Warenkorb
0 Punkte
Händlerauswahl
Wählen Sie den Händler aus, den Sie für Ihren Einkauf nutzen möchten.
Händler

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt

Unbekannt


Technischer Anhang/Glossar (Relaiskoppler und Halbleiterrelais)
Relaiskoppler und Halbleiterrelais
Inhalt Technischer Anhang/Glossar Technischer Anhang/Glossar Relaiskoppler und Halbleiterrelais – Vergleich W.2 Technischer Anhang: Relaiskoppler W.4 Glossar: Relaiskoppler W.8 Technischer Anhang: Halbleiterrelais W.28 Glossar: Halbleiterrelais W.36 W Technischer Anhang/Glos sar W.1 1427040000 – 2013/2014
Vorteile Elektromechanisches Relais (EMR) + Wechsel- und Gleichstrombetrieb im Laststromkreis möglich Universell einsetzbar (Vorteil als Schnittstelle zwischen unterschiedlichen Anlagenteilen) + Kein Leckstrom im Laststromkreis Ein Halbleiter bewirkt keine 100 %-ige Trennung + Geringe Restspannung im Laststromkreis Geringer Spannungsfall + Keine Verlustleistung im Laststromkreis Im Gegensatz zu dem Halbleiter im Optokoppler liegt bei den Kontakten des elektromechanischen Relais kein elektrischer Widerstand vor, der bei Belastung zur Erwärmung führt. Kühlkörper sind daher nicht nötig. + Mehrfachkontakte möglich Ein Steuersignal schaltet mehrere Laststromkreise. + Steuerstromkreis unempfindlich gegenüber Transienten ) Die Einschaltleistung der magnetischen Spule verhindert ungewollte Schaltvorgänge durch Spannungsschwankungen. Relaiskoppler und Halbleiterrelais – Vergleich ) detaillierte Erklärung des Begriffes siehe Glossar ab Seite W.8 Relaiskoppler und Halbleiterrelais – Vergleich Spule Rückstell- feder Feste Kontakte Beweglicher Kontakt Anker W Technischer Anhang/Glos sar W.2 1427040000 – 2013/2014
Die Wahl zwischen elektromechanischem und Halbleiterrelais erfolgt je nach Anforderung anhand der unterschiedlichen Vorteile der beiden Varianten: Vorteile Halbleiterrelais (SSR) + Hohe Lebensdauer und Zuverlässigkeit Keine beweglichen Teile oder Verschleiß an Kontakten + Kleine Dimensionen Platzeinsparungen auf Leiterplatte und Tragschiene + Geringe Steuerleistung Es wird keine Mechanik bewegt sondern eine LED aktiviert + Kurze Ansprechzeiten Schnelles Schalten, dadurch hohe Frequenzen möglich + Kein Kontaktprellen Dadurch reduzierte Schaltverzögerung + Keine Schaltgeräusche Geeignet für den Einsatz in geräuschempfindlichen Umgebungen + Unempfindlich gegenüber Schock und Vibrationen Verhindert ungewollte Schaltzustände + Keine elektromagnetischen Abstrahlungen durch Schaltfunken oder Spulen Keine Störung benachbarter Baugruppen oder elektronischer Bauteile Relaiskoppler und Halbleiterrelais – Vergleich Sender (LED) Empfänger (Transistor) Gehäuse W Technischer Anhang/Glos sar W.3 1427040000 – 2013/2014
Technischer Anhang: Relaiskoppler Historischer Hintergrund Der Begriff „Relais“ stand ursprünglich für eine Station, an welcher Postkutschen ihre Pferde wechseln konnten. Der englische Physiker Charles Wheatstone (1802–1875) gab dem Begriff Relais eine völlig andere Bedeutung. Zu Wheatstones Zeiten wurden abfahrende Züge am nächsten Bahnhof mit einem Klingelzeichnen signalisiert. Hierzu wurde eine Batterie auf dem ersten Bahnhof mit einer Klingel auf dem zweiten verbunden. Die Bahnhöfe lagen jedoch meist mehrere Kilometer auseinander, daher reichte die verbleibende Leistung am zweiten Bahnhof oft für ein Klingelläuten nicht aus. Wheatstone erfand eine Schaltvorrichtung, die am zweiten Bahnhof installiert wurde. Sie funktionierte auch bei geringer Stromzufuhr. Die Schaltvorrichtung schloss einen weiteren Stromkreis, der dann die Klingel betätigte. Das war die Geburtsstunde des elektromagnetischen Relais. Funktionsweise des Relais Ein Relais ist ein elektromagnetischer Schalter und besteht aus zwei galvanisch getrennten Stromkreisen. Erstens dem Steuerstromkreis und zweitens dem Arbeitsstromkreis mit dem Arbeitskontakt. Sobald der Steuerstromkreis mit der Steuerenergie beschaltet wird, erzeugt die Spule ein Magnetfeld im Kern/Joch und der Anker zieht an. Der Aktuator betätigt nun den Schalter am Ausgang, es schließt sich der Arbeitskontakt (Schließer) und der Ruhekontakt öffnet sich (Öffner). Beim Ausschalten des Steuerstromkreises baut sich das Magnetfeld ab und die Ankerrückstellfeder zieht den Anker in die Grundstellung zurück. Der Aktuator bewegt den Arbeitskontakt wieder in Ruhestellung, der Arbeitskontakt öffnet sich, der Ruhekontakt schließt sich. Relaiskoppler – Übersicht Ein Relais bietet also die Option, mit geringen Leistungen – etwa Batteriespannungen – hohe Lasten zu schalten und als Schaltverstärker zu fungieren. Dank galvanischer Trennung zwischen Ein- und Ausgang eignet sich ein Relais ebenfalls dazu, bei Potentialunterschieden zwischen Steuer- und Arbeitsstromkreis eine Trennung zu realisieren. Verfügt ein Relais zudem über mehrere Arbeitskontakte, kann es auch als Signalvervielfältiger zum Einsatz kommen. Vom Relais zum Relaiskoppler Das Relais ist nicht für den direkten Einsatz im industriellen Umfeld konzipiert. Aus dem Bauteil „Relais“ machen erst zwei alternative Verfahrensweisen einen Relaiskoppler für industrielle Applikationen: Die Montage auf Leiterplatte – kombiniert mit entsprechender Montagetechnik und Beschaltung – oder das Aufstecken auf einem speziell ausgeführten Relaissockel. Die Bauform und Leistungsdaten des Relaiskopplers bestimmen in der Regel darüber, ob sich ein Relaiskoppler für eine Applikation eignet oder nicht. So sind beispielsweise Relaiskoppler mit aufgesteckten Relais für den Einsatz in stark schwingender Umgebung nur bedingt einsetzbar. Hier sind Relaiskoppler mit verlötetem Relais vorzuziehen. Niedrige, kompakte Bauformen, wie etwa die RIDERSERIES, kommen in Kleinverteilern zur Anwendung, die nur eine geringe Bauhöhe zulassen. Die TERMSERIES hingegen hilft, aufgrund ihrer schmalen Bauform, Platz im Schaltschrank zu sparen. Sichere Trennung Alle Betriebsmittel, die eine „Sichere Trennung“ gewährleisten sollen, gilt es so zu konstruieren, dass sie die Isolierung nicht beeinträchtigen, etwa durch mechanische Fehler. Tritt bei einem Relais ein mechanischer Fehler auf (verbogener Lötstift, gebrochener Wickeldraht oder Federbruch), muss dennoch die „Sichere Trennung“ garantiert sein. Relais werden gemäß EN 61810-1 spezifiziert und geprüft. In der Norm findet sich kein Hinweis auf EN 50178 (Ausrüstung von Starkstromanlagen mit elektronischen Betriebsmitteln), ebenfalls fehlt eine Definition der „Sicheren Trennung“. Erschwerend kommt hinzu, dass bei den für Relais angegebenen Prüfspannungen andere Messbedingungen vorliegen. Die Prüfspannungen lassen sich folglich nicht auf die Normen EN 50178 oder EN 61140 übertragen. Da Anwender gleichwohl vermehrt Betriebsmittel einsetzen, die eine „Sichere Trennung“ gewährleisten sollen, beziehen sich viele Relaishersteller auf EN 61140 und prüfen entsprechend. Dann stimmen die angegebenen Werte mit der „Sicheren Trennung“ überein. Spule Isolation Actuator Spule A1 A2 Anker- rückstell- feder Anker a u r Relaisbasis Kern Joch W Technischer Anhang/Glos sar W.4 1427040000 – 2013/2014
Normen Folgende Einzelnormen werden entsprechend den Anforderungen angewendet: Relaiskoppler • DIN EN 50178: Ausrüstung von Starkstromanlagen mit elektronischen Betriebsmitteln Relais • DIN EN 61810-1: Elektromechanische Elementarrelais (Elektromechanische Elementarrelais ohne festgelegtes Zeitverhalten) Teil 1: Allgemeine und Sicherheitsgerichtete Anforderungen Relaissockel • DIN EN 61984 Steckverbinder – Sicherheitsanforderungen und Prüfungen EMV -Elektromagnetische Verträglichkeit DIN EN 61000-6-1 Teil 6-1: Fachgrundnormen, Störfestigkeit, Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereich sowie Kleinbetriebe DIN EN 61000-6-2 Teil 6-2: Fachgrundnormen, Störfestigkeit für Industriebetriebe DIN EN 61000-6-3 Teil 6-3: Fachgrundnormen, Störaussendung, Wohnbereich, Geschäfts- und Gewerbebereich sowie Kleinbetriebe DIN EN 61000-6-4 Teil 6-4: Fachgrundnormen, Störaussendung für Industrie- betriebe Beschaltung der Spule In DC-Schaltkreisen erzeugt die Induktivität der Relaisspule im Abschaltmoment eine Abfallspannung, sie kann die vorgeschaltete Steuerelektronik beschädigen oder zerstören. Eine parallel zur Spule geschaltete Freilaufdiode begrenzt die Abfallspannung, schützt die Steuerelektronik und verhindert die Induktion der Abschaltspannung auf andere Signalleitungen. Lange Zuleitungen unterliegen verstärkt elektrischen und elektromechanischen Einflüssen. Folge sind Funktionsstörungen oder gar der Ausfall der Relaisbausteine. Die eingestrahlten Störungen, aber auch die Leckströme von Ansteuerbaugruppen, können ebenso dazu führen, dass ein angesteuertes Relais nicht mehr abfällt. Da die Rückfallspannung normgerecht auf etwa 15 Prozent der Nennspannung begrenzt ist, kann die erzeugte Störspannung ausreichen, ein Ausschalten des Relais zu verhindern. Abhilfe schafft hier eine vorgeschaltete RC-Kombination, welche die Störeinflüsse herausfiltert, beziehungsweise die Störspannung kapazitiv belastet. In der TERMSERIES sind diese Vorbeschaltungen in der Elektronik ab Werk integriert, in der RIDERSERIES stehen sie optional als modulare Vorschaltelektronik zur Verfügung. Es gelten die gleichen Prinzipien wie bei den Schutzbeschaltungen der Kontakte. Technischer Anhang: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.5 1427040000 – 2013/2014
Technischer Anhang: Relaiskoppler Schalten von kleinen und großen Leistungen Grundsätzlich ist die Kontaktzuverlässigkeit eines Relais-Kontakts bei mittlerer Strombelastung durch die kontinuierliche Selbstreinigung am höchsten. Mit zunehmender Kontaktbelastung und damit verstärktem Abbrand der Kontakte, nimmt die Schaltzuverlässigkeit bei zunehmenden Schaltspielen ab. Die Lebensdauer reduziert sich. Bei sehr geringer Kontaktbelastung liegt durch fehlenden Abbrand der Kontakte zwar die Relais- Lebensdauer nahe der mechanischen Lebensdauer, jedoch trägt die fehlende Selbstreinigung zu einer verringerten Kontaktzuverlässigkeit bei. Zur sicheren Kontaktgabe bei kleinen Strömen, insbesondere wenn zusätzlich kleine Spannungen vorliegen, kommt es auf das gewählte Kontaktmaterial an. Kontakte aus Silber- Nickel, welches den Standard bei den meisten Weidmüller- Relais bildet, sind grundsätzlich ab ca. 10 mA geeignet. Derartige Breitbandkontakte schalten sowohl niedrige als auch höhere Ströme. Jedoch kommt es bei kleinen Strömen, bedingt durch Korrosion und fehlende Selbstreinigung, zu gelegentlichen Kontaktaussetzern. Je höher der Strom, umso zuverlässiger erfolgt die Kontaktgabe – dank Selbstreinigung. Silber-Nickel eignet sich als Kontaktmaterial für geringe Ströme/Spannungen. Es bietet allerdings nur eine mäßige Schaltzuverlässigkeit. Ist dies tolerabel, dann bieten konventionelle Standard-Relais eine preiswerte Lösung. Für Anwendungen, die eine gesteigerte Kontakt- zuverlässigkeit bei kleinen Strömen/Spannungen verlangen, sind konventionelle Relais mit Hartgold-Kontakten vorzuziehen, da sie nicht korrodieren und somit zuverlässiger arbeiten. Wird höchste Schaltzuverlässigkeit, insbesondere bei kleinen Strömen/Spannungen gefordert, sind Relais keinesfalls erste Wahl. Weidmüller rät in derartigen Fällen zu Halbleiterrelais. Verschleiß und Abrieb, bedingt durch mechanische Bewegungen, sind bei Halbleiterrelais ausgeschlossen. Relaiskoppler – Übersicht Schutzbeschaltung der Kontakte Beim Schalten induktiver oder kapazitiver Lasten treten Schaltfunken auf, sie beeinflussen die elektrische Lebensdauer der Relais. Folgende Schutzbeschaltungen der Kontakte bieten einen verminderten Kontaktverschleiß: Diode U D Last + – U S 1 2 t Freilaufdioden (DC) Freilaufdioden werden vor allem zum Schutz von Überspan- nung eingesetzt, die beim Abschalten einer induktiven Gleichspannungslast (Elektromotor, Relaisspule) durch Selbstinduktion auftreten. Auftretende Spannungsspitzen werden auf den Wert der Dioden-Durchlassspannung begrenzt und Überschreitungen über die Diode abgeleitet. Dies führt allerdings zu einer Verzögerung des Spannungsabfalls und damit des Schaltvorgangs. Vorteil: für alle Leistungen einsetzbar, geringe Überspannung, geringer Platzbedarf, preiswert Nachteil: sehr große Rückfallverzögerung Diode und Z-Diode U ZD Last + – U S 1 2 t Zener-Diode / Suppressordiode (DC) Diese verhalten sich in Durchlassrichtung wie normale Dioden. In Sperrrichtung werden sie ab einer bestimmten Spannung (Durchbruchspannung) niederohmig. Hohe Überspannungsenergien können zur Zerstörung von Zener-Diode / Suppressordiode führen. Vorteil: geringe Überspannung (durch Z-Diode festgelegt), geringe Rückfallverzögerung Nachteil: nicht für große Leistungen anwendbar W Technischer Anhang/Glos sar W.6 1427040000 – 2013/2014
