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Sicherungen bei Dimmaktoren

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    Sicherungen bei Dimmaktoren

    Hallo Kollegen,

    nachdem ein Kurzschluss einen Dimmkanal unbrauchbar machte, habe ich diesen Vorfall einmal zum Anlass genommen, mir die "Sicherungsstrategien" zweier Hersteller gegen Überstrom und Kurzschluss genauer anzusehen. So werben die Hersteller bei ihren aktuellen Dimmaktoren damit, dass diese einen reversiblen Schutz gegen Überlast mitbringen. Auch sollen sie teilweise (einen für meinen Fall zutreffenden) Kurzschlußschutz mitbringen.

    Im Datenblatt des betreffenden Dimmaktors ist der Überlast-/Kurzschlussschutz als Merkmal ausgewiesen:

    MDT AKD-0401.02 Datenblattauszug.GIF
    Und im Technischen Handbuch wird sogar davon gesprochen, dass die Störung (hier: Kurzschluss) durch einfaches AUS/EIN Schalten oder durch einen manuellen Reset behoben werden kann:

    MDT AKD-0401.02 THB Kurzschluss beseitigen.GIF
    Jedoch ließ sich der Fehler nicht wie oben beschrieben beheben und der Kanal meldete nach dem Reset als Fehlermeldung weiterhin, dass "keine Spannung anliegend" sei. Nun gut, reversibel scheint der Kurzschluss also nicht zu sein. So vermutete ich eine ausgelöste Sicherung, öffnete das Gerät und schaute einmal genauer hinein. Sofort sticht ein teilweise verdampftes Bauteil und Schmauchspuren um dieses Bauteil ins Auge:

    MDT ADK-0401.02 verdampfter Widerstand.png
    ...und ein Schadensbild, das einem einen größeren Schaden vermuten lässt - hierzu gleich mehr. Ein Vergleich mit den noch funktionierenden Dimmkanälen zeigte, dass es sich bei dem verdampften Bauteil um einen niederohmigen Widerstand von 56 mOhm handelte, der in jedem einzelnen Dimmkanal wohl als Sicherungselement fungiert.
    Nachdem ich den Widerstand ersetzte und ein Funktionstest durchführte, musste ich feststellen, dass sich das Fehlerbild nicht geändert hat und der Dimmkanal nach wie vor tot ist. Der Fehler lässt sich also nicht durch den verhältnismäßig einfachen Tausch des "Sicherungs-"Widerstands beheben, womit ich den Überlast-/Kurzschlussschutz grundsätzlich in Frage stelle. Die Rückmeldung des Herstellers auf dieses Problem war, dass man den "Kurzschlusschutz" aus der Dokumentation herausnehmen wird und, so habe ich das verstanden, wird hingegen der Überlastschutz in der Dokumentation verbleiben.
    Die externe Absicherung ist gemäß Montageanweisung mit max. 10A angegeben - ein Stromfluss von 10A wird aber wahrscheinlich ein ähnliches Fehlerbild nachsichziehen. Denn der Widerstand wird bei dieser möglichen Überlast die Leistung von 5,6W nicht verkraften, ebenfalls schlicht verdampfen und ebenfalls umliegende Bauteile und Leiterbahnen in Mitleidenschaft ziehen. Somit wird auch ein Überstrom einen irreversiblen Schaden im Dimmer anrichten, der nicht durch einen Reset behebbar sein wird. Persönlich bin ich der Überzeugung, dass für diesen Anwendungsfall / diese Leistungen ein niederohmiger Widerstand grundsätzlich keine geeignete Sicherung darstellen kann. Vielleicht können die Hardwareentwickler hierzu etwas mehr sagen.
    Es würde mich freuen, wenn der Hersteller diesen Thread zum Anlass nimmt, anstelle der Widerstände künftig echte Sicherungen zu verbauen.


