HFE20-1 : Isolation für 230V / SELV

[SirSydom]

Hallo!

Habe gesehen dass im out6 Hongfa HFE10 bzw HFE20 verbaut werden.

Ich sehe auf den ersten Blick keine zweite Trennung zwischen 230V und KNX, daher muss das Relais alleine die verstärkte Isolierung liefern.

Im Datenblatt finde ich bei HFE10 und HFE20 aber die Angabe "reinforced insulation" nicht, und die Isolationspannung ist mit 4kV angegeben.

Das Thema Isolation ist ja auf verschiedenste Normen verteilt und 3 Ingenieure kommen auf 5 verschiedene Lösungen... daher meine Frage, wie hier die elektrische Sicherheit hergeleitet wurde.

Ich finde nämlich das HFE20 ein sehr interessantes Relais und würde es selbst auch gerne einsetzen, bin aber noch am zögern.. eben weil die Angabe "reinforced insulation" fehlt.

[Doumanix]

Servus,
ich stell mal ne Gegenfrage: ist das denn für die 8out Aktoren sichergestellt?
Da haben wir ja auch eine 16A Variante mit den Hongfa Relais (bzw. sogar 2: eine mit 3 Platinen und LPC922 und eine mit 2 Platinen mir LPC1115).
Haben die Omron Relais denn die verstärkte Isolation?

Oder treffen deine Bedenken nur auf den 6fach strommessenden Aktor zu?

Gruß
Christian

[SirSydom]

mir geht es um das Relais an sich.
Den 8out kenne ich noch nicht, ich hab mir nur den 6out angeschaut.

ich schau mir die mal an, und auch das Omron Relais. Muss erstmal die Bezeichnung finden.


Grundsätzlich wäre es natürlich vorstellbar, die fehlende verstärkte Isolierung durch eine Zusatzisolierung zu kompensieren, also eine Ansteuerung der Spulen über Optokoppler und isolierte DC/DC Wandler.
Ich glaube aber nicht, dass das irgendjemand so macht.

[SirSydom]

Auch beim Omron finde ich keine Angabe zur Art der Isolierung, also darf man wohl nicht mit einer verstärkten Isolierung rechnen.

http://downloads.cdn.re-in.de/500000-52 ... U_24DC.pdf

Bei diesen beiden Relaistypen findet sich z.B. die Angabe im Datenblatt. Sie werden in MDT Schaltaktoren verbaut.

https://www.mouser.de/datasheet/2/315/m ... 299335.pdf
https://www.te.com/commerce/DocumentDel ... ng=English

Achja, und auch Hongfa gibt bei manchen Relais auch die verst. Isolierung an, zB HF115F (leider nicht bistabil)
https://www.hongfa.com/product/detail/e ... d105d3370d


Irgendwo meine ich gelesen zu haben, dass die AKI von MDT as HFE10 oder HFE20 einsetzen, kann das jemand bestätigen?

[Florian]

Wo fange ich an?

Im Laufe der Entwicklung des out6-cs hatte ich einige gebrauchte Aktoren der entsprechenden Leistungsklasse erstanden, um Vergleiche anstellen zu können.

Ich habe einen Busch-Jäger 6194/14-101 zerlegt, der baugleich ist mit einem SA/S 12.16.5.1 (um genau zu sein sagt das der Aufkleber auf der Platine im Gerät). Er verwendet Hong-Fa JE10-5/12-HT-L2. Zu genau dem Subtypen finde ich keine Daten, die Familie JE10 ist jedoch dem HFE 10 sehr ähnlich. Das JE10-5 hat vielleicht eine geänderter Spule, um die Ansteuerleistung runter zu bekommen.

Ein SA/S 8.16.5S sowie ein SA/S 8.16.6.1 hatten Gruner UL704L-R1A-P060-004 verbaut.

In einem AMI-1216.01 von MDT werden Gruner 704L-R1A-H070 verwendet.

Allen Relais gemeinsam ist die Isolierspannung von 4000V effektiv zwischen Spule und Kontakten. (Nicht zu verwechseln mit einer Stoßspannung, Spitzenspannung o.ä.). Und genau diese 4kV sind dann auch der Grund, weshalb ich das HFE 10 für geeignet halte.

"Reinforced isolation" bzw. "verstärkte Isolierung" sind zudem Begriffe, die alleine nicht viel aussagen. Dafür müssen auch die Umgebungsbedingungen angegeben werden und die Norm auf die sich bezogen wird. Beim Panasonic DJ ist dies tatsächlich angegeben: IEC61810-1, Rated voltage 250V, Over voltage category III. Daraus ließe sich die notwendige Spannungsfestigkeit ableiten. Wenn ich mich durch diese Tabellen durchkämpfe, komme ich auf 3kV: https://web.archive.org/web/20170803061 ... essung.htm
Da scheint mir 4kV ein plausibler Wert.