Technischer Anhang: Relaiskoppler Varistor U VDR Last + – ( ) ( ) VDR U S 1 2 t Varistor (AC/DC) Das Funktionsprinzip des Varistor basiert ebenfalls auf einer Durchbruchspannung, allerdings mit schnelleren Reaktionszeiten. Es können höhere Energien abgeleitet werden, die jedoch zu einer Alterung des Bauteils führen. Dies reduziert im Laufe der Zeit die Durchbruchspannung und erhöht den Leckstrom. Vorteil: geringe Überspannung, geringe Rückfallverzögerung Nachteil: höhere Strombelastung der Kontakte beim Einschalten, mit zunehmender Leistung aufwendiger und teurer RC-Kombination U RC Last + – ( ) ( ) R C U S 1 2 t RC-Glied (AC) Bei dem RC-Glied werden Spannungsspitzen über einen Kondensator kompensiert. Auf Grund der Lade- und Entladeeigenschaften werden Störimpulse nicht erst beim Erreichen der Überlast, sondern schon während des Ansteigens der Spannung herausgefiltert. Daher werden RC-Glieder auch zum Schutz vor Störimpulsen eingesetzt, um Fehlschaltungen auszuschließen. Vorteil: geringe Rückfallverzögerung, preiswert Nachteil: nicht für alle Betriebsspannungen und Leistungen verwendbar U S = Spannungsverlauf 1 = Schließen 2 = Öffnen W Technischer Anhang/Glos sar W.7 1427040000 – 2013/2014
Glossar: Relaiskoppler Glossar: Relaiskoppler A Abbrand Materialverlust an den Kontakten durch Schalt-Lichtbögen Abmessung Maßangaben in Millimeter. Länge Höhe Breite AC Bezieht sich sowohl auf Wechselgrößen wie Spannung oder Strom als auch auf dementsprechend betriebene Geräte oder auf Größen, die auf diese Geräte Bezug nehmen. Daten gelten für 50 Hz, sofern nicht anders angegeben. AC-Spule, Wechselspannungsspule Relais zur Erregung mit Wechselspannung (AC). Daten gelten für 50 Hz, sofern nicht anders angegeben. Ansprechen Vorgang, bei dem ein Relais von der Ruhe-Kontaktstellung in die Arbeits- Kontaktstellung übergeht. Ansprech-/Abfallspannung AC/DC - Spule Wert der Spulenspannung bei der ein Relais anspricht oder abfällt Anzahl Kontakte Anzahl der Arbeitskontakte eines Relais (Schließer, Öffner oder Wechsler) Anzugs-/Rückfallstrom AC/DC - Spule Wert des Spulenstroms bei dem ein Relais anspricht oder abfällt Art der Isolation Qualität des Isolationssystems, abhängig vom Design und den Applikationsbedingungen: • Funktionsisolierung: Isolierung zwischen aktiven Teilen – erforderlich für die einwandfreie Funktion des Relais. • Basisisolierung: Isolierung aktiver Teile zum grundlegenden Schutz gegen elektrischen Schlag. • Doppelte Isolierung: Besteht aus einer Basisisolierung und zusätzlicher Isolierung. • verstärkte Isolierung: Eine einzige „verstärkte“ Isolierung aktiver Teile, die einen gleichwertigen Schutz gegen elektrischen Schlag gewährt wie eine doppelte Isolierung. Die doppelte setzt sich aus einer Basis- und einer zusätzlichen Isolierung zusammen, wobei die zusätzliche Isolierung dann Schutz gegen elektrischen Schlag bietet, wenn die Basisisolierung ausfällt. Ausschaltvermögen Maximaler Schaltstrom, den ein Relaiskontakt unter festgelegten Bedingungen ausschalten kann, wobei der Schaltstrom nicht größer als der Nennstrom sein darf. Ausschaltverzögerung Typisches Zeitintervall vom Abschalten der Spulenspannung eines geschalteten Relais bis zum erstmaligen Öffnen bzw. Schließen des letzten Ausgangskreises (ohne Prellzeit). W Technischer Anhang/Glos sar W.8 1427040000 – 2013/2014
B B10 Anzahl der Schaltspiele einer Charge, bei denen 10 Prozent aller Relais ausfallen. Der Wert dient der Ermittlung der Ausfallwahrscheinlichkeit eines Systems. Bemessungsspannung (Isolation) Spannung, nach der die Isolationsdaten bemessen sind - sie bildet die Grundlage zur Dimensionierung der Kriechstrecken. Betriebsspannungsbereich Zulässiger Bereich der Eingangsspannung in Abhängigkeit zur Umgebungs- temperatur. Nach oben hin wird der Bereich durch die Maximalspannung beschrieben, nach unten durch die Ansprech-/Minimalspannung. Kurve 1: Ansprech- / Minimalspannung U0 (ohne Vorerregung) Kurve 2: Ansprech- / Minimalspannung U1 (nach Vorerregung) Kurve 3: Maximalspannung U2, Kontaktstrom = 0 A Kurve 4: Maximalspannung bei Kontaktstrom I nenn U Bem Bemessungsspannung Betriebsspannungsbereich Spulenspannung [U/U Bem ] Umgebungstemperatur [°C] 0 A 0 A 3) 4) 2) 1) Betriebstemperatur Zulässige Umgebungstemperatur – bezogen auf eine definierte relative Luftfeuchtigkeit – bei der ein Produkt unter Nennlast betrieben werden darf. Brennbarkeit nach UL Angabe der Brandklasse gemäß der Spezifikation UL 94 (Underwriters Laboratories, Inc., USA). Brennbarkeits-Tests nach UL 94 für Kunststoff- materialien prüfen und klassifizieren die Eigenschaften zur Ausbreitung und dem Verlöschen eines in Brand gesetzten Materials. Die Relais-relevanten Brandklassen nach UL 94 lauten V-0, V-1, V-2 und HB. C CE Abkürzung für: Communauté Européenne (Europäische Gemeinschaft). Mit der CE-Kennzeichnung bestätigt der Hersteller die Konformität des Produkts mit den zutreffenden EG-Richtlinien und die Einhaltung der darin festgelegten „wesentlichen Anforderungen“. Derzeit verbindlich ist die EMV-Richtlinie 2004/108/EG und die Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG. D Dauerbetrieb Betriebsart, bei welcher ein Relais mindestens so lange erregt wird, bis das thermische Gleichgewicht erreicht ist. Dauerstrom Strom der dauernd geführt werden kann, ohne die Grenzwerte für die Kontakt- Erwärmung unter bestimmten Bedingungen zu überschreiten. DC Bezieht sich auf zeitunabhängige elektrische Größen wie Spannung oder Strom (DC, Gleichspannung). Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.9 1427040000 – 2013/2014
DC Ausschaltvermögen, Gleichstrom-Ausschaltvermögen Die unterhalb der Gleichstrom-Ausschaltvermögens-Kurve liegenden Werte - für maximal zulässige/n Schaltspannung/Schaltstrom bei ohmscher Last - lassen sich zuverlässig ein- und ausschalten, das heißt ein Lichtbogen erlischt (max. Lichtbogendauer 10 ms bei ohmscher Last). Die Lage und Form der Lastgrenzkurve wird beeinflusst durch Kontaktwerkstoff und Relaiskonstruktion (Kontaktabstand, Öffnungsgeschwindigkeit der Kontakte, etc.). Nicht ableitbar aus diesen Kurven sind Aussagen zur elektrischen Lebensdauer! Gleichstrom-Lastgrenzkurve Schaltspannung [V DC] Schaltstrom [A] 1 Kontakt 3 Kontakte in Serie ohmsche Last 2 Kontakte in Serie 300200 100 50 40 3020 10 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 Derating / Derating-Kurve Bei höheren Umgebungstemperaturen reduziert sich der Dauerstrom, dargestellt anhand einer Derating-Kurve (Lastminderungskurve). Fließender Strom verursacht Wärme, die mit steigender Stromstärke ansteigt. Elektrische Bauteile besitzen eine obere Grenztemperatur, was ihre Funktionsfähigkeit beschränkt. Da sich der Temperatureinfluss auf die Bauteile aus der Umgebungstemperatur und der durch den Strom erzeugten Wärme zusammensetzt, muss bei steigender Temperatur der Strom gesenkt werden, um die obere Grenztemperatur nicht zu überschreiten. Das Verhältnis aus vorherrschender Temperatur und daraus resultierender maximaler Stromstärke beim Einhalten der Grenztemperatur wird in der Derating-Kurve abgebildet. Derating-Kurve Str omst ärk e Temperatur verbotener Bereich Betriebsbereich DIN-Schiene Sofern nicht anders angegeben, werden Weidmüller Produkte für die DIN- Schienen-Montage (Schienen nach TH35-7.5 / EN60175) gebaut und geprüft; andere oder ähnliche Formen (z.B. TH35-15) können funktionstüchtig sein, sie sind aber dafür weder getestet noch freigegeben. E Eigenerwärmung Temperaturzunahme eines Geräts während des Betriebs aufgrund der Verlustleistung der Relaisspule und der Schaltkontakte. Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.10 1427040000 – 2013/2014
Einbaulage Mechanische und elektronische Relais lassen sich in der Regel beliebig einbauen (Lage), abgesehen von einschränkenden Angaben. Zur Sicherstellung der Stromführung und Wärmeableitung gilt es, Anschlüsse vollständig und mit angemessenen Querschnitten zu kontaktieren. Bei der Anordnung zu berücksichtigen sind die Faktoren Isolationsanforderung, Wärmeableitung und ggf. gegenseitige magnetische Beeinflussung. Einschaltdauer, ED, relative Einschaltdauer Beschreibt das Verhältnis von Erregungsdauer eines Relais (Einschaltdauer) zur gesamten Periodendauer im Aussetz-, Dauer- oder Kurzzeit-Betrieb. Die Einschaltdauer (ED) wird als Prozentwert der gesamten Zyklusdauer angegeben. Einschaltstrom Angegeben als Schaltstrom bei ohmscher Last, den ein Relais unter definierten Bedingungen einschalten kann. Die Angaben beziehen sich auf den Schließer- Kontakt bei Nennspannung, und einem Stromwert für die Dauer von max. 20 ms für mindestens 100 Schaltspiele oder 4 s mit einer relativen Einschaltdauer von 10 %, sofern nicht anders angegeben. Einschaltverzögerung Typisches Zeitintervall vom Einschalten der Spulenspannung eines im Ruhezustand befindlichen Relais bis zum erstmaligen Schließen bzw. Öffnen des letzten Ausgangskreises (ohne Prellzeit). Einsteckzyklen Fassungen und Zubehör sind für 10 Einsteckzyklen ohne elektrische Last ausgelegt - sofern nicht anders angegeben. Elektrische Lebensdauer, Kontaktlebensdauer Anzahl von Schaltspielen eines Relais mit elektrischer Kontaktbelastung unter voller Betriebsfähigkeit (gemäß IEC 61810-1 und IEC 61810-2.) Sofern nicht anders angegeben, gelten die Kontaktdaten und elektrische Lebensdauer unter folgenden Bedingungen: • am Schließer • AC Netzfrequenz 50 Hz, • relative Einschaltdauer 50 %, • Nenn-Schalthäufigkeit, • Kontaktbelastung Schema A, • ohmsche Last, • Bemessungsspannung (Spule), • Umgebungstemperatur 23 °C, • Schutzart RTII – flussmitteldicht, • Einzelaufbau. • Einbaulage vertikal (die Anschlüsse eines Printrelais zeigen nach unten). Die elektrische Lebensdauer wird entsprechend den Kriterien für ‘useful life’, Schärfegrad B nach IEC 61810-2 angegeben. Die Datenangaben decken jegliche Verwendung über die spezifizierte elektrische Lebensdauer hinaus nicht ab, es obliegt dem Anwender solche Situationen zu vermeiden. Erfahrungswerte zeigen, dass die elektrische Lebensdauer bis zu einem Leistungsfaktor 0,8 relativ konstant bleibt; bei Lasten mit einem Leistungsfaktor kleiner 0,8 ist eine Anwenderberatung ratsam. Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.11 1427040000 – 2013/2014
