Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1 Für ungeerdete AC-, DC- und gemischte AC/DC-Systeme bis zu U n = 250 V AC und 300 V DC

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1 Datenblatt Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1 Für ungeerdete AC-, DC- und gemischte AC/DC-Systeme bis zu U n = 250 AC und 300 DC Das Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1 dient zur Überwachung des Isolationswiderstands nach IEC in ungeerdeten IT AC-Systemen, IT AC-Systemen mit galvanisch verbundenen DC-Kreisen oder ungeerdeten IT DC-Systemen mit Spannungen bis zu 250 AC und 300 DC. Es kann auf die jeweiligen Anwendungsbedingungen konfiguriert werden und ist dadurch vielseitig einsetzbar. 2CDC S0009 Eigenschaften Überwachung des Isolationswiderstands in ungeerdeten IT-Systemen bis zu U n = 250 AC und 300 DC Nach IEC/EN Elektrische Sicherheit in Niederspannungsnetzen bis 1000 AC und 1500 DC Geräte zum Prüfen, Messen oder Überwachen von Schutzmaßnahmen Teil 8: Isolationsüberwachungsgeräte für IT-Systeme" Bemessungssteuerspeisespannung AC/DC Prognosemessverfahren mit überlagerter Rechteckspannung Ein Messbereich kω Genaue Einstellung des Schwellwerts in 1-kΩ-Schritten Leitungsbrucherkennung Fehlerspeicherung / über Steuereingang konfigurierbar 1 Wechsler, Ruhestromprinzip Baubreite 22.5 mm (0.89 in) 3 LEDs zur Statusinformation Zulassungen A UL 508, CAN/CSA C22.2 No.14 C GL K IEC/EN , CB scheme E GB , CCC D GOST Kennzeichnungen a CE b C-Tick Bestelldaten Isolationsüberwachungsrelais Typenbezeichnung Netznennspannung U n Bemessungssteuerspeisespannung Bestellnummer CM-IWS AC / DC AC/DC 1SR R0100 Zubehör Typenbezeichnung Beschreibung Bestellnummer ADP.01 Adapter für Schraubbefestigung 1SR R0100 MAR.01 Beschriftungsschild 1SR R0100 CO.01 Plombierbare Klarsichtabdeckung 1SR R0100

2 Funktionen Bedienelemente 1 Test/Reset-Taste 2 Statusinformation U: LED grün - Steuerspeisespannung F: LED rot - Fehlermeldung R: LED gelb - Schaltstellung des Relais Konfiguration und Einstellungen Frontseitige Drehschalter zur Einstellung des Schwellwerts: R.1 für Zehner-Stellen von R1: 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 kω in 10-kΩ-Schritten R.2 für Einer-Stellen von R1: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 kω in 1-kΩ-Schritten 2CDC S Beschriftungsschild Anwendung / Überwachungsfunktion Das Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1 dient zur Überwachung des Isolationswiderstands nach IEC in ungeerdeten IT AC-Systemen, IT AC-Systemen mit galvanisch verbundenen DC-Kreisen oder ungeerdeten IT DC- Systemen. Dazu wird der Isolationswiderstand zwischen den Leitern des Netzes und der Betriebserde der Anlage gemessen. Bei Unterschreiten des einstellbaren Schwellwertes fällt das Ausgangsrelais ab. Die Geräte können Steuerstromkreise (1-phasig) und Hauptstromkreise (3-phasig) überwachen. Netze mit Spannungen U n = AC ( Hz) oder DC können direkt an den Messeingängen angeschlossen und deren Isolationswiderstand überwacht werden. Für Netze mit Spannungen über 250 AC und 300 DC kann das Isolationsüberwachungsrelais CM-IWN.x mit oder ohne orschaltmodul CM-IN verwendet werden. Messverfahren Ein pulsierendes Messsignal wird auf das zu überwachende Netz eingespeist und der Isolationswiderstand berechnet. Das eingespeiste, pulsierende Messsignal verändert seine Form in Abhängigkeit des Isolationswiderstandes und der Netzableitkapazität. Aus dieser veränderten Form wird die Änderung des Isolationswiderstandes prognostiziert. Wenn der prognostizierte Isolationswiderstand dem im nächsten Messzyklus berechneten Isolationswiderstand entspricht und kleiner als der eingestellte Schwellwert ist, fällt das Ausgangsrelais ab. Dieses Messverfahren eignet sich auch zur Erkennung von symmetrischen Isolationsfehlern. Zusätzliche Überwachungsfunktionen Das CM-IWS.1 überwacht die Messkreisanschlüsse w und KE zyklisch auf Leitungsbruch. Bei einer Leitungsunterbrechung an einem der Anschlüsse fällt das Ausgangsrelais ab. Des Weiteren wird das ungeerdete AC-, DC- oder AC/DC-System auf unzulässig hohe Netzableitkapazität überwacht. Ist die Netzableitkapazität zu groß, fällt das Ausgangsrelais ab. 2 - Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1 Datenblatt