    Zum Vergleich habe ich mir einmal einen gerade greifbaren aktuellen Dimmer eines anderen Herstellers angesehen. Dieser wirbt mit einer elektronischen Überlastabschaltung und einer zusätzlichen irreversiblen Temperatursicherung:

    Weinzierl KNX IO 530 Datenblattauszug.GIF
    Die elektronische Überlastabschaltung hätte für diesen Fehlerfall natürlich auch nicht gegriffen. Genauer hineingeschaut wurde dem Dimmkanal aber eine richtige thermische Sicherung mit einem Auslösestrom von 3A spendiert:

    Weizierl KNX IO 530 Temperatursicherung.JPG
    Einen Kurzschluss wollte ich hier jetzt nicht testen, jedoch könnte ich mir vorstellen, dass hierdurch kein kapitaler Schaden entsteht sondern lediglich die Temperatursicherung auslöst.
    Gruß
    Frank

    Soziologen sind nützlich, aber keiner will sie. Bei Informatikern und Administratoren ist es umgekehrt.

    #2
    Interessanter Beitrag, Frank!

    Zitat von evolution Beitrag anzeigen
    Persönlich bin ich der Überzeugung, dass für diesen Anwendungsfall / diese Leistungen ein niederohmiger Widerstand grundsätzlich keine geeignete Sicherung darstellen kann.
    Ist das ein Dimmer der .2 Generation? Dann würde ich vermuten, daß dieser Widerstand der Strommessung dient, für die im Dimmer aktivierbare Wirkleistungsmessung.

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      #3
      Zitat von evolution Beitrag anzeigen
      einen niederohmigen Widerstand von 56 mOhm handelte, der in jedem einzelnen Dimmkanal wohl als Sicherungselement fungiert.
      mit einem Widerstand kann man keinen Halbleiter schützen

      Zitat von evolution Beitrag anzeigen
      Denn der Widerstand wird bei dieser möglichen Überlast die Leistung von 5,6W nicht verkraften, ebenfalls schlicht verdampfen und ebenfalls umliegende Bauteile und Leiterbahnen in Mitleidenschaft ziehen.
      Das würde ich auch so sehen...

      Zitat von 6ast Beitrag anzeigen
      Dann würde ich vermuten, daß dieser Widerstand der Strommessung dient, für die im Dimmer aktivierbare Wirkleistungsmessung
      Hmmm... würde aber bei ein paar Ampere überlastet, wie Frank richtig bemerkt

      Zitat von evolution Beitrag anzeigen
      Es würde mich freuen, wenn der Hersteller diesen Thread zum Anlass nimmt, anstelle der Widerstände künftig echte Sicherungen zu verbauen.
      Leider kann man mit Sicherungen auch keine modernen Halbleiter schützen. Das ging früher noch mit Thyristoren und Triac, aber mit MOSFET's etc geht das nicht mehr...

      Zitat von evolution Beitrag anzeigen
      Die Rückmeldung des Herstellers auf dieses Problem war, dass man den "Kurzschlusschutz" aus der Dokumentation herausnehmen wird und, so habe ich das verstanden, wird hingegen der Überlastschutz in der Dokumentation verbleiben.
      Im Prinzip kann man mit MOSFETS recht gut einen elektronischen Schutz gegen einen schnell ansteigenden Kurzschlusstrom realisieren, wenn man den ganzen Schaltkreis unter Kontrolle hat.

      Ein elektronischen Schutz für den sich nur langsam verändernden Betriebsstrom ist elektronisch auch gut machbar. Das grosse Problem ist die Beherrschung aller Zustände dazwischen, also wenn der Kurzschlussstrom eher langsam ansteigt, dies wird durch externe Induktivitäten beeinflusst.

      Es muss dann aber auch ein Ueberspannungsschutz vorhanden sein, welcher die - infolge der Leitungs- oer Lastinduktivitäten - bei Abschalten auftretende Ueberspannung "schluckt". Dies für beliebig grosse Lastinduktivitäten auszulegen ist aber auch wieder schwierig.

      Insgesamt ein komplexes Thema, mit welchem ich mich >25 Jahre professionell beschäftigt habe... insgesamt wundert mich so ein Ausfallbild nicht.

      Ok, mit massiver Ueberdimensionierung kriegt man viel hin, aber das geht dann wirklich in die Kosten...