Elektrische Lebensdauer, Kurve Die Kurve für die elektrische Lebensdauer gibt die typische Lebensdauer als ‘Mean Cycles to Failure’ (MCTF, mittlere Schaltspielzahl bis zum Ausfall) an und basiert auf der Weibullverteilung. Aus diesen statistischen Daten sind keine garantierten Mindestwerte ablesbar. Achtung: Die Kurve für die elektrische Lebensdauer gilt nur für die angegebenen Kontaktwerkstoffe (bzw. jene laut Datenblatt). Die Kurve lässt keine Ableitung der Lebensdauer für andere Kontaktwerkstoffe zu. Ebenfalls lassen sich keinerlei Informationen zur elektrischen Lebensdauer - aus der Extrapolation des dargestellten Kurvenbereichs - ableiten. 10 7 10 6 10 5 10 4 Schaltstrom [A] Schaltspiele Elektrische Lebensdauer 0 2 4 6 8 10 12 14 16 250 V AC ohmsche Last Erd- und Masseschleifen Bezeichnen die Verbindung zweier Potentiale über ihren Erd- oder Masseanschluss. Ein Potentialgefälle zwischen dem Erd- oder Masseanschluss zweier Geräte (z.B. Sensor und Steuerung), die direkt miteinander verdrahtet sind, bewirkt einen Stromfluss über Erde oder das gemeinsame Gehäuse. Diese Störströme können zu unterschiedlichen Problemen führen, so etwa bei der Erfassung von Messsignalen oder der Ansteuerung von Aktoren. Bei der Übertragung von Schalt- oder Messsignalen, mit einer Potentialtrennung zwischen Steuer- und Laststromkreis, kann es nie zu einem geschlossenen Stromkreis über den Erd- oder Masseanschluss kommen - und folglich zu keinem Störstrom. Erd- und Masseschleifen Verbindungselement ohne galvanische Trennung Verbindungselement mit galvanischer Trennung Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.12 1427040000 – 2013/2014
F Fehler, Relaisfehler Gemäß IEC 61810 ist ein Relaisausfall als Auftreten von Fehlfunktionen definiert, welche eine bestimmte Anzahl übersteigen: • Fehlfunktion beim Kontaktschließen • Fehlfunktion beim Kontaktöffnen (Kontaktüberbrückung beim Wechslerkontakt als Sonderform der Fehlfunktion beim Kontaktöffnen) oder als • unzureichende Spannungsfestigkeit. Solche Fehlfunktionen gilt es, in der Anwendung zu berücksichtigen – sie dürfen keine Risiken verursachen. Je nach spezifischen Lasten und der Leistung im Kontaktsatz kann aus Fehlfunktionen eine überhöhte Erwärmung oder gar ein Feuer resultieren. Dem Anwender obliegt es, entsprechend den einschlägigen Vorschriften, die nötigen Vorkehrungen zu treffen. Feuchte / Kondensation Standardbedingungen: Jährliche durchschnittliche relative Luftfeuchte 75 % bei Umgebungstemperatur von 21 °C, an 30 Tagen, gleichmäßig über das Jahr verteilt sowie 95 % bei Umgebungstemperatur w von 25 °C, an übrigen Tagen vereinzelt 85 % bei 23 °C. Kondensieren oder Vereisen ist nicht zulässig – betrifft Lagerung und/oder Betrieb. Für Betrieb und Lagerung bei anderen Bedingungen müssen Kondensation oder Vereisen durch Temperaturänderung/-schocks vermieden werden. Betrieb und Lagerung innerhalb der in der Grafik angegebenen Grenzen. Rel. Fe ucht e (% RF) Umgebungstemperatur [°C] -40 -20 0 +20 +40 +60 +80 +100 100 80 60 40 20 0 Umgebungsbedingungen Bereich für Gebrauch und Lagerung T Umg 0 ° Kondensation vermeiden T Umg 0 ° Vereisen vermeiden G Galvanische Trennung Potentialfreie Isolierung zwischen elektrischen Teilen. Bei galvanischer Trennung fließen keine Ladungsträger von einem Stromkreis in einen anderen, zwischen den Stromkreisen besteht also keine elektrisch leitfähige Verbindung. Die Stromkreise können aber gleichwohl elektrische Leistung oder Signale austauschen und zwar über Magnetfelder, mittels Infrarotstrahlung oder durch Ladungsverschiebung. Gebrauchskategorie nach EN60947 (mechanische Relais) AC1: Nicht induktive oder nur schwach induktive Last, z.B. Heizelemente AC14: Kleine elektromagnetische Lasten ( 72VA), z.B. Kleinschütze AC15: Elektromagnetische Lasten ( 72VA), z.B. Leistungsschütze DC1: Nicht induktive oder nur schwach induktive Last, z.B. Heizelemente DC13: Elektromagnetische Lasten, z.B. Magnetventile Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.13 1427040000 – 2013/2014
Grenzdauerstrom Der höchste Wert der Stromstärke (Effektivwert bei Wechselstrom), den ein geschlossener Kontakt bei spezifizierten Temperaturgrenzen dauernd führen kann; er stimmt mit dem thermischen Grenzdauerstrom Ith überein. Sofern nicht anders angegeben, gelten die Daten unter folgenden Bedingungen: gleiche Belastung aller Kontaktkreise, Eingangsspannung 110 % der Spulen- Nennspannung, maximale Umgebungstemperatur, geöffnete Entlüftungs- öffnung, dichte Packung (Montageabstand 0 mm), Testbedingungen entsprechend der Anordnung zur Erwärmungsprüfung IEC EC 61810-1 Anhang B. I Induktive Lasten siehe Gebrauchskategorien Isolation nach EN 50178 Angaben zur Isolationskoordination mit: • Art der Isolation • Nennspannung des Versorgungssystems • Verschmutzungsgrad • Stoßspannungsfestigkeit • Überspannungskategorie Isolierstoffgruppe Die Isolierstoffe werden entsprechend ihren Vergleichszahlen der Kriechwegbildung (Comparative Tracking Index) CTI in folgende vier Gruppen eingeteilt: Gruppe I 600 CTI Gruppe II 400 CTI 600 Gruppe IIIa 175 CTI 400 Gruppe IIIb 100 CTI 175 Die Vergleichszahlen der Kriechwegbildung müssen entsprechend IEC 60112 (DIN IEC 60112 / DIN VDE 0303-1) an speziell für diesen Zweck angefertigten Mustern mit Prüflösung A bestimmt worden sein. K Kleben (Kontakte) Der Relaisanker kehrt nach Abschalten der Spulenspannung nicht in die Ausgangslage zurück. Ursachen sind zu hohe Remanenz im Eisenkern oder eine zu geringe Rückstellkraft. Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.14 1427040000 – 2013/2014
Kombination von Relais und Steckfassung, Isolationsanforderungen In der neuen Relaisnorm IEC 61810-1 wird die Kombination aus Relais und Steckfassung beschrieben - die Relaisfassungen müssen den Anforderungen der IEC 61984 und den Isolationsanforderungen der IEC 60664-1 entsprechen. Selbst wenn die Steckfassung alleine bereits den Isolationsanforderungen genügt oder sie gar übertrifft, kann es in der Kombination von Relais und Steckfassung zu reduzierten Luft- und Kriechstrecken und damit zu einer reduzierten Isolations-Bemessungsspannung kommen. Mit Beschränkungen für die Kombination Relais/Steckfassung ist dann zu rechnen – so etwa eine Reduktion des Spannungsbereichs oder des Verschmutzungsgrads. Bei mehrpoligen Miniaturrelais mit Steckfassungen, die geringe Abständen zwischen den Kontaktkreisen aufweisen, gilt dies zu berücksichtigen. Neben den Isolationseigenschaften sind die thermischen Eigenschaften der Kombination Relais/Steckfassung hoch bedeutsam (siehe Deratingkurven). Die Steckfassungen unterschiedlicher Hersteller lassen sich nicht direkt vergleichen, weswegen die technischen Spezifikation nur für freigegebene Kombinationen Relais/Steckfassung garantiert werden. Kommen nicht freigegebene Kombinationen zum Einsatz, können etwaige Risiken wie herabgesetzte Spannungsfestigkeit oder Brandgefahr nicht ausgeschlossen werden. Kontaktausführung DIN 41020 beschreibt verschiedene Schaltfunktionen der Relaiskontakte und folgend die definierten Kontaktkonfigurationen, Konstruktionen und Beschreibungen. • Schließer: Kontakt, der in der Arbeitsstellung eines Relais geschlossen und in seiner Ruhestellung geöffnet ist. • Öffner: Kontakt, der in der Ruhestellung eines Relais geschlossen und in seiner Arbeitsstellung geöffnet ist. • Wechsler: Ein Wechsler besteht aus einem Schließer und einem Öffner mit einem gemeinsamen Anschluss (Wurzel). Beim Wechsel der Schaltstellung öffnet zuerst der zuvor geschlossene Kontakt, danach schließt der zuvor geöffnete Kontakt. Anmerkung: Durch den Abschaltlichtbogen kann zwischen Öffner- und Schließerkontakt kurzzeitig eine elektrische Verbindung vorliegen. Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.15 1427040000 – 2013/2014
Kontaktwerkstoff Die Liste zeigt überblicksweise die wichtigsten Funktions beschichtungen und Kontaktwerkstoffe. Die Belastbarkeit der Kontakte und ihre Lebensdauer hängen neben dem Kontaktwerkstoff auch von konstruktiven Merkmalen ab. Wesentlich ist eine optimale Kombination aus Relaisantrieb und Kontaktmaterial. Angaben für einzelne Relaistypen gelten nur eingeschränkt für andere Bauformen. 1) Funktionsbeschichtungen: Feingold - beste Korrosionsbeständigkeit, zu weich für massive Metallverwendung; hohe Kaltverschweißneigung in Schichtstärken 1 μm (hv, hauchvergoldet), nur Funktion als Lagervergoldung, kein Schutz gegen Schadgasatmosphären. 2) Kontaktwerkstoffe: Hartgold (htv, hartvergoldet) - sehr gute Korrosionsbeständigkeit für trockene Lasten, Mess- und Schaltkreise, Steuerungseingänge (1 mV – 10 V, 0,1 mA – 100 mA), geringe und konstante Kontaktwiderstände bei kleinsten Schaltleistungen; geringe Kaltverschweißneigung, strom-/spannungsloses Schalten, empfohlener Verwendungsbereich 1 V, 1 mA, 50 mW. Nach dem Schalten höherer Leistungen ( 10 V, 100 mA) können Kleinstleistungen nicht mehr geschaltet werden. Silber-Nickel AgNi90/10 - hohe Abbrandfestigkeit, geringe Schweißneigung, höherer Kontaktwiderstand als AgNi0,15, Schaltkreise bei mittleren bis hohen Belastungen, Gleich- und Wechselstromkreise (Magnetventile, Lüfter, Heizungen); nicht für hohe kapazitive Einschaltströme geeignet, Verwendungsbereich 12 V, 10 mA. Feinkornsilber AgNi0,15 - relativ niedriger Kontaktwiderstand, geringe Resistenz gegen Schadgasatmosphären, universell verwendbar im mittleren und Kleinlastbereich, vorzugsweise in Gleichstromkreisen (Magnetventile, Lüfter, Heizungen); für hohe Einschaltströme nicht geeignet, Verwendungsbereich 12 V, 10 mA. Silber-Zinn-Oxyd AgSnO 2 - geringe Schweißneigung, hohe Abbrandfestigkeit bei hohen Schaltleistungen, geringe Materialwanderung, Schaltkreise mit hohen Ein- und Ausschaltbelastungen, Gleich- und Wechselstromkreise (Lampenlasten, kapazitive Lasten, Leuchtstoffröhren, getaktete Netzteile, etc.). Gut geeignet in ohmschen, induktiven und kapazitiven DC Applikationen, da nur geringer Materialtransport auftritt, Verwendungsbereich 12 V, 100 mA. Silber-Cadmium-Oxyd AgCdO - geringe Schweißneigung, hohe Abbrandfestigkeit, speziell geeignet zum Schalten induktiver Lasten, Wechselstromkreise, Verwendungsbereich 12 V, 100 mA. Wolfram W - höchster Schmelzpunkt, für hohe Schalthäufigkeit bei geringer Einschaltdauer als Vorlaufkontakt in Schaltkreisen mit höchsten Einschalt- und Ausschaltbelastungen. 1 mA 10 mA 100 mA 1 A 10 A 100 A Hartvergoldung htv AgNi 0.15 AgNi 90/10 AgSnO 2 90/10 Laststrom Kontaktmaterial Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.16 1427040000 – 2013/2014