3 Arbeitsweise Das zu überwachende Netz wird an den Klemmen L+, L- angeschlossen. Das Erdpotential wird an den Klemmen w und KE angeschlossen. Das Gerät arbeitet nach dem Ruhestromprinzip (Fehlerzustand: Relais abgefallen). Nach Anlegen der Steuerspeisespannung durchläuft das Isolationsüberwachungsrelais eine Systemtestroutine. Dabei findet eine Netzdiagnose und Einstellungsüberprüfung statt. Liegen nach Ablauf dieser Testroutine keine geräteinternen oder externen Fehler vor, so zieht das Ausgangsrelais an. Unterschreitet der Messwert den eingestellten Schwellwert, fällt das Ausgangsrelais ab. Überschreitet der Messwert den Schwellwert plus Hysterese, zieht das Ausgangsrelais wieder an. Alle Betriebszustände werden von den frontseitigen LEDs signalisiert. Siehe Tabelle "LEDs, Statusinformation und Fehlermeldungen" auf Seite 6. Testfunktion Die Testfunktion ist nur möglich, wenn kein Fehler vorhanden ist. Durch Betätigen der frontseitigen kombinierten Test/Reset-Taste wird eine Systemtestroutine durchgeführt. Das Ausgangsrelais bleibt abgefallen, solange die Test/Reset-Taste gedrückt wird, der Steuerkontakt S1-S3 geschlossen ist oder die Testfunktionen ablaufen. Die Testfunktion kann entweder über die frontseitige Test/Reset-Taste aktiviert werden oder über eine Remote-Test-Taste, die wie auf der folgenden Abbildung dargestellt angeschlossen wird. 2CDC F0009 Fehlerspeicherung, Reset-Funktion und Remote-Reset Das Ausgangsrelais bleibt abgefallen und zieht erst nach Betätigen der kombinierten Test/Reset-Taste oder nach Aktivieren des Remote-Reset (Klemmen S2-S3) wieder an, wenn der Isolationswiderstand größer dem eingestellten Schwellwert plus Hysterese ist. S1 S2 S3 1.) Front 2.) Remote 3.) A1-A2 S1 S2 S3 1.) Front 2.) A1-A2 S1 S2 S3 1.) Auto- Reset 2CDC F0009 Datenblatt Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1-3

4 Funktionsbeschreibungen/diagramme G Steuerspeisespannung nicht angelegt / Ausgangskontakt offen / LED aus B Steuerspeisespannung angelegt / Ausgangskontakt geschlossen / LED an A1-A2 S1-S3 S2-S3 Messwert Hysterese Schwellwert Ruhestromprinzip U: LED grün F: LED rot R: LED gelb t s t s = Hochlaufzeit, fest eingestellt, min. 15 s 2CDC F0111 2CDC F0111 Isolationswiderstandsüberwachung ohne Fehlerspeicherung, Auto-Reset A1-A2 S1-S3 S2-S3 Messwert Hysterese Schwellwert Ruhestromprinzip U: LED grün F: LED rot R: LED gelb t s t s = Hochlaufzeit, fest eingestellt, min. 15 s 2CDC F0111 2CDC F0111 Isolationswiderstandsüberwachung mit Fehlerspeicherung, manueller Reset 4 - Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1 Datenblatt

