© 2008 Eaton Corporation. All rights reserved. IZMX Auslöseelektronik Ralf Nikolic/ PM ACB (offene Leistungsschalter) 16.Dezember 2011 www.eaton.com/seriesnrx.

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1 © 2008 Eaton Corporation. All rights reserved. IZMX Auslöseelektronik Ralf Nikolic/ PM ACB (offene Leistungsschalter) 16.Dezember 2011 www.eaton.com/seriesnrx PPT zum Download auf dem FTP Server im Bereich EMEA:

2 2 2 Auslöselektronik 1. Übersicht zum Thema Auslöseelektronik

3 3 3 Auslöselektronik

4 4 4 A-Type 520 LI V-Type 520 LSI(G) U-Type 520M LSI(G) P-Type 1150 LSI(G/A) Grundfunktionen und Zusatzfunktionen Auslöselektronik Grundauswahl Beispiel: IZMX40H3-A32W Anlagenschutz Selektivschutz Universalschutz Professionalschutz

5 5 5 Katalog-Übersicht Seite 6

6 6 6 Katalog-Übersicht Seite 7

7 7 7 Auszug: Katalog-Bestellseite für weitere Zusatzfunktionen Seite 38 bis 40

8 8 8 Digitrip Auslöseelektroniken Bilder von Varianten Digitrip 520 - Typ A / VDigitrip 520M - Typ U Digitrip 1150i - Typ P

9 9 9 Bilder: IZMX..A, V (Digitrip 520) Varianten mit Zusatzfunktionen V V mit Erdschlussschutz G A

10 10 Bilder: IZMX..U (Digitrip 520M) Varianten mit Zusatzfunktionen

11 11 Bilder: IZMX.. U mit ARMS (Digitrip 520M) V mit ARMS V mit ARMS und Erdschlussschutz G V mit ARMS und Erdschlussalarm A Varianten mit Zusatzfunktionen

12 12 2. Übersicht der Auslöseelektronik von oben nach unten IZMX16 und IZMX40 Leistungsschalter Digitrip Auslöseelektroniken

13 13 Plombierbare durchsichtige Frontabdeckung: Standardmäßige plombierbare Abdeckung NEU Durch Plombierung der Befestigungsschrauben kann die Frontabdeckung nicht mehr entfernt werden. Dadurch sind Die eingestellten Schutzparameter nicht mehr veränderbar. IZMX16 und IZMX40 Leistungsschalter Digitrip Auslöseelektroniken Auslöseelektroniken: Gleiche Funktionen für alle Auslöser

14 14 IZMX16 und IZMX40 Leistungsschalter Digitrip Auslöseelektroniken Reset-Knopf: zeigt an, wenn eine Schutzfunktion der Auslöseelektronik abgeschaltet hat Sicherheit: Muss vor dem Wiedereinschalten quittiert (Reset) werden Optional: - Automatisches RESET - Fern RESET (Magnetspule, unterschiedliche Spg.) NEU Auslöseelektroniken: Gleiche Funktionen für alle Auslöser

15 15 IZMX16 und IZMX40 Leistungsschalter Digitrip Auslöseelektroniken Prüfbuchse: für den Anschluss an das Testgerät IZM-TEST-KIT oder IZM-SIM-KIT Auslöseelektroniken: Gleiche Funktionen für alle Auslöser Testgeräte sind jeweils für die Reihen IZMX und IZM26 geeignet.

16 16 IZMX16 und IZMX40 Leistungsschalter Digitrip Auslöseelektroniken Bemessungsstrommodul unabhängig vom internen Stromwandler steckbar / austauschbar bestimmt den Nennstrom I n des IZM Nennstrombereich In: 200A-4000A geeignet für alle Auslöser: - Anlagenschutzauslöser - Selektivschutzauslöser - Universalschutzauslöser - Professionalschutzauslöser Bitte beachten: Alle Einstellungen auf In beziehen sich auf den In des Bemessungsstrommoduls! Auslöseelektroniken: Gleiche Funktionen für alle Auslöser NEU Bei nachträglicher Bestellung: Der Nennwert des Bemessungsstrommoduls darf nur kleiner (oder gleich) dem Bemessungsstrom des Basisgerätes sein. (Safety: Ist durch Kodierung sicher gestellt)

17 17 IZMX16 und IZMX40 Leistungsschalter Digitrip Auslöseelektroniken Auslöseelektroniken: Gleiche Funktionen für alle Auslöser Differenzierte Ausgelöstmeldung Anzeige der Auslöseursache durch LED. Unterscheidet: - Überlastauslösung - Kurzschlussauslösung (verzögert) - Kurzschlussauslösung (unverzögert) - Erdschlussauslösung Durch betätigen der „Reste“ Taste wird die LED-Meldung zurück gesetzt.