Nach dem Lesen von vielen Relais-Datenblättern habe ich zudem den Eindruck, das manchmal im Datenblatt nicht alle Normen, Tests und Umgebungsbedingungen aufgeführt sind. Um es ganz genau zu wissen, müsste man wohl für jeden Typ beim Hersteller anfragen.

[SirSydom]

Kurz vorrausgeschickt:
Ich bin kein Experte für Isolationskoordination oder für elektromechanische Elementarrelais, aber ich habe beruflich in dem Feld zu tun.

Fassen wir mal die normativen Grundlagen zusammen:

Da wäre die VDE 0110-1 bzw EN 60664-1 für die Isolationskoordination
Da wäre die VDE 0140 für Schutz vor elektrischem Schlag
Da wäre die 61810-1 Elektromechanische Elementarrelais für die Relais an sich.

Grundsätzlich ist der Weg ja so - erst bestimme ich die notwendigen Spannungen - Funktionsspannung, Bemessungs-Stoßspannung, etc....

Daraus leite ich dann meine Luft- und Kriechstrecken ab.

Für die Trennung SELV / NON-SELV brauche ich eine doppelte oder verstärkte Isolierung. Doppelt heißt, einfach 2 Ebenen hintereinander.
Für verstärkt gibt es Regeln in der VDE 110-1, man muss dann z.B. für die Luftstrecke eine Reihe weiter...

Sprich: Ein Relais mit 4kV und Basisisolierung braucht andere Luft- und Kriechstrecken als ein Relais mit 4kV und verstärkter Isolierung.

Jetzt kann man natürlich sagen, das hat der Hongfa einfach nur vergessen anzugeben...
(übrigens läuft meine Anfrage bei Hongfa).
Das kann ich irgendwie nicht glauben. Denn in vielen Datenblättern anderer Typen wird damit auf der Titelseite geworben. Die haben idR dann aber auch mehr als die 4kV, eher in Richtung 5kV (z.B. das HF115F).

Von Finder gibts auch ein interessantes Papier zu dem Thema.

https://www.finder-relais.net/de/Finder ... gen-de.pdf

Insbesondere Seite 6 im PDF.

[Florian]

Dein Beitrag bis zu untenstehenden Punkt entspricht auch meiner Sichtweise.

Sprich: Ein Relais mit 4kV und Basisisolierung braucht andere Luft- und Kriechstrecken als ein Relais mit 4kV und verstärkter Isolierung.

Dieser Satz vermischt verschiedene Aspekte der Isolationskoordination.

Die "4kV rms" beschreiben einen (erfolgreich) durchgeführten Test am Relais: Zwischen Spulenanschüssen und Kontaktsatz des Relais wird eine Wechselspannung mit einer Effektivspannung von 4kV angelegt, der Test dauert üblicherweise 1min und es wird detektiert, ob während des Tests eine Entladung/Überschlag stattfindet. Wenn man nach Norm testet, ist die Zeitdauer und auch die Empfindlichkeit des Detektors vorgeschrieben.
Dieser Test existiert vollkommen unabhängig von dem Konstrukt der "Basisisolierung" oder "verstärkte/doppelte Isolierung".

Von dieser Prüfspannung von 4kV darf man auf eine Stoßspannung von 7,36kV schließen (dein verlinktes PDF, Seite 5, EN 60664-1).

Mit dieser Prüfspannung / Stoßspannung ist man dann im grünen Bereich für eine sichere Netztrennung bei 230V und Überspannungskategorie III, denn 6kV würden reichen (Tabelle 8 im pdf). (Ich benutze lieber sichere Netztrennung als Oberbegriff. Verstärkte/doppelte Isolierung sind Mittel, die sichere Netztrennung zu erreichen.)

Ebenfalls für die sichere Netztrennung wird in deinem pdf, Seite 6 linke Spalte unten, eine Mindestkriechstrecke von 5mm (Verschmutzungsklasse 2) oder 8mm (Verschmutzungsklasse 3) gefordert. Das entspricht in meinem Link dem Bemessungsbeispiel 1b, rechts. Verschmutzungsklasse 2 -> 5mm im Relais. Die Kriechstrecke ist für HFE10 und HFE20 mit 8mm angegeben. (Kontaktform 1C für's HFE10 hätte nur 6mm). Damit sind wir auch save.

