Phoenix Contact: Interface-Technik und Schaltgeraete 2017/18

Weitere Informationen und vollständige technische Daten unter phoenixcontact.net/products Die Fremdschichten sind meist Oxida- tions- oder Sulfidationsprodukte der Kon- taktmaterialien Silber (Ag) bzw. Silberlegie- rungen wie Silber-Nickel (AgNi) oder Silber- Zinnoxid (AgSnO). Der Kontaktwiderstand kann dadurch bereits nach kurzer Zeit so stark ansteigen, dass bei kleinen Lasten kein zuverlässiges Schalten mehr möglich ist. Aufgrund dieser Eigenschaften kommen die genannten Leistungskontaktmaterialien für Kleinleistungsanwendungen nicht in Fra- ge. Vor allem wegen der niedrigen und kons- tanten Kontaktwiderstände auch bei kleins- ten Lasten und der Unempfindlichkeit ge- genüber schwefelhaltiger Umgebungsluft hat sich Gold (Au) als Kontaktwerkstoff für diese Anwendungsbereiche durchgesetzt. Für kleinste Leistungen und noch höhere Kontaktsicherheit werden Doppelkontak- trelais mit Goldkontakten eingesetzt. Durch die geschlitzte Kontaktfeder ent- stehen bei dieser Bauweise zwei parallele Kontaktpunkte mit noch geringeren Kon- taktwiderständen und deutlich höherer Kontaktsicherheit. Schalten von großen Leistungen Einige wichtige Punkte sind bei Schaltvor- gängen im Bereich größerer Leistungen mit den zur Auswahl stehenden Leistungskon- takten aus Silber (Ag) oder Silberzinnoxyd (AgSnO) ebenfalls zu beachten. Grundsätzlich ist zwischen dem Schalten von Gleich- und Wechselströmen zu unter- scheiden. Schalten von großen Wechselstrom- lasten Beim Schalten von großen Wechselstrom- lasten kann das Relais grundsätzlich bis zu den jeweiligen Maximaldaten von Schalts- pannung, -strom und -leistung betrieben werden. Der während des Abschaltens ent- stehende Lichtbogen ist abhängig von Strom, Spannung und Phasenlage. Dieser Abschaltlichtbogen verlischt in der Regel beim nächsten Nulldurchgang des Last- stroms von selbst. In Anwendungen mit induktiver Belastung sollte eine wirksame Schutzbeschaltung vorgesehen werden, da sonst mit einer deutlich verringerten Lebensdauer gerech- net werden muss. Schalten von großen Gleichstromlasten Im Vergleich zum maximal zulässigen Wechselstrom können herkömmliche Schaltrelais nur relativ kleine Gleichströme abschalten, da der automatisch löschende Nulldurchgang fehlt. Dieser maximale Gleichstromwert ist außerdem stark schaltspannungsabhängig und wird unter an- derem von konstruktiven Gegebenheiten wie Kontaktabstand und Kontaktöffnungs- geschwindigkeit bestimmt. Die entsprechenden Strom- und Span- nungswerte sind von Relaisherstellern in Lichtbogen- oder Lastgrenzkurven doku- mentiert. Eine unbedämpfte induktive Gleichstrom- last verringert die angegebenen Werte für schaltbare Ströme weiter. Die in der Induk- tivität gespeicherte Energie kann einen Lichtbogen zünden, der den Strom über die geöffneten Kontakte weiterführt. Mit einer wirksamen Kontaktschutzbe- schaltung, vorzugsweise Freilaufdioden vom Typ 1N4007, sind gegenüber unbeschalteter oder ungünstig beschalteter induktiver Last Lebensdauererhöhungen von Faktor 5 bis 10 erreichbar (siehe auch Kapitel Kontakt- schutzbeschaltungen). Sind höhere Gleichstromlasten als doku- mentiert zu schalten oder soll die elektri- sche Lebensdauer erhöht werden, können mehrere Kontakte eines Relais in Reihe ge- schaltet werden. Siehe z. B. Industrierelais REL-IR.... Alternativ können auch Solid-State-Relais mit Gleichspannungsausgang eingesetzt werden. Beispiel einer Lastgrenzkurve (typenabhängig) Schalten von Lampen und kapazitiven Lasten Unabhängig von der Spannungsart stellen alle Arten von Lampen sowie Lasten mit ka- pazitivem Anteil extreme Anforderungen an die schaltenden Kontakte. Im Einschaltmo- ment, also gerade in der dynamischen Prell- phase der Relais, treten höchst energierei- che Stromspitzen auf, die oft einige 10 A, nicht selten sogar über 100 A hoch sind und den Kontakt verschweißen. Abhilfe schaffen hier speziell optimierte „Lampenlastrelais“, die diese Einschaltspitzen verkraften. Siehe z. B. PLC...IC-Type. Schaltvermögen nach Gebrauchskategorien AC15 und DC13 (IEC 60947) In der Praxis bieten sowohl die maximale Abschaltleistung für AC-Lasten als auch die aus den Lastgrenzkurven entnommenen DC-Abschaltwerte nur grobe Anhaltswerte für die Auswahl von Relais. Dies ist in der Praxis unzureichend, da reale Lasten im In- dustriebereich überwiegend induktive oder kapazitive Anteile besitzen und die Lasten völlig unterschiedlich beschaltet sein kön- nen. Dadurch ergeben sich, wie bereits be- schrieben, teils stark unterschiedliche Le- bensdauerwerte. Diese Nachteile versucht die Schütznorm IEC 60947 zu vermeiden, indem sie die Las- ten in unterschiedliche Gebrauchskategori- en (DC13, AC15...) einteilt. Diese Norm wird teilweise auch auf Relais angewandt. Anwender müssen sich jedoch im Klaren darüber sein, dass auch diese Werte nur be- dingt praxistauglich sind, da alle DC13- und AC15-Prüflasten stark induktiv sind und dazu völlig ohne Schutzschaltung betrieben werden (siehe Kapitel Kontaktschutzbe- schaltung). In der Schaltvermögensprüfung nach IEC 60947 werden als Mindestanfor- derung außerdem nur insgesamt 6060 Schaltspiele durchgeführt. Eine bessere Aussage zum Schaltvermö- gen und zur erwartenden Lebensdauer ist in jedem Fall anhand der konkreten Applikati- onsdaten möglich. Durch eine umfangreiche Datensammlung kann für die meisten An- wendungen eine gute Lebensdauerabschät- zung getroffen und ggf. Optimierungsvor- schläge gemacht werden. Bei kritischen Anwendungen wird dem Anwender geraten selbst empirisch Lebensdauerwerte zu er- mitteln. 289 PHOENIX CONTACT Relaismodule Grundlagen der Relaistechnik