18 18 Weitere LED Signalisierungen für A, V, U (Digitrip 520/520M) STATUS LED AUS – Auslöseelektronik ohne Spannung AN, grün – Aktivierungsschwelle nicht erreicht bzw. keine ext. Spannungsversorgung AN, blinkt grün – OK, Microprozessor läuft AN, blinkt rot / orange – ERROR: Auslöseaktor nicht angeschlossen, ROM oder RAM Fehler, Kalibrierungsfehler, Einschaltauslöseschalter nicht richtig erkannt I (INST) LED Blinkt rot – unverzögerte Kurzschlussauslösung, Einschaltauslösung, ARMS-Auslösung Blinkt orange – Bemessungssstrommodul fehlt oder defekt L (LONG) LED Blinkt rot - Überlastauslösung Blinkt orange – Übertemperaturauslösung S (SHORT) LED Blinkt rot – Kurzzeitverzögerte Kurzschlussauslösung Blinkt orange – Fehlerhafte Position des Schalter in der Kassette Überlast-Vorausalarm LED Blinkt rot – Strom hat 85% des eingestellten Überlastauslösers erreicht G (Erdschlussschutz) LED Blinkt rot – Erdschlussschutzauslösung A (Erdschluss-Alarm) LED Blinkt rot – Erdschlussfehlerlevel erreicht bzw. überschritten NEU oder

19 19 IZMX16 und IZMX40 Leistungsschalter Digitrip Auslöseelektroniken Auslöseelektroniken: Gleiche Funktionen für alle Auslöser Battery = Akku – damit kann die Auslöseursache nach Schalterauslösung über mehrere Tage abgerufen werden. Test der Batterie bzw. Rücksetzen der Auslöse - LED LED für Batterie -Test

20 20 IZMX16 und IZMX40 Leistungsschalter Digitrip Auslöseelektroniken Auslöseelektroniken: Gleiche Funktionen für alle Auslöser 3. Einstellen der Schutzparameter

21 21 Verzögerter Kurzschluß (S) Alle Stromeinstellungen Unverzögerter Kurzschluß (I) Alle Zeiteinstellungen Überlastschutz (L) LED‘s für Auslöse- ursache Digitrip Auslöseelektroniken „Einstieg“ - Einstellen der Schutzparameter

22 22 Digitrip Auslöseelektroniken „Einstieg“ - Einstellen der Schutzparameter Zeit (t) Strom (I) L S I 100-500ms 2-24s Ir=0,5-1 xIn 2-10 xIn 2-12 xIn und OFF In=4000A 6xIr Beispiel,Ir=0,5: 1xIr (=2000A) (=12000A)

23 23 Auslösekennlinien – Überlast- und kurzzeitverzögerter Kurzschlussschutz t / s 10 2 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 I/I r 3 4 20 1106 4 L (I) = 1.0x L (t) = 4 s S (I) = 4x S (t) = Flach S (t) = 0.3s I = Off Ir = (L) x In = 1.0 x 1000A = 1000A In = Bemessungsstrom Ir = Max Bemessungs- dauerstrom

24 24 t / s 10 2 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 I/I r Ir = 1.0 x 1000A = 1000A Ir = 0.9 x 1000A = 900A 3 4 20 1106 Ir = 0.5 x 1000A = 500A L (I) = 1.0 L (t) = 4 s S (I) = 4 S (t) = Flach S (t) = 0.3s INST = Off L (I) = 0.9 L (t) = 4 s S (I) = 4 S (t) = Flach S (t) = 0.3s INST = Off L (I) = 0.5 L (t) = 4 s S (I) = 4 S (t) = Flach S (t) = 0.3s INST = Off 4 Auslösekennlinien – Überlast- und kurzzeitverzögerter Kurzschlussschutz

25 25 t / s 10 2 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 I/I r Ir = 1.0 x 1000A = 1000A Ir = 1.0 x 1600A = 1600A 3 4 20 1106 L (I) = 1.0x L (t) = 4 s S (I) = 4x S (t) = Flat S (t) = 0.3s INST = Off L (I) = 1.0x L (t) = 10 s S (I) = 4x S (t) = Flach S (t) = 0.3s INST = Off 4 1600A Auslösekennlinien – Überlast- und kurzzeitverzögerter Kurzschlussschutz