L Lagertemperatur Zulässige Umgebungstemperatur, bezogen auf eine bestimmte relative Luft- feuchtigkeit, bei der das Produkt im stromlosen Zustand gelagert werden darf. Luft und Kriechstrecken Luft- und Kriechstrecken sind entscheidende Faktoren hinsichtlich der Isolationsfestigkeit von elektrischen Bausteinen. Die Kriechstrecke gibt an, welchen Abstand zwei spannungführende Elemente entlang einer Oberflächenstruktur mindestens haben müssen, um bei der angegebenen Betriebsspannung einen Stromfluss über den Isolierkörper auszuschließen. Einfluss auf die Kriechstrecke haben, neben der Betriebsspannung, auch die Wahl des Isoliermaterials (Isolierstoffgruppe) sowie die Schutzmaßnahmen gegenüber Verschmutzung (Verschmutzungsgrad). Die Luftstrecke gibt an, welchen direkten Abstand (über die Luft) zwei spannungführende Elemente mindestens zueinander haben müssen, um einen Ladungsfluss über die Luft zu vermeiden (Lichtbogen). Grundlage ist die zu erwartende Überspannung (Bemessungs-Stoßspannung). Weiteren Einfluss auf die Dimensionierung haben die eingesetzten Überspannungsschutz-Kategorie und der Verschmutzungsgrad. LuftstreckeKriechstrecke Gehäusekontur Strom führende Teile M max. Schaltleistung Die Schaltleistung errechnet sich aus dem Produkt von Schaltspannung und Schaltstrom (in VA für AC / in W für DC). max. Schaltstrom Der max. Schaltstrom gibt an, welcher maximale Strom geschaltet werden kann. Mechanische Lebensdauer Anzahl der Schaltspiele bei stromlosen Relaiskontakten, bei der ein Relais – innerhalb festgelegter Angaben – funktionsfähig bleiben muss. Mikro-Abschaltung Angemessene Kontaktöffnung in mindestens einem Kontakt, um Funktionssicherheit zu bieten. Anmerkung: Für die Kontaktöffnung gibt es eine Anforderung hinsichtlich der Spannungsfestigkeit, nicht aber für die Abmessungen. Minimale Schaltleistung Errechnetes Produkt aus Schaltstrom und Schaltspannung – ein Maß für zuverlässiges Schalten. Niedrige Kontaktwiderstandswerte werden nur oberhalb einer gewissen Last erreicht. Bei niedrigeren Schaltlasten können beträchtlich erhöhte Widerstandswerte auftreten, die ein sicheres Schalten des Lastkreises verhindern. Zu beachten sind auch die minimalen Kontaktlasten für verschiedene Kontaktmaterialien. Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.17 1427040000 – 2013/2014
Monostabil, ungepoltes Relais, neutrales Relais Die Schaltstellungsänderung eines neutralen, monostabilen Relais ist unabhängig von der Polarität seiner Erregungsgröße. Monostabiles Relais, Schaltverhalten Ein Relais heißt monostabil, wenn seine Kontakte nach dem Abschalten der Erregungsgröße (Eingangsspannung) selbsttätig in den Ruhezustand zurückkehren. Montageabstand Abstand zwischen zwei benachbarten Bauteilen bei paralleler, gleichgerichteter Anordnung bzw. der Abstand zu anderen elektrischen Komponenten. Wegen der Isolationsanforderungen kann es erforderlich sein, den minimalen Abstand der Bauteile zu vergrößern oder eine andere Anordnung zu wählen. Die Wertangaben beziehen sich auf Bauteile in ‘Einzelanordnung’, sofern nicht anders angegeben. Zusätzlich zu dieser Definition gelten: • dichte Packung: Aufbau mit minimalem Montageabstand; dieser Minimalabstand bestimmt sich durch die Isolationsanforderungen bei 230 V AC und/oder durch mechanische Anforderungen für die Montage (z.B. Einsatz von Fassungen), • Einzelaufbau: Bauteile werden in jenem Abstand montiert, der keine thermische Beeinflussung von benachbarten Komponenten zulässt. N Nenndrehmoment Der angegebene Wert für das Drehmoment der Schrauben (Schraubanschlüsse) darf nicht überschritten werden. Nennleistung Nennwert der Leistung, die beim Anlegen der Nennsteuerspannung umgesetzt wird. Nennschaltspannung (Kontakt) Spannung zwischen den Schaltkontakten - vor dem Schließen oder nach dem Öffnen des Kontakts. Nennsteuerspannung Nennwert der Ansprechspannung für das Relais Nennstrom (Kontakt) Strom, den ein Relaiskontakt unter festgelegten Bedingungen ein- und ausschalten bzw. den das Relais-Zubehör führen kann. Die Nennstromangabe deckt folgende Daten ab, sofern nicht anders angegeben: • Kontaktstrom, Schaltstrom • Grenzdauerstrom Für Relais sind die Bedingungen unter Kontaktlebensdauer definiert; Beim Zubehör ist der Nennstrom für eine relative Einschaltdauer von 50 % bei Nenn-Schalthäufigkeit und bei einer Umgebungstemperatur von 23 °C spezifiziert. Normierte Kennzeichnung der Anschlüsse A1, A2: Spule 13, 14: Schließer (Kontakt schließt bei Anlegen einer Spannung an die Spule) 11, 12: Öffner 11, 12, 14: Wechsler (11 ist der gemeinsame Kontakt, also die Wurzel) P Prellen Ein nicht beabsichtigtes Phänomen, das während des Schließens oder Öffnens eines Kontaktkreises entstehen kann, wenn sich die Kontaktstücke aufeinanderfolgend berühren und wieder trennen, bevor sie ihre endgültige Stellung erreicht haben. Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.18 1427040000 – 2013/2014
Prellzeiten Zeitdauer (typischer Wert) vom ersten bis zum letzten Schließen bzw. vom ersten bis zum letzten Öffnen eines Relaiskontakts. Die Zeitangaben gelten bei Erregung mit Bemessungsspannung, ohne andere Bauteile seriell oder parallel zur Spule, und bei Bezugstemperatur. Prüftaste, Handbetätigung Zur manuellen Betätigung des Relais: Die Prüftaste dient lediglich Testzwecken während der Inbetriebnahme und dem Testen von Geräten. Die Prüftaste eignet sich nicht für das standardmäßige Ein- und Ausschalten und ist nicht für eine elektrische Dauerbelastung in der mechanischen Ein-Position ausgelegt, sie darf auch nicht als Schalter verwendet werden. Vor Betätigen der Prüftaste muss sichergestellt sein, dass Lasten und andere angeschlossenen Geräte keine Gefahr darstellen. Nur geschultes Personal darf die Prüftaste bedienen – dies soll verhindern, dass Sicherheitsfunktionen der Anlage umgangen und Isolationsanforderungen beeinträchtigt werden. R Relais und Fassungen Die Relais in diesem Katalog wurden entsprechend der Relais-Norm IEC 61810-1, ‘Elektromechanische Elementarrelais - Teil1: Allgemeine und sicherheitsgerichtete Anforderungen’, entwickelt, spezifiziert und getestet. Sofern die entsprechenden Zulassungen im Datenblatt genannt werden, sind Relais und Fassungen nach IEC 61810 bzw. EN 61984 und UL508 geprüft. Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.19 1427040000 – 2013/2014
Relaiszeiten (Zeitverhalten) Wegen der Selbstinduktion der Spule und der Massenträgheit der zu bewegenden Teile, verlaufen die Vorgänge beim Betätigen eines Relais nicht schlagartig. Das nachstehende Funktionsdiagramm verdeutlicht verschiedene Zeit-Begriffe für die wichtigsten Kontaktausführungen von unverzögerten Schaltrelais. Die angegebenen Zeiten gelten bei Erregung mit Bemessungsspannung (ohne Bauteile seriell oder parallel zur Spule) und bei Bezugstemperatur. • Ansprechzeit • Rückfall-/Rückwerfzeit • Prellzeit • Min. Erregungsdauer Ruhestellung Ansprechzeit Spulen-spannung Position der bewegl. Teile Spannung amSchließer Spannung amÖffner Arbeitsstellung Rückfallzeit Ruhestellung offen geschlossen geschlossen offen Prellzeit Ansprechzeit Rückfallzeit Zeit RoHS-Richtlinie 2002/95/EC RoHS steht für „Restriction of (the use of certain) Hazardous Substances“. Gemäß der EU-Richtlinie 2002/95/EC vom 01.07.2006 verpflichten sich die Mitgliedsstaaten, bei neuen elektronischen und elektrischen Geräten, die in den Handel kommen, auf die gefährlichen Stoffe Blei (Pb), Kadmium (Cd), Quecksilber (Hg), hexavalentes Chrom (Cr6), polybromierte Biphenyle (PBB) und polybromierte Diphenylether (PBDE) weitgehend zu verzichten, damit also Gesundheit und Umwelt zu schützen. Der Begriff ‘konform’ bedeutet, dass die gesamte Produktgruppe den Anforderungen der RoHS-Richtlinie entspricht. Der maximale Gewichtsanteil in homogenen Materialien liegt unterhalb der in der Direktive festgelegten Grenzwerte: 0,1% für Blei, hexavalentes Chrom, Quecksilber, PBB und PBDE und unterhalb 0,01% für Kadmium, oder fällt unter eine Ausnahmeregelung entsprechend dem Annex zur RoHS Richtlinie. Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.20 1427040000 – 2013/2014
Rückfall Vorgang, bei dem ein monostabiles Relais von der Arbeits- in die Ruhestellung zurückkehrt. Rückfallspannung Wert der Eingangsspannung, unter dem ein monostabiles Relais bei Bezugstemperatur sicher in den Ruhezustand zurückkehrt. Rückfallzeit Zeitintervall (typisch) eines monostabilen Relais im Arbeitszustand vom Zeitpunkt, wo die Spulenspannung abgeschaltet wird bis zum Zeitpunkt, an dem der letzte Ausgangskreis geschlossen bzw. geöffnet ist (ohne Prellzeit). Angegebene Zeiten gelten bei Erregung mit Bemessungsspannung (ohne Bauteile seriell oder parallel zur Spule) und bei Bezugstemperatur. Ruhestellung Schaltstellung eines monostabilen Relais in unerregtem Zustand. S max. Schaltfrequenz bei Nennlast Zahl der Schaltspiele pro Zeiteinheit. Die maximale Schalthäufigkeit für mittlere Lasten kann höher als der für die Nennlast angegebene Wert sein, sofern die Schaltcharakteristik der Last (wie etwa Lichtbogen) die Kontakttemperatur nicht erhöht. Die maximale Schalthäufigkeit für Schalten ohne Last ist auch für Lasten, bei denen kein Lichtbogen entsteht, anwendbar (rein ohmsche Lasten verursachen keine markanten Lichtbögen bis 12 V oder bis 50 mA bei 12...250 V, da der Lichtbogen durch die Kontaktöffnung (Isolation) ziemlich schnell abreißt). Schaltleistung Errechnetes Produkt aus Schaltstrom und Schaltspannung (in W für Gleichstrom, in VA für Wechselstrom). Schaltspannung Spannung zwischen den Schaltkontakten (Kontaktgliedern), die vor dem Schließen oder nach dem Öffnen des Kontakts (DC für Gleichspannung, AC für Wechselspannung) anliegt. Schaltspannung max. Maximal zulässige Spannung zwischen den Kontaktgliedern vor dem Schließen und nach dem Öffnen eines Relaiskontakts. Schaltspiel Einmaliges Ansprechen und nachfolgendes Rückfallen. Schaltstrom Stromstärke, die ein Relaiskontakt ein- oder ausschaltet. Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.21 1427040000 – 2013/2014