Es fehlt tatsächlich die Angabe der Mindestluftstrecke zwischen Spule und Kontakten. Da wäre ich bei einer Stoßspannungsfestigkeit von über 7kV aber recht zuversichtlich, das die 5,5mm eingehalten werden.

Es fehlt zusätzlich die Zusicherung des Herstellers, gegen einfache mechanische Fehler im Relais gewappnet zu sein. (Es löst sich ein Metallteil, es bleibt Basisisolierung bestehen, wie im pdf beschrieben.)

Mehr wird in dem PDF von Finder nicht als Voraussetzung genannt.

Ich halte es immer noch für ausreichend sicher, dass beide Relais eine sichere Netzttrennung zwischen Spule und Kontakten haben.

Ich muss mal wieder meine zerlegten Relais suchen. Seit ich beruflich in der Vergangenheit schlechte Erfahrung mit Relais gesammelt habe, werfe ich immer gerne einen Blick auf die inneren Qualitäten...

[SirSydom]

Freut mich das wir hier eine fachlich fundierte Diskussion führen! Hier kann ich auch noch was lernen!

Du schreibst:

Die "4kV rms" beschreiben einen (erfolgreich) durchgeführten Test am Relais:

Ein Test. Ok. Ich bin bisher davon ausgegangen, das wäre eine Auslegungsgröße - und hab da die "Bemessung-Stoßspannung" gesehen.
Aber mit der Angabe 1min macht deine Ansicht mehr Sinn.

3.9.2
Bemessungs-Stoßspannung
Wert einer Steh-Stoßspannung, der vom Hersteller für ein Betriebsmittel oder für einen Teil davon
angegeben wird und der das festgelegte Stehvermögen seiner zugehörigen Isolierung gegenüber transienten
Überspannungen angibt

Das passt auch zur Tabelle F.1 in der 60664-1, da kommt bei man der angegebenen Funktionsspannung von 250VAC und ÜK III auf die 4000V.

5.1.6
[...]In Bezug auf die Stoßspannungen müssen die Luftstrecken der verstärkten Isolierung aus Tabelle F.2
entsprechend der Bemessungs-Stoßspannung ausgewählt werden, jedoch um eine Stufe höher in der Reihe
der Vorzugswerte von 4.2.3 gegenüber den für Basisisolierung festgelegten Werten.

4.2.3
Die Isolationskoordination verwendet eine bevorzugte Reihe von Werten der Bemessungs-Stoßspannung:
330 V, 500 V, 800 V, 1 500 V, 2 500 V, 4 000 V, 6 000 V, 8 000 V, 12 000 V.

=> 6kV

Nach Tabelle F.2 komme ich mit 6kV und "inhomogenes Feld" auf 5,50mm Luftstrecke.


Das deckt sich mit der Aussage im Finder-Papier. Gut!


Weiterhin: gemäß 60664-1 Tabelle F.5 wären für 6kV eine Prüf-Stoßspannung von 7385V nötig.
Gemäß der Tabelle 7 auf dem Finder-Papier wird das gerade nicht erreicht (aber nur ganz knapp, sehen wir mal darüber hinweg). Komischerweise finde ich die Quelle für diese Tabelle in der 60664-1:2008 nicht wieder!

Damit fühle mich mich bzgl. der Isolation eigentlich ganz wohl.

Es fehlt tatsächlich die Angabe der Mindestluftstrecke zwischen Spule und Kontakten.

Wenn mir auch noch nicht klar ist, wie im Falle dass eben keine Luftstrecke sondern eine feste Isolierung vorhanden ist diese ins Verhältnis zur Luftstrecke gesetzt wird? Einfach - gar nicht?? Das wäre ja eine Erklärung.

Es fehlt zusätzlich die Zusicherung des Herstellers, gegen einfache mechanische Fehler im Relais gewappnet zu sein. (Es löst sich ein Metallteil, es bleibt Basisisolierung bestehen, wie im pdf beschrieben.)

An sich ist diese Anforderung ja absolut plausibel und zu begrüßen.Mir fehlt noch die normative Quelle für diese Anforderung, die 60664-1 ist es nicht. In der VDE 0700-1 hab ich auch auf die Schnelle nichts gefunden.

Klar kann man man ein Relais öffnen, wenn der Hersteller nichts dazu aussagt (bisher noch keine Antwort). Eigentlich zählt nur der Datenblattwert, aber ich denke für und Hobbyisten könnten uns sicher genug sein, dass der interne Aufbau so bleibt wie er aktuell ist.
Muss bei Gelegeneit mal eins besorgen...