26 26 t / s 10 2 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 I/I r Ir = 1.0 x 1000A = 1000A 3 4 20 1106 L (I) = 1.0x L (t) = 4 s S (I) = 4x S (t) = Flach S (t) = 0.3s INST = Off L (I) = 1.0x L (t) = 4 s S (I) = 10x S (t) = Flach S (t) = 0.3s INST = Off 4 Auslösekennlinien – Überlast- und kurzzeitverzögerter Kurzschlussschutz

27 27 t / s 10 2 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 I/I r Ir = 1.0 x 1000A = 1000A 3 4 20 1106 L (I) = 1.0x L (t) = 4 s S (I) = 4x S (t) = Flach S (t) = 0.3s INST = Off L (I) = 1.0x L (t) = 4 s S (I) = 4x S (I) = Flach S (t) = 0.5s INST = Off 4 Auslösekennlinien – Überlast- und kurzzeitverzögerter Kurzschlussschutz

28 28 t / s 10 2 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 I/I r Ir = 1.0 x 1000A = 1000A 3 4 20 1106 L (I) = 1.0x L (t) = 4 s S (I) = 4x S (t) = Flach S (t) = 0.3s INST = Off 4 L (I) = 1.0x L (t) = 4 s S (I) = 4x S = I 2 t S (t) = 0.3s INST = Off Auslösekennlinien – Überlast- und kurzzeitverzögerter Kurzschlussschutz

29 29 Auslösekennlinien – unverzögerter Kurzschlussschutz t / s 10 2 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 I/I r Ir = 1.0 x 1000A = 1000A 3 4 20 1106 L (I) = 1.0x L (t) = 4 s S (I) = 4x S (t) = Flach S (t) = 0.3s INST = Off L (I) = 1.0x L (t) = 4 s S (I) = 4x S (t) = Flach S (t) = 0.5s INST = Off L (I) = 1.0x L (t) = 4 s S (I) = 4x S (t) = Flach S (t) = 0.5s INST = 10x 4 Kann in dieser Kennlinie nicht integriert werden, da der unverzögerte Kurzschlussschutz ein vielfaches des Bemessungsstroms I n ist.

30 30 Auslösekennlinien – unverzögerter Kurzschlussschutz t / s 1.0 0.2 0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 I/I n 0.3 0.4 2.0 1106 L (I) = 1.0x L (t) = 4 s S (I) = 4x S (t) = Flach S (t) = 0.5s INST = 10x 4 0.5

31 31 Katalog Haupt - Zusatzfunktionen (G) Erdschlussschutz (A) Erdschlussalarm (M) ARMS (Z) Zonenselektivität 4. Katalog Zusatzfunktionen Seite 38 bis 40

32 32 Katalog (G) Erdschlussschutz Netzformen und Erdung Stern ungeerdet Dreieck ungeerdet Dreieck geerdet Stern geerdet Stern über Widerstand geerdet Dreieck geerdet L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 N N

33 33 Erdschlussschutz - Varianten 1. Erdstrom- Messung am Sternpunkt bzw. Betriebserder 2. Strommessung der Außenleiter und Errechung der vektoriellen Summe der Einzelströme Last 3 Phasen + N Netz 4. Erdfehler- Messung 3. Summenstrom- Messung

34 34 Variante 2. (bei 3poligen Schaltern) Externer Stromwandler für den N-Leiter Externer Stromwandler für IZMX40 (IZMX-CT40-N) Externer Stromwandler für IZMX16 (IZMX-CT16-N) Erforderlich: Externe Wandler - werden auf die Reihenklemmen 15 und 16 verdrahtet Zwischenwandler mit Kupferstück

35 35 Variante 1. Messung am Betriebserder Sternpunkt oder 3. Summenstromwandler 3. Nur für IZMX16 1. Für IZMX16 und IZMX40 Typ: IZMX-EFS Erforderlich: Externer Wandler - wird jeweils auf die Reihenklemmen 17 und 18 verdrahtet. Dabei muss 19 und 20 gebrückt werden.

36 36 Katalog (A) Erdschlussalarm Wie Erdschlussschutz – nur erfolgt keine Auslösung bei erreichen des eingestellten Wertes sondern über einen Kontakt eine Meldung.