Schutzart - (IEC 60529), IP Der Grad des vom Gehäuse gewährten Schutzes wird durch den IP-Code (IP = International Protection) gekennzeichnet. Diese Angabe ist gleichermaßen für Industrierelais und Zubehör relevant. Für Relais im Sinne von ‘Komponenten’ (z.B. Printrelais) siehe Schutzart RT. Mit einer zweistelligen Zahl wird der Schutz des Geräts gegen Berührung und Fremdkörper (erste Ziffer) sowie Feuchtigkeit (zweite Ziffer) gekennzeichnet. Schutzgrade für Berührungs- und Fremdkörperschutz (1. Ziffer): Die erste Kennziffer gibt den Grad des Schutzes innerhalb des Gehäuses gegen das Eindringen fester Fremdkörper sowie gegen die Berührung gefährlicher Teile durch Personen an. 0 kein Schutz 1 Schutz gegen großflächige Körperteile, Durchmesser 50 mm 2 Fingerschutz (Durchmesser 12 mm) 3 Werkzeuge und Drähte (Durchmesser 2,5 mm) 4 Werkzeuge und Drähte (Durchmesser 1 mm) 5 vollständiger Berührungsschutz 6 vollständiger Berührungsschutz Schutzgrade Wasserschutz (2. Ziffer) Die zweite Kennziffer gibt den Grad des Schutzes gegen das Eindringen von Wasser in das Gehäuse an: 0 kein Schutz 1 Schutz gegen senkrecht fallendes Tropfwasser 2 Schutz gegen schräg (bis 15°) fallendes Tropfwasser 3 Schutz gegen Sprühwasser bis 60° gegen die Senkrechte 4 Schutz gegen allseitiges Spritzwasser 5 Schutz gegen Strahlwasser 6 Schutz gegen starkes Strahlwasser (Überflutung) 7 Schutz gegen zeitweiliges Untertauchen 8 Schutz gegen dauerndes Untertauchen Serienschaltung Relaiskontakte Durch die serielle Verschaltung von 2 oder mehreren Schließerkontakten eines Relais wird die Kontaktöffnung beim Ausschalten erhöht. Lichtbögen, die bei DC Lasten auftreten, werden schneller gelöscht und so der Kontaktabbrand reduziert. Das erhöht die elektrische Lebensdauer bzw. die Ausschaltleistung. Gleichstrom-Lastgrenzkurve Schaltspannung [V DC] Schaltstrom [A] 1 Kontakt 3 Kontakte in Serie ohmsche Last 2 Kontakte in Serie 300200 100 50 40 3020 10 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.22 1427040000 – 2013/2014
SIL Safety Integrity Level. Zur Risikoreduzierung müssen die Komponenten den Anforderungen gemäß IEC 61508 entsprechen. Diese Norm liefert allgemeine Vorgaben zum Vermeiden und Beherrschen von Ausfällen in Geräten. Sie gibt organisatorische und technische Anforderungen vor - sowohl für die Entwicklung als auch für den Gerätebetrieb. Dabei werden für Anlagen und risikoreduzierende Maßnahmen vier Sicherheitsstufen unterschieden, sie reichen von SIL1 für geringes Risiko bis SIL4 für sehr hohes Risiko. Je höher das Risiko, umso zuverlässiger müssen die Maßnahmen zur durchgeführten Risikoreduzierung sein. Spannungsfestigkeit, Prüfspannung Spannung (Effektivwert bei Wechselspannung, 50 Hz, 1 min), die zwischen gegeneinander isolierten Relaisteilen bei der Spannungsprüfung angelegt werden kann. Spulendaten Die Spulendaten werden gemäß IEC 61810-1 spezifiziert. Sofern nicht anders angegeben, gelten die Werte unter folgenden Bedingungen: Umgebungstemperatur 23 °C, Spulentemperatur gleich der Umgebungstemperatur (kalte Spule, ohne Vorerregung), 50 Hz für Wechselspannungserregung, Arbeitsbereich Klasse 2, dichte Packung (Montageabstand 0 mm). Eine relative Einschaltdauer von 100 % (Dauererregung) ist zulässig. Spulenwiderstand Gleichstromwiderstand einer Relaisspule bei Bezugstemperatur (+20 °C); höhere Spulentemperaturen erhöhen den Widerstandswert um 0,4 %/K. Für den Betrieb ist die Erregerspannung entsprechend anzupassen ( Ansprechwert). Bei AC-Spulen ist der induktive Widerstand wesentlich größer als der DC-Wert, weswegen oftmals zusätzlich die Stromaufnahme der Spule bei Nennerregung angegeben wird. Statusanzeige Die Anzeige der Status-LED im Eingangssteuerkreis kann in folgenden Fällen vom Zustand im Kontaktkreis abweichen: • bei verschweißten/defekten Schaltelementen • bei Störstrahlungen bzw. Restspannungen auf den Signalleitungen. Bei Umgebungstemperaturen 50 ° Celsius kann es zu einer Verringerung der Leuchtstärke kommen. Stehspannung An ein Betriebsmittel unter festgelegten Prüfbedingungen angelegte Spannung, die keinen Durchschlag und/oder Überschlag eines geeigneten Prüflings hervorruft. Steh-Stoßspannung Höchster Wert der Stehspannung von festgelegter Form und Polarität, welche unter festgelegten Bedingungen zu keinem Durchschlag der Isolierung führt. T Transienten Transienten sind kurzfristig auftretende Strom- oder Spannungs spitzen, die durch Störungen im Versorgungsnetz oder durch elektromagnetische Strahlung entstehen. Auf der Steuerstromseite eines Optokopplers können sie einen unbeabsichtigten Schaltvorgang auslösen oder im Extremfall das Bauteil zerstören. Bei einem Wechselstrom betriebenen Laststromkreis können Transienten die maximal zulässige Durchlassspannung überschreiten, was wiederum den Thyristor oder Triac aktiviert. Da diese recht hohe Schaltgeschwindigkeiten aufweisen, genügen selbst sehr kurze Impulse für eine Fehlschaltung. Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.23 1427040000 – 2013/2014
Typenschlüssel Das Bestellschema erlaubt eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten, jedoch sind nicht alle möglichen Varianten im aktuellen Produktprogramm als Standardtypen (Bauvorschriften, Bestellbezeichnungen) festgelegt. Spezielle Ausführungen sind auf Anfrage nach Kundenspezifikation möglich. U Überspannungskategorie Die Überspannungskategorie eines Stromkreises oder eines elektrischen Systems ist konventionell nummeriert (von I bis IV) und stützt sich auf die Begrenzung oder Kontrolle der angenommenen Stoßspannungswerte, die in einem Stromkreis (oder elektrischen System mit unterschiedlichen Netzspannungen) auftreten können. Die Zuordnung zu einer bestimmten Überspannungskategorie hängt von den Maßnahmen ab, die zum Einsatz kommen, um Überspannungen zu beeinflussen – also zu mindern. Überspannungskategorie I • Geräte, die zum Anschluss an die feste elektrische Installation eines Gebäudes bestimmt sind. Außerhalb des Gerätes sind, entweder in der festen Installation oder zwischen der festen Installation und dem Gerät, Maßnahmen zur Begrenzung der transienten Überspannungen auf den betreffenden Wert getroffen worden. Überspannungskategorie II • Geräte, die zum Anschluss an die feste elektrische Installation eines Gebäudes bestimmt sind, z. B.: Haushaltsgeräte, tragbare Werkzeuge, Überspannungskategorie III • Geräte, die Bestandteil der festen Installation sind, und andere Geräte, bei denen ein höherer Grad der Verfügbarkeit erwartet wird, z. B.: Verteilertafeln, Leistungsschalter, Verteilungen (einschließlich Kabel, Sammelschienen, Verteilerkästen, Schalter, Steckdosen) in der festen Installation und Geräte für industriellen Einsatz sowie andere Geräte wie stationäre Motoren, mit dauerndem Anschluss an die feste Installation. Überspannungskategorie IV • Geräte für den Einsatz an oder in der Nähe der Einspeisung in die elektrische Installation von Gebäuden, und zwar von der Hauptverteilung aus in Richtung zum Netz hin gesehen, bestimmt, z.B.: Elektrizitätszähler, Überstromschutzschalter und Rundsteuergeräte. Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.24 1427040000 – 2013/2014
V Verpackungseinheit Angabe der kleinsten Abgabemenge (z.B. in einer Stange) bzw. der Menge pro Karton. Verschmutzungsgrad Unter Verschmutzung wird jegliches Fremdmaterial verstanden – gleich ob fest, flüssig oder gasförmig (ionisiertes Gas) – das die Durchschlagfestigkeit oder den Oberflächenwiderstand des Isolierstoffs beeinträchtigen kann. Die Norm sieht vier Verschmutzungsgrade vor. Ihre Nummerierung und Einteilung basiert auf der Quantität des Verschmutzungsstoffs oder auf der Häufigkeit, mit der dieses Phänomen eine Minderung der Durchschlagsfestigkeit und/oder des Oberflächenwiderstandes hervorruft. Verschmutzungsgrad 1: • Es liegt keine oder nur trockene, nicht leitfähige Verschmutzung vor. Verschmutzung bleibt ohne Einfluss. Verschmutzungsgrad 2: • Es liegt nur nichtleitfähige Verschmutzung vor. Gelegentlich ist mit vorübergehender Leitfähigkeit durch Betauung zu rechnen. Verschmutzungsgrad 3: • Es tritt leitfähige Verschmutzung auf oder trockene, nicht leitfähige Verschmutzung, die leitfähig wird, da Betauung zu erwarten ist. Verschmutzungsgrad 4: • Die Verschmutzung führt zu einer beständigen Leitfähigkeit, etwa hervorgerufen durch leitfähigen Staub, Regen oder Schnee. Anmerkung: Verschmutzungsgrad 3 ist typisch für industrielle oder ähnliche Umgebungen, Verschmutzungsgrad 2 für Haushalte oder ähnliche Umgebungen. W Waschdicht Waschdichte Relais dürfen einem Waschprozess ausgesetzt werden. Es dürfen keine Reinigungsmittel in das Innere des Relais eindringen. Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.25 1427040000 – 2013/2014
Z Zulassungen, Prüfzeichen Mit den Prüfzeichen bestätigen unabhängige (behördliche oder private) Zulassungsstellen und Prüfhäuser die Übereinstimmung mit den jeweiligen Vorschriften und/oder die Einhaltung spezifizierter Produkteigenschaften. Anmerkung: Die Bestellschemata gestatten eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten, jedoch sind nicht alle Varianten als Standardtypen (Bestellnummern) definiert und möglicherweise auch nicht in der Liste der zugelassenen Relais enthalten. Technische Daten und zugelassene Typen auf Anfrage. CSA Canadian Standards Association, Kanada GL Germanischer Lloyd, Deutschland TÜV Technischer Überwachungs-Verein, Deutschland UL Underwriters Laboratories, Inc., USA; UR Component Recognition Mark for the United States cUR UL Component Recognition Mark for Canada cURus UL Component Recognition Mark for the United States and Canada cULus UL Component Listing Mark for the United States and Canada VDE VDE-Prüfstelle, Deutschland (Gutachten mit Fertigungsüberwachung) Zuverlässigkeit Elektromechanische Komponenten wie Relais unterliegen einer Abnutzung (mechanische und elektrische). Für die Zuverlässigkeit gelten typische Badewannenkurven, das heißt es kann zu einzelnen statistischen Ausfällen unterhalb der typischen Zuverlässigkeitswerte kommen. Zwangsgeführte Kontakte Kontaktanordnung nach EN 50205, mit mindestens einem Schließer und einem Öffner; mechanisch so aufgebaut, dass die Schließer und Öffner des gesamten Kontaktsystems niemals, selbst im Störfall, gleichzeitig geschlossen sein können. Derartige Relais kommen in Steuerungen der Sicherheitstechnik zur Verhütung von Personen- und Sachschäden zum Einsatz. Glossar: Relaiskoppler W Technischer Anhang/Glos sar W.26 1427040000 – 2013/2014
W Technischer Anhang/Glos sar W.27 1427040000 – 2013/2014
Technischer Anhang: Halbleiterrelais Optokoppler - Funktionsweise Optokoppler sind elektronische Bauteile, mit denen ein Last- stromkreis über einen Steuerstromkreis geschaltet wird. Zum einen können dadurch mit relativ niedrigen Schaltströmen An-wendungen mit unterschiedlichen Leistungen betätigt werden. Zum anderen wird für eine galvanische Trennung ) von Schalt- und Lastebene gesorgt, um im Störfall Bauteile zu schützen. Im Gegensatz zu elektromechanischen Relais besitzen Opto- koppler keine verschleißanfälligen mechanischen Teile. Im Steuerstromkreis wird für den Schaltvorgang über eine LED ein Lichtsignal ausgelöst, dass in einem lichtempfindlichen Halbleiter-Empfänger das Schließen eines anliegenden Laststromkreises bewirkt. Sender (LED) und Empfänger (z.B. Photo-Transistor) sind in einem Licht leitenden Kunststoff eingebettet und von einer Licht undurchlässigen Hülle umgeben, die vor äußeren Einflüssen schützt. Als Bauformen unterscheidet man zwischen: Face-to-face design mit gegenüber liegender LED und Transistor bei direkter Lichtverbindung Coplanar design mit LED und Transistor auf einer Ebene. Hier wird der Lichtstrahl nach dem Prinzip des Lichtwellenleiters durch Reflexion übertragen. Optokoppler-Baustein Die Spannung, die am Ausgang des Optokopplers selbst anliegen kann, ist durch die Empfindlichkeit des Halbleiter- Empfängers (Foto-Transistor) eingeschränkt. In Fällen, in denen für den Laststromkreis nur geringe Strom- oder Spannungswerte zum Einsatz kommen, kann das Bauteil ohne zusätzliche Hilfsschaltung in einem Optokoppler- Baustein eingesetzt werden. Halbleiterrelais Zum Schalten höherer Ströme muss eine Anpassung zwischen den unterschiedlichen Leistungsniveaus von Foto-Transistor und Laststromkreis vorgenommen werden (Schaltverstärkung). Bausteine, die neben einem Optokoppler über eine Schalt- verstärkung verfügen werden als Halbleiterrelais (SSR) bezeichnet. Definitionen / Funktionsweisen Face-to-face Coplanar Sender (LED) Empfänger (Transistor) Sender (LED) Empfänger (Transistor) Steuerstromkreis Laststromkreis Optokoppler Optokoppler-Baustein Steuerstromkreis Laststromkreis Optokoppler Schaltv er st ärk ung Halbleiterrelais Steuerstromkreis Laststromkreis Sender (LED) Empfänger (Transistor) ) detaillierte Erklärung des Begriffes siehe Glossar ab Seite W.36 W Technischer Anhang/Glos sar W.28 1427040000 – 2013/2014