5 Anschluss und erdrahtung Anschlussdiagramm L+ L- KE w 11 R < w A1 A L+ L- w A2 2CDC F0009 A1-A2 S1-S3 S2-S3 L+, L w, KE 11-12/14 Steuerspeisespannung Remote-Test Remote-Reset Messkreis/-eingang, Anschluss am System Messkreis/-eingang, Erdanschluss Ausgangsrelais, Ruhestromprinzip erdrahtungsdiagramme L+ und L- immer an unterschiedlichen Leitern anschließen. L+ und L- können an jedem Leiter angeschlossen werden. U n 250 AC; 300 DC L+ L w A2 L+ L w A2 2CDC F0009 L N PE 2CDC F0009 2CDC F0009 PWM DC L+ L- PE 2CDC F Leiter AC-System 2-Leiter DC-System L+ L w A2 PWM DC L+ L- L+ L w A2 2CDC F0009 L1 L2 L3 PE 2CDC F0009 2CDC F0009 PWM DC L+ L- L+ M L- PE 2CDC F Leiter AC-System 3-Leiter DC-System L+ L w A2 2CDC F0009 L1 L2 L3 N PE 2CDC F Leiter AC-System Datenblatt Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1-5

6 Konfiguration und Einstellungen Drehschalter R.1 und R.2 (Schwellwert) Über zwei getrennte zehnstufige Drehschalter des zu überwachenden Netzes eingestellt. mit Absolutskala wird der Schwellwert für den Isolationswiderstand R F Mit dem Drehschalter R.1 wird die Zehner-Stelle und mit dem Drehschalter R.2 die Einer-Stelle eingestellt. Der eingestellte Schwellwert ergibt sich aus der Summe der beiden Werte. Ist z. B. R1.1 auf 70 and R1.2 auf 8 eigestellt, ergibt sich ein Schwellwert R1 von 78 kω. Betriebszustandsanzeige LEDs, Statusinformation und Fehlermeldungen Betriebszustand U: LED grün F: LED rot R: LED gelb Start-up Kein Fehler Isolationsfehler (Schwellwert unterschritten) W KE/w Leitungsbruch U Netzableitkapazität zu hoch / T ungültiges Messergebnis Interner Systemfehler Testfunktion Kein Fehler nach Fehlerspeicherung 1) X X 2) X 1) Gerät hat nach einem Isolationsfehler ausgelöst. Der Fehler ist gespeichert und der Isolationswiderstand ist wieder über den Schwellwert plus Hysterese zurückgekehrt. 2) Abhängig vom Fehler Anwendungsbeispiele L1 L2 L3 N PE Netzzuleitung 1 L+ L- w A2 Andere erbraucher / Netzzuleitungen CM- IWS.1 CM- IWS.1 L+ L- w A2 M 3~ erbraucher Die Spannungsquelle ist in diesem Fall die Sekundärseite eines Trenntransformators, der das Netz und die nachfolgende Schaltung galvanisch trennt. Der Isolationswiderstand dieses Motorabgangs wird immer dann überwacht, wenn der Motor ausgeschaltet ist. Wenn das Motorschütz abfällt, verbinden die beiden Öffnerkontakte den Messkreis mit den Motorleitungen. Dieses Isolationsüberwachungsrelais überwacht permanent den Isolationswiderstand des restlichen Netzes mit allen angeschlossenen erbrauchern. 2CDC F0110 Überwachung auf Erdschluss / Isolationsfehler bei verschiedenen erbraucherstromkreisen mit Fehlerlokalisierung 6 - Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1 Datenblatt