37 37 Katalog (M) ARMS ARMS = Arc Reduction Maintenance System von EATON patentiert

38 38 ohne ARMS mit ARMS IZMX16 und IZMX40 Leistungsschalter Digitrip Auslöseelektroniken ARMS beschleunigt die Abschaltung im Fehlerfall und reduziert damit die freiwerdende Energien: Strahlung, Temperatur, Druck, Kräfte der Magnetfelder Zusätzlicher Personenschutz im Wartungsfall

39 39 ARMS Arc Reduction Maintenance System IZMX16 / IZMX40 ARMS kann vor Wartungsarbeiten an der Auslöseelektronik aktiviert werden oder automatisch durch einen externen Kontakt an Klemme 33, 34 aus der Ferne – z.B. an der Türe des Schaltraumes. Dabei meldet eine LED die Aktivierung vor Ort oder an den Klemmen 11, 12 ein Leuchtmelder in die Ferne. Dann wir durch einen Bypass die Logik im Prozessor umgangen und die Auslösezeit noch mal stark verkürzt. Eine Steuerspannung von 24 VDC (+, -10%) an den Klemmen 21, 22 ist erforderlich. Stichwort: Digitales Fernsehn benötigt zusätzliche Zeit zum umrechnen.

40 40 Katalog (Z) Zonenselektivität Zonenselektivität (ZSI) ist laut IEC/TR 61912-2 genormt Der Ausdruck “Zonenselektivität” beschreibt das Erreichen einer Selektivität zwischen Leistungsschaltern mit einer sehr kurzen Auslösezeit für den Leistungsschalter der sich am nächsten an der Fehlerstelle befindet.

41 41 Zonenselektivität Es gibt verschiedene Schutz“zonen“ die im Verteilungssystem gebildet werden (Bild nä. S.). ZSI funktioniert bei Kurzschluss, Erdschluss oder beidem. ZSI wird angewendet wenn die Zeitselektivität zwischen Leistungsschaltern zu hohe Energien durch lange Verzögerungszeiten zulassen. Jeder Schalter muss eine ZSI taugliche Auslöseelektronik haben, um an der Zonenselektivität teilzunehmen.

42 42 Zonenselektivität Beispiel 3 2 1 ZSI Zone 1 Zone 2 Zone 3 CB2 t sd =200ms CB3 t sd = 200ms CB5 t sd =100ms CB4 t sd = 100ms CB1 t sd = 300ms M

43 43 5. Weitere Informationen IZMX16 und IZMX40 Leistungsschalter Digitrip Auslöseelektroniken

44 44 Das elektronische thermische Gedächtnis der Digitrip Auslöseelektronik simuliert das Verhalten eines Bimetallauslösers. Im Ergebnis wird das thermische Verhalten eines Verteilungssystems simuliert, um eine thermische Überlastung durch Vorerwärmung nach mehrmaligen Überlastauslösungen zu verhindern. Das thermische Gedächtnis wird bei wiederholter Überlast zu beschleunigten Auslösungen führen! Thermisches Gedächtnis

45 45 Thermisches Gedächtnis A, V, U- Elektronik Thermisches Gedächtnis wird aktiviert durch entfernen der Brücke (Jumper) P-Elektronik durch Programmeinstellung

46 46 Austausch der Elektroniken im Feld Sockellösung Der Sockel enthält „das Wissen über den Schalter“ für IZMX16 und IZMX40, Schaltvermögen, Bemessungskurzzeitfestigkeit Icw, max. Strom, Einschaltauslösegrenze.. und gehört damit fest zum Schalter. Informiert die Auslöseelektronik über die Bemessungskurzzeitstromfestigkeit I CW und über die Einschaltauslösegrenze Unverwechselbarkeit in Verbindung mit dem Bemessungsstrommodul Aufnahmesockel für die Auslöseelektronik Enthält die Batterie, welche die Speicherung des Auslösegrunds ermöglicht Batterietest- und Reset-Knopf. Die Intensität der Batterie-LED gibt die Ladung der Batterie an. Den Knopf gedrückt halten um den Grund der Auslösung zurückzusetzen. Die Elektroniken sind im Feld einfach und jetzt sicherer austauschbar. Wandlerverbindungen sind nicht mehr zu beachten. Sockel

47 47 Rogowskispulen IZMX40 Sensor 4000A IZMX16 Sensor 1600A Der Vorteil der Rogowski- Stromwandler ist, dass sie keinen Eisenkern haben, der magnetisch gesättigt werden könnte. Damit sind sie über einen extrem weiten Bereich linear und man kann in diesen Strombereich präzise messen. Der Wandler besitzt eine zusätzliche Spule die Auslöseelektronik mit Energie zu versorgen.

48 48 – IZMX.. U mit Display (Digitrip 520M) Anzeigen im Display: PH1, 2, 3 = Strom (A) der Phasen L1, 2, 3 PH4 = N - Neutralleiterstrom PH5 = G - Erdschlussstrom HI = Höchster gemessener Phasenstrom OL = Ströme die zur Überlastauslösungen führten (first in first out) Scroll Knopf drücken um die Stromwerte anzuzeigen HL = Phasenstrom bei 85% des Überlastschutzlevel (I r ) Einstellung. HELP = Auslöseelektronik ist nicht kalibriert. 9999 = Größter Wert der Anzeige.