Optokoppler-Bausteine und Halbleiterrelais werden im Allgemeinen für folgende Aufgabengebiete eingesetzt: Potentialtrennung In vielen Anwendungsfällen ist es nötig, den Steuerstromkreis von dem Laststromkreis galvanisch zu trennen. Dies bewirkt in erster Linie einen Schutz der Steuerebene vor Störeinflüssen aus dem Feld wie: • Störströme z.B. durch Erd- und Masseschleifen ) • Störimpulse z.B. durch induktive Einflüsse von Transienten ) Durch die Trennung von Steuer- und Laststromkreis im Opto- koppler wird eine Isolation erzeugt. Diese muss in allen Optokoppler-Bausteinen und Halbleiterrelais einer Isolationsprüfung mit mindestens 2,5 kV standhalten. Für eine garantierte Trennung ist die Einhaltung der Luft- und Kriechstrecken ) von mindestens 3 mm in den Bauteilen erforderlich. Signalanpassung Durch die Trennung von Last- und Steuerstromkreis und den damit verbundenen Möglichkeiten, beide Kreise separat zu beschalten, wird ein Optokoppler vielfach zur Signalanpassung eingesetzt. So können unterschiedliche Spannungspotentiale von Signalen aus dem Steuer- und Laststromkreis (z.B. Sensoren und Steuerung) angeglichen werden. Schaltverstärkung Für Applikationen mit Strom- und Spannungswerten, die über die Belastbarkeit des Photo-Transistors hinausgehen, muss an der Lastseite des Optokopplers eine Hilfsschaltung zur Schaltverstärkung angebracht werden. Beim Schaltvorgang wird über die LED des Optokopplers im Photo-Transistor ein Basisstrom aktiviert. Dieser steuert einen auf die Anwendung abgestimmten zweiten Halbleiter (Transistor, Thyristor) an, wodurch dieser durchlässig für den Laststrom wird. Technischer Anhang: Halbleiterrelais Grundfunktionen Prüf- spannung min. 2,5 kV Potentialtrennung Luft- und Kriechstrecke min. 3 mm Signalanpassung 120 V AC 24 V DC ) detaillierte Erklärung des Begriffes siehe Glossar ab Seite W.36 W Technischer Anhang/Glos sar W.29 1427040000 – 2013/2014
Technischer Anhang: Halbleiterrelais Die Eingangsschaltungen (Steuerstromkreis) Die meisten industriellen Anwendungen können nicht direkt an einen Optokoppler angeschlossen werden, sondern erfordern eine Spannungsanpassung über vorgeschaltete Widerstände oder Kondensatoren. Um möglichst exakte Schaltpunkte zu erhalten kann ein Schmitt-Trigger ) zum Einsatz kommen, der den Steuersignalen beim Ansteigen und Abfallen einen eindeutigen Zustand (0 - 1) zuweist, der an den Optokoppler weitergegeben wird. Alle Weidmüller Optokoppler-Bausteine und Halbleiterrelais verfügen je nach Ausführung über geeignete Schutzvorrichtungen (Varistor, Diode) und Filter gegen Störimpulse aus dem Steuerstromkreis. DC-Eingang: Eine Verpolungsschutz-Diode sorgt hier zusätzlich dafür, dass bei falsch angeschlossener Steuerspannung ein Schutz vor Zerstörung des Optokopplers gewährleistet ist. Der Schaltzustand des Steuerstromkreises wird durch eine Statusanzeige signalisiert. AC/DC-Eingang: Für eine AC-Steuerspannung wird ein Gleichrichter mit Glättungskondensator vorgeschaltet. Ein Verpolungsschutz für einen Gleichstrom ist hier nicht nötig. Der darauf folgende Aufbau entspricht der DC-Schaltung. Die Schaltfrequenz liegt bei AC-Steuersignalen bedingt durch den Glättungskondensator grundsätzlich unterhalb der halben Netzfrequenz. Eine höhere Schaltfrequenz hätte ein ständiges Durchschalten im Rhythmus der Netzfrequenz zur Folge. Dem Vorteil einer freien Wahl zwischen Wechsel- oder Gleichstromanschluss steht der Nachteil gegenüber, dass auch die Schaltfrequenz des DC-Steuersignals durch den Glättungskondensator eingeschränkt ist. AC-Eingang: Der Schaltungsaufbau entspricht prinzipiell dem der AC/ DC-Schaltung. Anstelle von Vorwiderständen können für den reinen AC-Betrieb Kondensatoren zur Spannungsanpassung eingesetzt werden. Diese erzeugen im Gegensatz zu Widerständen keine Verlustleistung und damit auch keine Wärme, die abgeführt werden müsste. Steuerstromkreis Steuerstromkreis Schutz schaltung Spannungsanpassung Hilfsschaltung Eingangsschaltung Steuerstromkreis AC/DC-Eingang Steuerstromkreis AC-Eingang Steuerstromkreis DC-Eingang ) detaillierte Erklärung des Begriffes siehe Glossar ab Seite W.36 W Technischer Anhang/Glos sar W.30 1427040000 – 2013/2014
Technischer Anhang: Halbleiterrelais Die Ausgangsschaltung (Laststromkreis) Für die Nennschaltspannung von Optokoppler-Bausteinen und Halbleiterrelais wird in der Regel ein Spannungsbereich angegeben (z.B. 5 ... 48 V DC), der weder unter- noch überschritten werden darf. Entsprechendes gilt für den Dauerstrom. Ein häufiges Überschreiten dieses Wertes kann zu vorzeitigem Verschleiß und zur Zerstörung des Optokoppler-Halbleiters führen. Da auch eine direkte Abhängigkeit zwischen Strom und Umgebungstemperatur besteht, wird zu allen Optokoppler- Bausteinen und Halbleiterrelais eine Derating-Kurve ) angegeben. Überspannungen werden durch entsprechende Schutzvorrichtungen wie Dioden oder Varistoren abgeleitet. Zur Vermeidung von Schäden durch Stromspitzen (z.B. bei Ein- oder Ausschaltimpulsen) sind einige Bausteine mit einem Power-Boost ) ausgerüstet, der über kurze Zeiten höhere Stromwerte als maximal angegeben führen kann. Abhängig von der Ausgangsschaltung mit entsprechendem Verstärker-Halbleiter können entweder AC- oder DC-Lasten angschlossen werden. DC-Ausgang: Beim 2-poligen DC-Ausgang sind die Anschlussklemmen wie bei einem konventionellen Schalter zu betrachten. Lediglich auf die vorgegebene Polarität ist zu achten. Bei dem 3-polige DC-Anschluss wird der Ausgangsschaltung eine Hilfsspannung zur Verfügung gestellt, die zur präziseren Ansteuerung des Verstärker-Transistors eingesetzt wird. Einige Applikationen benötigen diese Hilfsspannung auch für einen Kurzschlussschutz in Anpassungs- oder Schutzschaltung. AC-Ausgang: Für die Ansteuerung von Wechselspannungsschalt- und Steuergeräten wird dem Optokoppler-Bauteil ein Halbleiter für das Schalten der Wechselspannung nachgeschaltet (TRIAC oder Thyristor). Laststromkreis Laststromkreis Anpassungsschaltung AC-Ausgang Schutz schaltung Laststromkreis Schutz schaltung Anpassungsschaltung Schaltv er st ärk ung Ausgangsschaltung Laststromkreis Anpassungsschaltung 2-Leiter DC-Ausgang Schutz schaltung Laststromkreis Anpassungsschaltung 3-Leiter DC-Ausgang Schutz schaltung out ) detaillierte Erklärung des Begriffes siehe Glossar ab Seite W.36 W Technischer Anhang/Glos sar W.31 1427040000 – 2013/2014
Technischer Anhang: Halbleiterrelais Der Foto-Transistor des Optokopplers ist nur mit geringen Strom- und Spannungswerten belastbar. Daher wird für größere Ausgangslasten ein zusätzliches Halbleiter-Element angesteuert, das in der Lage ist, die entsprechenden Nennschaltspannungen und Nennschaltströme zu schalten. Bipolarer Transistor (DC) Für den Einsatz bei schwachen Strömen (≤ 0,5 A). Der bipolare Transistor verfügt über kurze Ansprechzeit und macht dadurch hohe Schaltfrequenzen möglich. MOSFET (DC) Für den Einsatz bei hohen Lastströmen (bis 10 A). Der geringe Übergangswiderstand des MOSFET erzeugt nur sehr kleine Leckströme ( 10 µA) mit geringer Verlustleistung. TRIAC (AC) Ein TRIAC vereint das Funktionsprinzip von antiparellel geschalteten Thyristoren in einem Bauteil. Ein Thyristor ist von der Funktion vergleichbar mit einer Ein- wege-Diode. Für Wechselströme wird daher eine entgegen- gesetzte parallele Schaltung zweier Thyristoren eingesetzt. Schaltverstärkung Transistor Schaltverstärkung MOSFET TRIAC W Technischer Anhang/Glos sar W.32 1427040000 – 2013/2014
Eine besondere Herausforderung an die Schaltungen im Laststromkreis von Optokoppler-Bausteinen und Halbleiterrelais stellen unterschiedlichen Lastarten der möglichen Anwendungen dar (ohmsche, induktive, kapazitive Last). Je nach Einsatzfall sollte bewusst sein, welche Auswirkungen diese Lasten auf den eingesetzten Baustein haben, und wie eine entsprechende Schutzvorrichtung ausgelegt sein muss. Generell ist dafür zu sorgen, dass die Verlustleistung am Verstärker-Halbleiter nicht über längere Zeit einen zulässigen Grenzwert überschreitet. Dies würde zur Überhitzung und schließlich zur Zerstörung des Bauteils führen. Schalten ohmscher Last Da sich bei ohmschen Lasten die Stromstärke im Laststromkreis und die Spannung über dem Verstärker- Halbleiter umgekehrt proportional zueinander verhalten, stellen sie in der Regel kein Problem dar. Das Einhalten der maximalen Strom- und Spannungsstärken der Bausteine ist hier ausreichend. Ein Sonderfall liegt beim Schalten von Glühlampen vor. Durch den geringen Kaltwiderstand können beim Einschalten Überströme mit dem 10- bis 20-fachen des Betriebstroms auftreten. Für diese möglichen Überlasten, die dem Effekt bei kapazitiver Last entsprechen, müssen die Bauteile ausgelegt sein. Schalten kapazitiver Last Kapazitive Lasten treten auf, wenn sich im Laststromkreis ein Kondensator befindet. Dieser wirkt im Einschaltmoment wie ein Kurzschluss und bewirkt einen hohen Einschaltstrom. Wird dieser Strom nicht begrenzt, so kann er zur Zerstörung des Verstärker-Halbleiters führen. Schalten induktiver Last Bei induktiven Lasten, die vor allem beim Einsatz von Spulen im Laststromkreis vorliegen, entsteht die Problematik beim Ausschalten. Durch den Stromfluss in der Spule hat sich ein Magnetfeld aufgebaut, das schlagartig zusammen bricht und eine hohe Induktionsspannung erzeugt. Diese Spannungsspitze muss über eine parallel geschaltete Diode kurzgeschlossen werden (Freilaufdiode). Die dafür nötige Zeit führt allerdings zu einer Abfallverzögerung. Schalten unterschiedlicher Lasten Technischer Anhang: Halbleiterrelais Einschalten kapazitiver Lasten Betriebsstrom 0 A Str omst ärk e Zeit Einschaltpunkt Ausschalten induktiver Lasten Betriebsspannung 0 A Spannungs- st ärk e Zeit Ausschaltpunkt W Technischer Anhang/Glos sar W.33 1427040000 – 2013/2014