7 Technische Daten Daten bei T U = 25 C und Bemessungswerten, sofern nichts anderes angegeben ist Eingangskreise Eingangskreis - ersorgungskreis A1 - A2 Bemessungssteuerspeisespannung U s AC/DC Toleranz der Bemessungssteuerspeisespannung % Typische Strom-/Leistungsaufnahme 24 DC 35 ma / 0.9 A 115 AC 17 ma / 2.0 A 230 AC 14 ma / 3.2 A Bemessungsfrequenz f s DC oder Hz Frequenzbereich AC Hz Netzausfallüberbrückungszeit min. 20 ms Hochlaufzeit t s, fest eingestellt min. 15 s Eingangskreis - Messkreis L+, L-, w, KE Überwachungsfunktion Überwachung des Isolationswiderstands in IT- Systemen (IEC/EN ) Messverfahren Prognosemessverfahren mit überlagerter Rechteckspannung Netznennspannung U n des zu überwachenden Netzes AC / DC Spannungsbereich des zu überwachenden Netzes AC / DC (Toleranz +15 %) Bemessungsfrequenz f N des zu überwachenden Netzes DC oder Hz Toleranz der Bemessungsfrequenz f N Hz Netzableitkapazität C e max. 10 µf Zulässige Fremdgleichspannung U fg (bei AC-Netzen) max. 290 DC Anzahl der möglichen Sollansprechwerte / Schwellwerte 1 Einstellbereich der Sollansprechwerte R an (Schwellwerte) min.-max kω Einstellraster 1 kω Toleranz des eingestellten Ansprechwerts / Prozentuale bei 1-10 kω R F ±0.5 kω Ansprechunsicherheit A bei kω R F ±6 % bei C, U n = %, U s = %, f N, f s, C e = 1µF Hysterese bezogen auf den Schwellwert 25 %; min. 2 kω Wechselstrominnenwiderstand Z i bei 50 Hz 100 kω Gleichstrominnenwiderstand R i 115 kω Messspannung U m 22 Toleranz der Messspannung U m +10 % Messstrom I m max. 0.3 ma Ansprechzeit t an reines AC-Netz 0.5 x R an und C e = 1 µf max. 10 s DC-Netz oder AC-Netz mit angeschlossenen Gleichrichtern Wiederholgenauigkeit (konstante Parameter) Genauigkeit von R a (Messwert) innerhalb der Bemessungssteuerspeisespannungstoleranz Genauigkeit von R a (Messwert) innerhalb des Temperaturbereiches bei 1-10 kω R F bei kω R F max. 15 s < 0.1 % vom Bereichsendwert < 0.05 % vom Bereichsendwert 5 Ω / K 0.05 % / K Datenblatt Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1-7

8 Eingangskreis - Messkreis Transientenüberspannungsschutz (w - Anschluss) L+, L-, w, KE Avalanche-Diode Eingangskreis - Steuerkreise Steuereingang, potentialfrei Maximaler Schaltstrom im Steuerkreis Maximale Leitungslänge an den Steuereingängen Minimale Steuerimpulslänge Leerlaufspannung an den Steuereingängen S1-S3 S2-S3 S1 - S2 - S3 Remote-Test Remote-Reset 1 ma 50 m pf/m (164 ft pf/ft) 150 ms 24 DC Benutzerschnittstelle Betriebszustandsanzeigen Steuerspeisespannung U LED grün Fehlermeldung F LED rot Relaisanzeige R LED gelb Details siehe Tabelle "LEDs, Statusinformation und Fehlermeldungen" auf Seite 6 und "Funktionsbeschreibungen/diagramme" auf Seite 4 Bedienelemente Einstellung Ansprechwert R an / Schwellwert R.1 Drehschalter, Schrittweite 10 kω für Zehner-Stelle R.2 Drehschalter, Schrittweite 1 kω für Einer-Stelle Ausgangskreis Ausführung des Ausgangs Relais, 1 Wechsler Arbeitsprinzip Ruhestromprinzip 1) Kontaktmaterial Cd-frei, AgNi-Legierung Kontaktbemessungsspannung 250 AC / 300 DC (DE 0110, IEC ) Minimale Schaltspannung / minimaler Schaltstrom 24 / 10 ma Maximale Schaltspannung / maximaler Schaltstrom siehe "Lastgrenzkurven" auf Seite 11 Bemessungsbetriebsstrom I e AC12 (ohmsch) bei A (IEC/EN ) AC15 (induktiv) bei A DC12 (ohmsch) bei 24 4 A DC13 (induktiv) bei 24 2 A Bemessungsdaten AC (UL 508) Gebrauchskategorie (Control Circuit Rating Code) max. Bemessungsbetriebsspannung max. thermischer Dauerstrom bei B 300 max. Ein-/Ausschaltleistung (Make/Break) bei B 300 B 300, pilot duty general purpose (250, 4 A, cos φ 0.75) 250 AC 4 A 3600/360 A Mechanische Lebensdauer 30 x 10 6 Schaltspiele Elektrische Lebensdauer 0.1 x 10 6 Schaltspiele (AC12, 230, 4 A) Kurzschlussschutz / maximale Schmelzsicherung Öffner Schließer 6 A flink 10 A flink Konventioneller thermischer Strom I th (IEC/EN ) 4 A 1) Ruhestromprinzip: Ausgangsrelais fällt ab, wenn der gemessene Wert den eingestellten Ansprechwert R an unterschreitet 8 - Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1 Datenblatt