      Zitat von evolution Beitrag anzeigen
      jedoch könnte ich mir vorstellen
      das bringt uns hier nicht weiter!
      Zuletzt geändert von concept; 10.01.2020, 13:19.
      gemäss forenregeln soll man bitte und danke sagen! also: bitte und danke!

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        #4
        Zitat von concept Beitrag anzeigen
        Hmmm... würde aber bei ein paar Ampere überlastet, wie Frank richtig bemerkt
        Ja, bei andauerndem Überstrom. Im Normalbetrieb bei 250W (Maximallast) wären es 1.1A und 68mW am Widerstand.

        Die berechtigte Frage ist, wie die Überlastabschaltung gedacht und gemacht ist.

        Was die von Frank offenbar eingesetzte falsche Absicherung betrifft (10A vs. 16A) ist der Unterschied immerhin Faktor 2,5 für die Leistung am Widerstand. Wobei im Kurzschlußfall wohl kaum der Nennstrom des LS anzusetzen ist, sondern ein viel höherer Wert, bis der schnelle magnetische Auslöser des LS greift.

        Kommentar


          #5
          Zitat von 6ast Beitrag anzeigen
          Was die von Frank offenbar eingesetzte falsche Absicherung betrifft (10A vs. 16A)
          Wie kommst du darauf?
          Gruß
          Frank

          Soziologen sind nützlich, aber keiner will sie. Bei Informatikern und Administratoren ist es umgekehrt.

          Kommentar


            #6
            Na deshalb:

            Zitat von evolution Beitrag anzeigen
            Die externe Absicherung ist gemäß Montageanweisung mit max. 10A angegeben - ein Stromfluss von 10A wird aber wahrscheinlich ein ähnliches Fehlerbild nachsichziehen.
            Du hast dir ja große Mühe gegeben, zu texten, daß bei 10A Absicherung der gleiche Schaden entstanden wäre.

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              #7
              Zitat von 6ast Beitrag anzeigen
              Ja, bei andauerndem Überstrom. Im Normalbetrieb bei 250W (Maximallast) wären es 1.1A und 68mW am Widerstand.

              Was die von Frank offenbar eingesetzte falsche Absicherung betrifft (10A vs. 16A) ist der Unterschied immerhin Faktor 2,5 für die Leistung am Widerstand
              Ich denke, die 10A Absicherung sind auch nur dazu da, um Schlimmeres zu verhindern, wenn die Halbleiter schon durchlegiert sind. Wie ich schon oben gesagt habe, mit Sicherungen kann man keine modernen Halbleiter schützen...
              Zuletzt geändert von concept; 10.01.2020, 14:15. Grund: Typo
              gemäss forenregeln soll man bitte und danke sagen! also: bitte und danke!

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                #8
                Zitat von 6ast Beitrag anzeigen
                Du hast dir ja große Mühe gegeben, zu texten, daß bei 10A Absicherung der gleiche Schaden entstanden wäre.
                Nein, das ist natürlich eine falsche Annahme. Ich habe damit vielmehr zum Ausdruck gebracht, dass der Widerstand auch bei einem zulässigen Strom von 10A verdampft wäre.
                Gruß
                Frank

                Soziologen sind nützlich, aber keiner will sie. Bei Informatikern und Administratoren ist es umgekehrt.

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                  #9
                  Zitat von evolution Beitrag anzeigen
                  Ich habe damit vielmehr zum Ausdruck gebracht, dass der Widerstand auch bei einem zulässigen Strom von 10A verdampft wäre.
                  Und warum wäre bei einem 250W-Dimmer ein Strom von 10A zulässig?

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                    #10
                    Zitat von 6ast Beitrag anzeigen
                    Und warum wäre bei einem 250W-Dimmer ein Strom von 10A zulässig?
                    Warum schaust nicht ins THB Kapitel 2.2.2? Da steht das Anschlussschema.

                    Die von dir gestellte Frage ist viel interessanter:
                    Zitat von 6ast Beitrag anzeigen
                    Die berechtigte Frage ist, wie die Überlastabschaltung gedacht und gemacht ist.
                    Gruß
                    Frank

                    Soziologen sind nützlich, aber keiner will sie. Bei Informatikern und Administratoren ist es umgekehrt.