49 49 P-Elektronik (Digitrip1150) 6. Die neue High End Auslöseelektronik P (Professional) NEU „Alle bekannten Funktionen bei einfacher Bedienung“ „Individualisierung vor Ort…. oder mittels Kommunikationsbus in die Ferne“

50 50 P-Elektronik (Digitrip1150) mit hochauflösendem, modularem…..farbgrafik Display

51 51  Neue Hardware Plattform —  Digitaler Signal Prozessor – 120MHz (bisher 4MHz)  Minimal 64 Abtastwerte in jedem Zyklus pro Phase jeweils für Strom und Spannung.  Neuer Analoge Messtechnik, entwickelt für höhere Genauigkeit (< 2% für Messwertgeber und Auslösezeiten).  Messungen haben jetzt eine Genauigkeit vom 1% auf den MESSWERT.  Farbgrafikdisplay  Phase-Neutral Spannungsmessung.  Flexible Kommunikation P-Elektronik (Digitrip 1150i) weitere technische Informationen

52 52 Verbesserte Messwerterfassung Beispiel: 1% des Nennstroms = +/- 40A 1% des Messwerts = +/- 1A Input of 100A 4000A Schalter 60A 140A 101A99A Markt Standard IZMX Digitrip 1150i 100.1A99.9A Präzisions-Messgeräte (PMX) Meter Extra Wiring CT’s Special Bus Bar Die verbesserte Messwerterfassung führt dazu das Messeinrichtungen in der Schaltanlage eingespart werden können. Dies kann Kosten und Installationszeit sparen.

53 53 P-Elektronik (Digitrip 1150i) Bedienung über Taster/Display – Hauptmenü 1. 2. „Alle bekannten Funktionen bei einfacher Bedienung“

54 54 P-Elektronik (Digitrip 1150i) Bedienung über Taster/Display - Einstellmöglichkeiten „Individualisierung vor Ort…. oder mittels Kommunikationsbus in die Ferne“

55 55 Externe Spannungsversorgung für P- Elektronik bei IZMX16 (standard) IZMX16 (NF) One PT module supplies 16 breaker Bis 690Vac, Ein PT Modul für bis zu16 Schalter Schalter integriert Kompaktes Gehäuse Für DIN Schienen Montage geeignet

56 56 Hervorzuhebende Funktionen der P-Elektronik: Schutzrelais-Einheit Benutzer ein/aus mit Zeitverzögerung Anpassbare Unter/Über-Spannungauslösung (Trip od. Alarm) Anpassbare Unter/Über-Frequenzauslösung (Trip od. Alarm) Spannungsschwankungen (Trip od. Alarm) Rückleistungsauslösung (Rückwattrelais Funktion) Phasendrehung (Alarm) P-Elektronik (Digitrip 1150i) Weitere Schutzfunktionen - Einstellmöglichkeiten

57 57 Digitrip 1150i I 2 t / I 4 t Kennlinie I 2 t Kennlinie I 4 t Kennlinie

58 58 Steigungsauswahl I 2 t I 4 t IEC A (Normal invers) IEC B (Sehr invers) IEC C (Extrem invers) P-Elektronik (Digitrip 1150i) Kennlinie / Einstellmöglichkeiten

59 59 „Interfaces“ ModbusRTU Slave PROFIBUS-DP V0 Slave Ethernet ModbusTCP i.V. SMTP Mail http(s) WebServer IZM IZMX 16/40 MCAM ECAM PCAM ICAM IncomBUS (USA) Kommunikation

60 60 IZMX Kommunikationsmodule  Flexible Kommunikationsplattform —  Modbus RTU  PROFIBUS DP  Ethernet  Module / Adressen verbleiben an der Kassette  Befehle “EIN” und “AUS” über Kommunikations-Bus  +24 Volt DC Versorgungsspannung  Für U- und P-Elektronik (Digitrip 520M, 1150i) geeignet

61 61 Kommunikation EIN- und AUSschalten über den Bus Das Kommunikationsmodul hat Anschlüsse für die Einschaltspule und den Arbeitsstromauslöser Einschaltspule SR und Arbeitsstromauslöser ST im Schalter

62 62 IZMX Kommunikationsmodul Installation

63 63 IZMX16 und IZMX40 Lasttrennschalter ohne Auslöseelektronik Lasttrennschalter INX… Ohne Auslöseelektronik Ohne interne Wandler Mit Einschaltauslöser

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