-250-100-Lynx-Power-In-Distributors-Cerbo-GX-Touch-GX-LTE-4G-BYD-Flex-Lite.pdf
von Jörg K. (joergk)


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Michael W. schrieb:
> Jörg K. schrieb:
>
>> Nochmal gefragt: Welche Gefahr siehst Du in einem unbemerkten Betrieb
>> mit nur einer Sicherung?
>
> Echte Gefahr sehe ich keine, da die verbleibende Leitung ja auch
> abgesichert ist. Damit nur die Gefahr der Ineffizienz und eben ein
> blinder Fleck in der Überwachung, der mir nicht gefällt (aber auch nicht
> um jeden Preis behoben werden muss)

Ok, kann ich verstehen, würde aber noch mal drüber schlafen.
Hast Du Dir den Wirkungsgradverlust schon mal ausgerechnet und 
abgeschickt welcher geldwerten Nachteil daraus entstehen würde?
Welche Leitungslänge bei welchem Querschnitt planst Du denn?
von Michael W. (micha124)


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Jörg K. schrieb:
> Michael W. schrieb:
>> Jörg K. schrieb:
>>
>>> Nochmal gefragt: Welche Gefahr siehst Du in einem unbemerkten Betrieb
>>> mit nur einer Sicherung?
>>
>> Echte Gefahr sehe ich keine, da die verbleibende Leitung ja auch
>> abgesichert ist. Damit nur die Gefahr der Ineffizienz und eben ein
>> blinder Fleck in der Überwachung, der mir nicht gefällt (aber auch nicht
>> um jeden Preis behoben werden muss)
>
> Ok, kann ich verstehen, würde aber noch mal drüber schlafen.
> Hast Du Dir den Wirkungsgradverlust schon mal ausgerechnet und
> abgeschickt welcher geldwerten Nachteil daraus entstehen würde?
> Welche Leitungslänge bei welchem Querschnitt planst Du denn?

Aktuell plane ich mit Leitungslänge im Bereich 50cm gesamt und 
Querschnitt 2x95mm².

Verlust bei Volllast (95mm² ggü 190mm²) wäre im Bereich 9W.
Wirtschaftlich sicherlich vertretbar, daher eben auch Messung, wenn 
einfach möglich.
von Heinz R. (heijz)


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interessant, ich kannte das Dokument bislang nicht

Hast Du dann 3 x MP2-15000 für ein 3Phasen-System?
Da muss ja dann ein mächtiger Akku-Pack dahinter stecken?

Aber ich halte die Werte in der Victron-Anleitung auch für etwas 
überzogen

Schaue ich bei meinem MP2-48-3000: Absicherung 125A
Was hast Du vor mit der Anlage? Inselbetrieb, Notstrom oder ESS?
von Εrnst B. (ernst)


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Michael W. schrieb:
> Verlust bei Volllast (95mm² ggü 190mm²) wäre im Bereich 9W.

RasPi mit Kamera, der die beiden Sicherungen im Blick behält?
Der braucht nur 3 Watt.
Rechenaufgabe: Wieviele Tage Betrieb mit nur einer Sicherung muss der 
pro Jahr verhindern, damit er sich amortisiert?
von Wolf17 (wolf17)


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Michael W. schrieb:
>> Ein 20€ 400A DC Sensor von Mouser hat ein 8x15mm Loch.
> H07V-K 95 hat einen Außendurchmesser von 15.6mm
Ein HAT-1000S (67€) hat ein 30,5x40,5mm Loch, da gehen dann auch 
2x185qmm durch.

Aber das einfachste werden doch Sicherungen mit Meldeschalter sein. Bei 
SIBA lese ich mehrfach davon, ich finde aber keinen Gesamtkatalog zum 
download.
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Was noch ginge, waere ein Schwingkreis mit ein paar Wicklungen um die 
Leitung vor und nach der Sicherung.
Wenn die Sicherung durch ist, fehlt die kurze Verbindung und die 
Frequenz veraendert sich.
von Jörg K. (joergk)


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Michael W. schrieb:
> Verlust bei Volllast (95mm² ggü 190mm²) wäre im Bereich 9W.

Also bei Halblast nur noch 2,3W. Da verbraucht schon der Trafo im 
Victron bedeutend mehr.
Aber ich will Dir das nicht ausreden...
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