Technischer Anhang: Halbleiterrelais Der Aufbau des Optokopplers, der schnelles und sensibles Schalten ermöglicht, macht das Bauteil allerdings auch anfällig gegenüber Störeinflüssen. Daher kommen in allen Weidmüller Optokoppler-Bausteinen und Halbleiterrelais vielfältige Maßnahmen zum Schutz vor Überlastungen und Störimpulsen zum Einsatz. Freilaufdioden (DC) Freilaufdioden werden vor allem zum Schutz von Überspannung eingesetzt, die beim Abschalten einer induktiven Gleichspannungslast (Elektromotor, Relaisspule) durch Selbstinduktion auftreten. Auftretende Spannungsspitzen werden auf den Wert der Dioden- Durchlassspannung begrenzt und Überschreitungen über die Diode abgeleitet. Dies führt allerdings zu einer Verzögerung des Spannungsabfalls und damit des Schaltvorgangs. Zener-Diode / Suppressordiode (DC) Diese verhalten sich in Durchlassrichtung wie normale Dioden. In Sperrrichtung werden sie ab einer bestimmten Spannung (Durchbruchspannung) niederohmig. Hohe Überspannungsenergien können zur Zerstörung von Zener-Diode / Suppressordiode führen. Varistor (AC/DC) Das Funktionsprinzip des Varistor basiert ebenfalls auf einer Durchbruchspannung, allerdings mit schnelleren Reaktionszeiten. Es können höhere Energien abgeleitet werden, die jedoch zu einer Alterung des Bauteils führen. Dies reduziert im Laufe der Zeit die Durchbruchspannung und erhöht den Leckstrom. RC-Glied (AC) Bei dem RC-Glied werden Spannungsspitzen über einen Kondensator kompensiert. Auf Grund der Lade- und Entladeeigenschaften werden Störimpulse nicht erst beim Erreichen der Überlast, sondern schon während des Ansteigens der Spannung herausgefiltert. Daher werden RC-Glieder auch zum Schutz vor Störimpulsen eingesetzt, um Fehlschaltungen auszuschließen. Schutzmaßnahmen Schutzmaßnahmen Freilauf- diode Zener-Diode Suppressordiode Varistor RC-Glied W Technischer Anhang/Glos sar W.34 1427040000 – 2013/2014
W Technischer Anhang/Glos sar W.35 1427040000 – 2013/2014
Glossar: Halbleiterrelais Glossar: Halbleiterrelais A Abmessung Maßangaben in Millimeter. Länge Höhe Breite AC Bezieht sich sowohl auf Wechselgrößen wie Spannung oder Strom als auch auf dementsprechend betriebene Geräte oder auf Größen, die auf diese Geräte Bezug nehmen. Daten gelten für 50 Hz, sofern nicht anders angegeben. Art der Isolation Qualität des Isolationssystems, abhängig vom Design und den Applikationsbedingungen: • Funktionsisolierung: Isolierung zwischen aktiven Teilen – erforderlich für die einwandfreie Funktion des Relais. • Basisisolierung: Isolierung aktiver Teile zum grundlegenden Schutz gegen elektrischen Schlag. • Doppelte Isolierung: Besteht aus einer Basisisolierung und zusätzlicher Isolierung. • verstärkte Isolierung: Eine einzige „verstärkte“ Isolierung aktiver Teile, die einen gleichwertigen Schutz gegen elektrischen Schlag gewährt wie eine doppelte Isolierung. Die doppelte setzt sich aus einer Basis- und einer zusätzlichen Isolierung zusammen, wobei die zusätzliche Isolierung dann Schutz gegen elektrischen Schlag bietet, wenn die Basisisolierung ausfällt. Ausschaltspannung Wert der Spannung an dem ein Optokoppler/Halbleiterrelais sperrt. Ausschaltverzögerung Typisches Zeitintervall vom Abschalten der Steuerspannung eines leitenden Halbleiterrelais bis zum Sperren des Ausgangskreises. B Bemessungsspannung (Isolation) Spannung, nach der die Isolationsdaten bemessen sind - sie bildet die Grundlage zur Dimensionierung der Kriechstrecken. Betriebstemperatur Zulässige Umgebungstemperatur – bezogen auf eine definierte relative Luftfeuchtigkeit – bei der ein Produkt unter Nennlast betrieben werden darf. Brennbarkeit nach UL Angabe der Brandklasse gemäß der Spezifikation UL 94 (Underwriters Laboratories, Inc., USA). Brennbarkeits-Tests nach UL 94 für Kunststoff- materialien prüfen und klassifizieren die Eigenschaften zur Ausbreitung und dem Verlöschen eines in Brand gesetzten Materials. Die Relais-relevanten Brandklassen nach UL 94 lauten V-0, V-1, V-2 und HB. W Technischer Anhang/Glos sar W.36 1427040000 – 2013/2014
C CE Abkürzung für: Communauté Européenne (Europäische Gemeinschaft). Mit der CE-Kennzeichnung bestätigt der Hersteller die Konformität des Produkts mit den zutreffenden EG-Richtlinien und die Einhaltung der darin festgelegten „wesentlichen Anforderungen“. Derzeit verbindlich ist die EMV-Richtlinie 2004/108/EG und die Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EG. D Dauerstrom Strom der dauernd geführt werden kann, ohne die Grenzwerte für die Kontakt- Erwärmung unter bestimmten Bedingungen zu überschreiten. DC Bezieht sich auf zeitunabhängige elektrische Größen wie Spannung oder Strom (DC, Gleichspannung). Derating / Derating-Kurve Bei höheren Umgebungstemperaturen reduziert sich der Dauerstrom, dargestellt anhand einer Derating-Kurve (Lastminderungskurve). Fließender Strom verursacht Wärme, die mit steigender Stromstärke selbst ansteigt. Elektrische Bauteile besitzen eine obere Grenztemperatur, was ihre Funktionsfähigkeit beschränkt. Da sich der Temperatureinfluss auf die Bauteile aus der Umgebungstemperatur und der durch den Strom erzeugten Wärme zusammensetzt, muss bei steigender Temperatur der Strom gesenkt werden, um die obere Grenztemperatur nicht zu überschreiten. Das Verhältnis aus vorherrschender Temperatur und daraus resultierender maximaler Stromstärke beim Einhalten der Grenztemperatur wird in der Derating-Kurve abgebildet. Derating-Kurve Str omst ärk e Temperatur verbotener Bereich Betriebsbereich DIN-Schiene Sofern nicht anders angegeben, werden Weidmüller Produkte für die DIN- Schienen-Montage (Schienen nach TH35-7.5 / EN60175) gebaut und geprüft; andere oder ähnliche Formen (z.B. TH35-15) können funktionstüchtig sein, sie sind aber dafür weder getestet noch freigegeben. E Eigenerwärmung Temperaturzunahme eines Geräts während des Betriebs aufgrund der Verlustleistung der Relaisspule und der Schaltkontakte. Bei Halbleitern (etwa Transistorausgang) ist die Temperaturzunahme eine Folge der Verlustleistung. Glossar: Halbleiterrelais W Technischer Anhang/Glos sar W.37 1427040000 – 2013/2014
Einbaulage Mechanische und elektronische Relais lassen sich in der Regel beliebig einbauen (Lage), abgesehen von einschränkenden Angaben. Zur Sicherstellung der Stromführung und Wärmeableitung gilt es, Anschlüsse vollständig und mit angemessenen Querschnitten zu kontaktieren. Bei der Anordnung zu berücksichtigen sind die Faktoren Isolationsanforderung, Wärmeableitung und ggf. gegenseitige magnetische Beeinflussung. Eingangsfrequenz Zahl der Schaltspiele pro Zeiteinheit. Die maximale Schalthäufigkeit für mittlere Lasten kann höher als der für die Nennlast angegebene Wert sein, sofern die Schaltcharakteristik der Last die Temperatur nicht erhöht. Einschaltspannung Wert der Spannung an dem ein Optokoppler/Halbleiterrelais leitend wird. Einschaltverzögerung Typisches Zeitintervall vom Einschalten der Steuerspannung eines sperrenden Halbleiterrelais bis zum Leiten des Ausgangskreises. Einsteckzyklen Fassungen und Zubehör sind für 10 Einsteckzyklen ohne elektrische Last ausgelegt - sofern nicht anders angegeben. Erd- und Masseschleifen Bezeichnen die Verbindung zweier Potentiale über ihren Erd- oder Masseanschluss. Ein Potentialgefälle zwischen dem Erd- oder Masseanschluss zweier Geräte (z.B. Sensor und Steuerung), die direkt miteinander verdrahtet sind, bewirkt einen Stromfluss über Erde oder das gemeinsame Gehäuse. Diese Störströme können zu unterschiedlichen Problemen führen, so etwa bei der Erfassung von Messsignalen oder der Ansteuerung von Aktoren. Bei der Übertragung von Schalt- oder Messsignalen, mit einer Potentialtrennung zwischen Steuer- und Laststromkreis, kann es nie zu einem geschlossenen Stromkreis über den Erd- oder Masseanschluss kommen - und folglich zu keinem Störstrom. Erd- und Masseschleifen Verbindungselement ohne galvanische Trennung Verbindungselement mit galvanischer Trennung Glossar: Halbleiterrelais W Technischer Anhang/Glos sar W.38 1427040000 – 2013/2014
F Feuchte / Kondensation Standardbedingungen: Jährliche durchschnittliche relative Luftfeuchte 75 % bei Umgebungstemperatur von 21 °C, an 30 Tagen, gleichmäßig über das Jahr verteilt sowie 95 % bei Umgebungstemperatur w von 25 °C, an übrigen Tagen vereinzelt 85 % bei 23 °C. Kondensieren oder Vereisen ist nicht zulässig – betrifft Lagerung und/oder Betrieb. Für Betrieb und Lagerung bei anderen Bedingungen müssen Kondensation oder Vereisen durch Temperaturänderung/-schocks vermieden werden. Betrieb und Lagerung innerhalb der in der Grafik angegebenen Grenzen. Rel. Fe ucht e (% RF) Umgebungstemperatur [°C] -40 -20 0 +20 +40 +60 +80 +100 100 80 60 40 20 0 Umgebungsbedingungen Bereich für Gebrauch und Lagerung T Umg 0 ° Kondensation vermeiden T Umg 0 ° Vereisen vermeiden G Galvanische Trennung Potentialfreie Isolierung zwischen elektrischen Teilen. Bei galvanischer Trennung fließen keine Ladungsträger von einem Stromkreis in einen anderen, zwischen den Stromkreisen besteht also keine elektrisch leitfähige Verbindung. Die Stromkreise können aber gleichwohl elektrische Leistung oder Signale austauschen und zwar über Magnetfelder, mittels Infrarotstrahlung oder durch Ladungsverschiebung. H Halbleiterrelais Halbleiterrelais, deren Schaltelement ein elektronisches Bauteil wie zum Beispiel Transistor, Thyristor oder Triac ist. Halbleiterrelais arbeiten verschleißfrei, im Vergleich zu Relais haben sie eine hohe Schaltfrequenz. Zu beachten sind - entgegen einem Relais - die höheren Verluste im Laststromkreis. Die galvanische Trennung erfolgt durch einen integrierten Optokoppler I Induktive Lasten siehe Lastkategorie Isolation nach EN 50178 Angaben zur Isolationskoordination mit: • Art der Isolation • Nennspannung des Versorgungssystems • Verschmutzungsgrad • Stoßspannungsfestigkeit • Überspannungskategorie Glossar: Halbleiterrelais W Technischer Anhang/Glos sar W.39 1427040000 – 2013/2014
Isolierstoffgruppe Die Isolierstoffe werden entsprechend ihren Vergleichszahlen der Kriechwegbildung (Comparative Tracking Index) CTI in folgende vier Gruppen eingeteilt: Gruppe I 600 CTI Gruppe II 400 CTI 600 Gruppe IIIa 175 CTI 400 Gruppe IIIb 100 CTI 175 Die Vergleichszahlen der Kriechwegbildung müssen entsprechend IEC 60112 (DIN IEC 60112 / DIN VDE 0303-1) an speziell für diesen Zweck angefertigten Mustern mit Prüflösung A bestimmt worden sein. K Kurzschlussfest Abschalten der Endstufe eines Halbleiterrelais, um im Kurzschlussfall den Ausgangskreis vor Zerstörung zu schützen. L Lagertemperatur Zulässige Umgebungstemperatur, bezogen auf eine bestimmte relative Luft- feuchtigkeit, bei der das Produkt im stromlosen Zustand gelagert werden darf. Lastkategorie (Halbleiterrelais) Einstufung der Last für Halbleiterrelais nach EN 62314 LC A – ohmsche Lasten oder geringe induktive Lasten LC B – Motorlasten LC C – elektrische Entladungslampen LC D – Glühlampen LC E – Transformatoren LC F – kapazitive Lasten Leckstrom Strom auf der Lastseite eines Optokopplers / Halbleiterrelais, der im gesperrten Zustand der Ausgangsstufe fließt. Glossar: Halbleiterrelais W Technischer Anhang/Glos sar W.40 1427040000 – 2013/2014