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                      #11
                      Zitat von evolution Beitrag anzeigen
                      ch habe damit vielmehr zum Ausdruck gebracht, dass der Widerstand auch bei einem zulässigen Strom von 10A verdampft wäre.
                      Na ja, kommt drauf an, wie lange die 10 A fließen. Ich würde auch mal vermuten, daß der 56 mOhm Widerstand als Shunt zur Strommessung verwendet wird, nicht primär als Sicherung. Wenn die Schaltung dann schnell genug abschaltet, dann kann der Widerstand die Wärmeenergie noch unbeschadet aufnehmen. Blöd ist es nur, wenn die Abschaltung zu lange dauert und der Leistungshalbleiter in der Zeit bis zum Abschalten durchlegiert. Dann ist es halt nichts mehr mit abschalten ...
                      Und das so auszulegen, daß es unter allen Umständen sicher funktioniert ist eben nicht trivial.
                      I am hoping the Internet of Incompatible Things mitigates the bad effects of the Internet of Insecure Things.

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                        #12
                        Zitat von hthoma Beitrag anzeigen
                        Und das so auszulegen, daß es unter allen Umständen sicher funktioniert ist eben nicht trivial.
                        Du hältst das aber grundsätzlich für möglich, Herbert?
                        Gruß
                        Frank

                        Soziologen sind nützlich, aber keiner will sie. Bei Informatikern und Administratoren ist es umgekehrt.

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                          #13
                          iGude,

                          entscheidend für den Kurzschlussstrom ist doch nicht Primär die Vorsicherung, sondern u.A. die Energiebegrenzungsklasse der Vorsicherung sowie das verhältniss R/X.
                          Ich bin auf dem Gebiet der Kurzschlussberechnung kein Experte, habe aber viel mit Lichtbogenenergieberechnung im letzten halben Jahr gemacht und dazu ist der Kurzschlussstrom notwendig.

                          Ein Kurzschlussschutz für Elektronik kann man den aufgrund der unterschiedlichen Netzverhältnisse überhaupt so realisieren?
                          Ich vermute, dass es ein Überlastschutz ist, wie im zweiten bild. Kurzschluss ist falsch im ersten....
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                            #14
                            Zitat von evolution Beitrag anzeigen
                            Du hältst das aber grundsätzlich für möglich, Herbert?
                            Im Prinzip ja, aber:

                            Zitat von concept Beitrag anzeigen
                            Im Prinzip kann man mit MOSFETS recht gut einen elektronischen Schutz gegen einen schnell ansteigenden Kurzschlusstrom realisieren, wenn man den ganzen Schaltkreis unter Kontrolle hat.

                            Ein elektronischen Schutz für den sich nur langsam verändernden Betriebsstrom ist elektronisch auch gut machbar. Das grosse Problem ist die Beherrschung aller Zustände dazwischen, also wenn der Kurzschlussstrom eher langsam ansteigt, dies wird durch externe Induktivitäten beeinflusst.

                            Es muss dann aber auch ein Ueberspannungsschutz vorhanden sein, welcher die - infolge der Leitungs- oer Lastinduktivitäten - bei Abschalten auftretende Ueberspannung "schluckt". Dies für beliebig grosse Lastinduktivitäten auszulegen ist aber auch wieder schwierig.
                            In so einem Dimmaktor hast Du dann ja auch noch so Randbedingungn wie Kosten und Platzbedarf.
                            I am hoping the Internet of Incompatible Things mitigates the bad effects of the Internet of Insecure Things.

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                              #15
                              hthoma Das bedeutet also, dass die Realisierung eines Kurzschluss-/Überspannungsschutzes mit unverhältnismüßig hohen Kosten verbunden ist, weswegen man bei Dimmaktoren üblicherweise davon absieht?
                              Gruß
                              Frank

                              Soziologen sind nützlich, aber keiner will sie. Bei Informatikern und Administratoren ist es umgekehrt.

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