Luft und Kriechstrecken Luft- und Kriechstrecken sind entscheidende Faktoren hinsichtlich der Isolationsfestigkeit von elektrischen Bausteinen. Die Kriechstrecke gibt an, welchen Abstand zwei spannungführende Elemente entlang einer Oberflächenstruktur mindestens haben müssen, um bei der angegebenen Betriebsspannung einen Stromfluss über den Isolierkörper auszuschließen. Einfluss auf die Kriechstrecke haben, neben der Betriebsspannung, auch die Wahl des Isoliermaterials (Isolierstoffgruppe) sowie die Schutzmaßnahmen gegenüber Verschmutzung (Verschmutzungsgrad). Die Luftstrecke gibt an, welchen direkten Abstand (über die Luft) zwei spannungführende Elemente mindestens zueinander haben müssen, um einen Ladungsfluss über die Luft zu vermeiden (Lichtbogen). Grundlage ist die zu erwartende Überspannung (Bemessungs-Stoßspannung). Weiteren Einfluss auf die Dimensionierung haben die eingesetzten Überspannungsschutz-Kategorie und der Verschmutzungsgrad. LuftstreckeKriechstrecke Gehäusekontur Strom führende Teile M max. Schaltleistung Die Schaltleistung errechnet sich aus dem Produkt von Schaltspannung und Schaltstrom (in VA für AC / in W für DC). max. Schaltstrom Der max. Schaltstrom gibt an, welcher maximale Strom geschaltet werden kann. Montageabstand Abstand zwischen zwei benachbarten Bauteilen bei paralleler, gleichgerichteter Anordnung bzw. der Abstand zu anderen elektrischen Komponenten. Wegen der Isolationsanforderungen kann es erforderlich sein, den minimalen Abstand der Bauteile zu vergrößern oder eine andere Anordnung zu wählen. Die Wertangaben beziehen sich auf Bauteile in ‘Einzelanordnung’, sofern nicht anders angegeben. Zusätzlich zu dieser Definition gelten: • dichte Packung: Aufbau mit minimalem Montageabstand; dieser Minimalabstand bestimmt sich durch die Isolationsanforderungen bei 230 V AC und/oder durch mechanische Anforderungen für die Montage (z.B. Einsatz von Fassungen), • Einzelaufbau: Bauteile werden in jenem Abstand montiert, der keine thermische Beeinflussung von benachbarten Komponenten zulässt. Glossar: Halbleiterrelais W Technischer Anhang/Glos sar W.41 1427040000 – 2013/2014
N Nenndrehmoment Der angegebene Wert für das Drehmoment der Schrauben (Schraubanschlüsse) darf nicht überschritten werden. Nennleistung Nennwert der Leistung, die beim Anlegen der Nennsteuerspannung umgesetzt wird. Nennschaltspannung Spannung am Ausgang - vor dem Schließen oder nach dem Öffnen des Kontakts. Nennsteuerspannung Nennwert der Ansprechspannung für das Relais Nennsteuerstrom Strom im Eingang der unter festgelegten Bedingungen benötigt wird, um den Ausgang zu schalten. R RoHS-Richtlinie 2002/95/EC RoHS steht für „Restriction of (the use of certain) Hazardous Substances“. Gemäß der EU-Richtlinie 2002/95/EC vom 01.07.2006 verpflichten sich die Mitgliedsstaaten, bei neuen elektronischen und elektrischen Geräten, die in den Handel kommen, auf die gefährlichen Stoffe Blei (Pb), Kadmium (Cd), Quecksilber (Hg), hexavalentes Chrom (Cr6), polybromierte Biphenyle (PBB) und polybromierte Diphenylether (PBDE) weitgehend zu verzichten, damit also Gesundheit und Umwelt zu schützen. Der Begriff ‘konform’ bedeutet, dass die gesamte Produktgruppe den Anforderungen der RoHS-Richtlinie entspricht. Der maximale Gewichtsanteil in homogenen Materialien liegt unterhalb der in der Direktive festgelegten Grenzwerte: 0,1% für Blei, hexavalentes Chrom, Quecksilber, PBB und PBDE und unterhalb 0,01% für Kadmium, oder fällt unter eine Ausnahmeregelung entsprechend dem Annex zur RoHS Richtlinie. S Schmitt-Trigger Schaltspannungen einer digitalen Ansteuerung haben, genau betrachtet, einen analogen Verlauf (kein 0 – 1 Übergang zwischen Maximal- und Minimalspannung). Daraus können – vor allem bei schneller Signalfolge – Ungenauigkeiten im Schaltergebnis resultieren. Ein Schmitt-Trigger hat hier die Funktion eines Schwellwertschalters. Beim Überschreiten der im Schmitt-Trigger eingestellten Schwellspannung, nimmt der Ausgang die maximal mögliche Ausgangspannung (logisch-1) an, andernfalls die minimal mögliche Ausgangspannung (logisch-0). In der Regel ist der Schmitt-Trigger mit einer Hysterese ausgelegt. Für das Einschalten ist eine höhere Schwellspannung eingestellt, als für das Ausschalten. Dies vermeidet, dass kleine Unregelmäßigkeiten einen Schaltvorgang auslösen. Glossar: Halbleiterrelais W Technischer Anhang/Glos sar W.42 1427040000 – 2013/2014
Schutzart - (IEC 60529), IP Der Grad des vom Gehäuse gewährten Schutzes wird durch den IP-Code (IP = International Protection) gekennzeichnet. Diese Angabe ist gleichermaßen für Industrierelais und Zubehör relevant. Für Relais im Sinne von ‘Komponenten’ (z.B. Printrelais) siehe Schutzart RT. Mit einer zweistelligen Zahl wird der Schutz des Geräts gegen Berührung und Fremdkörper (erste Ziffer) sowie Feuchtigkeit (zweite Ziffer) gekennzeichnet. Schutzgrade für Berührungs- und Fremdkörperschutz (1. Ziffer): Die erste Kennziffer gibt den Grad des Schutzes innerhalb des Gehäuses gegen das Eindringen fester Fremdkörper sowie gegen die Berührung gefährlicher Teile durch Personen an. 0 kein Schutz 1 Schutz gegen großflächige Körperteile, Durchmesser 50 mm 2 Fingerschutz (Durchmesser 12 mm) 3 Werkzeuge und Drähte (Durchmesser 2,5 mm) 4 Werkzeuge und Drähte (Durchmesser 1 mm) 5 vollständiger Berührungsschutz 6 vollständiger Berührungsschutz Schutzgrade Wasserschutz (2. Ziffer) Die zweite Kennziffer gibt den Grad des Schutzes gegen das Eindringen von Wasser in das Gehäuse an: 0 kein Schutz 1 Schutz gegen senkrecht fallendes Tropfwasser 2 Schutz gegen schräg (bis 15°) fallendes Tropfwasser 3 Schutz gegen Sprühwasser bis 60° gegen die Senkrechte 4 Schutz gegen allseitiges Spritzwasser 5 Schutz gegen Strahlwasser 6 Schutz gegen starkes Strahlwasser (Überflutung) 7 Schutz gegen zeitweiliges Untertauchen 8 Schutz gegen dauerndes Untertauchen Spannungsfall Abfallende Spannung über den Optokoppler, gemessen bei voller Last Statusanzeige Die Anzeige der Status-LED im Eingangssteuerkreis kann in folgenden Fällen vom Zustand im Kontaktkreis abweichen: • bei verschweißten/defekten Schaltelementen • bei Störstrahlungen bzw. Restspannungen auf den Signalleitungen. Bei Umgebungstemperaturen 50 ° Celsius kann es zu einer Verringerung der Leuchtstärke kommen. Stehspannung An ein Betriebsmittel unter festgelegten Prüfbedingungen angelegte Spannung, die keinen Durchschlag und/oder Überschlag eines geeigneten Prüflings hervorruft. Steh-Stoßspannung Höchster Wert der Stehspannung von festgelegter Form und Polarität, welche unter festgelegten Bedingungen zu keinem Durchschlag der Isolierung führt. Glossar: Halbleiterrelais W Technischer Anhang/Glos sar W.43 1427040000 – 2013/2014
T Transienten Transienten sind kurzfristig auftretende Strom- oder Spannungs spitzen, die durch Störungen im Versorgungsnetz oder durch elektromagnetische Strahlung entstehen. Auf der Steuerstromseite eines Optokopplers können sie einen unbeabsichtigten Schaltvorgang auslösen oder im Extremfall das Bauteil zerstören. Bei einem Wechselstrom betriebenen Laststromkreis können Transienten die maximal zulässige Durchlassspannung überschreiten, was wiederum den Thyristor oder Triac aktiviert. Da diese recht hohe Schaltgeschwindigkeiten aufweisen, genügen selbst sehr kurze Impulse für eine Fehlschaltung. U Überspannungskategorie Die Überspannungskategorie eines Stromkreises oder eines elektrischen Systems ist konventionell nummeriert (von I bis IV) und stützt sich auf die Begrenzung oder Kontrolle der angenommenen Stoßspannungswerte, die in einem Stromkreis (oder elektrischen System mit unterschiedlichen Netzspannungen) auftreten können. Die Zuordnung zu einer bestimmten Überspannungskategorie hängt von den Maßnahmen ab, die zum Einsatz kommen, um Überspannungen zu beeinflussen – also zu mindern. Überspannungskategorie I • Geräte, die zum Anschluss an die feste elektrische Installation eines Gebäudes bestimmt sind. Außerhalb des Gerätes sind, entweder in der festen Installation oder zwischen der festen Installation und dem Gerät, Maßnahmen zur Begrenzung der transienten Überspannungen auf den betreffenden Wert getroffen worden. Überspannungskategorie II • Geräte, die zum Anschluss an die feste elektrische Installation eines Gebäudes bestimmt sind, z. B.: Haushaltsgeräte, tragbare Werkzeuge, Überspannungskategorie III • Geräte, die Bestandteil der festen Installation sind, und andere Geräte, bei denen ein höherer Grad der Verfügbarkeit erwartet wird, z. B.: Verteilertafeln, Leistungsschalter, Verteilungen (einschließlich Kabel, Sammelschienen, Verteilerkästen, Schalter, Steckdosen) in der festen Installation und Geräte für industriellen Einsatz sowie andere Geräte wie stationäre Motoren, mit dauerndem Anschluss an die feste Installation. Überspannungskategorie IV • Geräte für den Einsatz an oder in der Nähe der Einspeisung in die elektrische Installation von Gebäuden, und zwar von der Hauptverteilung aus in Richtung zum Netz hin gesehen, bestimmt, z.B.: Elektrizitätszähler, Überstromschutzschalter und Rundsteuergeräte. V Verpackungseinheit Angabe der kleinsten Abgabemenge (z.B. in einer Stange) bzw. der Menge pro Karton. Glossar: Halbleiterrelais W Technischer Anhang/Glos sar W.44 1427040000 – 2013/2014
Verschmutzungsgrad Unter Verschmutzung wird jegliches Fremdmaterial verstanden – gleich ob fest, flüssig oder gasförmig (ionisiertes Gas) – das die Durchschlagfestigkeit oder den Oberflächenwiderstand des Isolierstoffs beeinträchtigen kann. Die Norm sieht vier Verschmutzungsgrade vor. Ihre Nummerierung und Einteilung basiert auf der Quantität des Verschmutzungsstoffs oder auf der Häufigkeit, mit der dieses Phänomen eine Minderung der Durchschlagsfestigkeit und/oder des Oberflächenwiderstandes hervorruft. Verschmutzungsgrad 1: • Es liegt keine oder nur trockene, nicht leitfähige Verschmutzung vor. Verschmutzung bleibt ohne Einfluss. Verschmutzungsgrad 2: • Es liegt nur nichtleitfähige Verschmutzung vor. Gelegentlich ist mit vorübergehender Leitfähigkeit durch Betauung zu rechnen. Verschmutzungsgrad 3: • Es tritt leitfähige Verschmutzung auf oder trockene, nicht leitfähige Verschmutzung, die leitfähig wird, da Betauung zu erwarten ist. Verschmutzungsgrad 4: • Die Verschmutzung führt zu einer beständigen Leitfähigkeit, etwa hervorgerufen durch leitfähigen Staub, Regen oder Schnee. Anmerkung: Verschmutzungsgrad 3 ist typisch für industrielle oder ähnliche Umgebungen, Verschmutzungsgrad 2 für Haushalte oder ähnliche Umgebungen. Z Zulassungen, Prüfzeichen Mit den Prüfzeichen bestätigen unabhängige (behördliche oder private) Zulassungsstellen und Prüfhäuser die Übereinstimmung mit den jeweiligen Vorschriften und/oder die Einhaltung spezifizierter Produkteigenschaften. Anmerkung: Die Bestellschemata gestatten eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten, jedoch sind nicht alle Varianten als Standardtypen (Bestellnummern) definiert und möglicherweise auch nicht in der Liste der zugelassenen Relais enthalten. Technische Daten und zugelassene Typen auf Anfrage. CSA Canadian Standards Association, Kanada GL Germanischer Lloyd, Deutschland TÜV Technischer Überwachungs-Verein, Deutschland UL Underwriters Laboratories, Inc., USA; UR Component Recognition Mark for the United States cUR UL Component Recognition Mark for Canada cURus UL Component Recognition Mark for the United States and Canada cULus UL Component Listing Mark for the United States and Canada VDE VDE-Prüfstelle, Deutschland (Gutachten mit Fertigungsüberwachung) W Technischer Anhang/Glos sar W.45 1427040000 – 2013/2014
W Technischer Anhang/Glos sar W.46 1427040000 – 2013/2014