9 Allgemeine Daten MTBF a. A. Einschaltdauer ED 100 % Abmessungen (B x H x T) 22.5 x 78 x 100 mm (0.89 x 3.07 x 3.94 in) Gewicht Bruttogewicht kg (0.359 lb) Nettogewicht kg (0.293 lb) Montage DIN-Schiene (IEC/EN 60715), Schnappbefestigung werkzeuglos Einbaulage beliebig Mindestabstand zu benachbarten Geräten vertikal horizontal nicht notwendig nicht notwendig Schutzart Gehäuse / Klemmen IP50 / IP20 Elektrischer Anschluss Anschlussquerschnitt feindrähtig mit / ohne Aderendhülse 2 x mm² (2 x AWG) Abisolierlänge Anzugsdrehmoment starr 2 x mm² (2 x AWG) 7 mm (0.28 in) Nm ( lb.in) Umweltdaten Umgebungstemperaturbereiche Betrieb C Lagerung C Transport C Klimaklasse IEC/EN K5 (ohne Betauung, ohne Eisbildung) Feuchte Wärme, zyklisch IEC/EN x 24 h Zyklus, 55 C, 95 % RH Schwingen, sinusförmig IEC/EN Klasse 2 Schock, halbsinus IEC/EN Klasse 2 Isolationsdaten Bemessungsstoßspannungfestigkeit U imp zwischen allen isolierten Kreisen (IEC/EN , IEC/EN , DE ) erschmutzungsgrad (IEC/EN , DE ) Überspannungskategorie (IEC/EN , DE ) Bemessungsisolationsspannung U i (IEC/EN , IEC/EN , DE ) Basisisolierung für Bemessungssteuerspeisespannung (IEC/EN , DE ) Sichere Trennung (IEC/EN 61140, IEC/EN 50178) Prüfspannung zwischen allen isolierten Kreisen, Stückprüfung (IEC/EN , IEC/ EN ) ersorgungskreis / Messkreis ersorgungskreis / Ausgangskreis Messkreis / Ausgangskreis ersorgungskreis / Messkreis ersorgungskreis / Ausgangskreis Messkreis / Ausgangskreis ersorgungskreis / Messkreis ersorgungskreis / Ausgangskreis Messkreis / Ausgangskreis ersorgungskreis / Ausgangskreis ersorgungskreis / Messkreis Messkreis / Ausgangskreis ersorgungskreis / Ausgangskreis ersorgungskreis / Messkreis Messkreis / Ausgangskreis 6 k 6 k 6 k 3 III AC / 300 DC 250 AC / 300 DC 250 AC / 300 DC 250 AC / 250 DC 250 AC / 250 DC 250 AC / 250 DC 2.32 k, 50 Hz, 2 s 2.32 k, 50 Hz, 2 s 2.2 k, 50 Hz, 1 s Datenblatt Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1-9

10 Normen Produktnorm IEC/EN , IEC/EN Weitere Normen EN Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EU EM-Richtlinie 2004/108/EU RoHS-Richtlinie 2002/95/EU Elektromagnetische erträglichkeit Störfestigkeit gegen IEC/EN , IEC/EN , IEC/EN Entladung statischer Elektrizität IEC/EN Prüfschärfegrad 3, 6 k / 8 k hochfrequente elektromagnetische Felder IEC/EN Prüfschärfegrad 3, 10 /m (1 GHz) / 3 /m (2 GHz) / 1 /m (2.7 GHz) schnelle transiente elektrische Störgrößen/Burst IEC/EN Prüfschärfegrad 3, 2 k / 5 khz Stoßspannungen IEC/EN Prüfschärfegrad 3, Installationsklasse 3, ersorgung und Messeingang 1 k L-L, 2 k L-Erde leitungsgeführte Störgrößen, induziert durch IEC/EN Prüfschärfegrad 3, 10 hochfrequente Felder Spannungseinbrüche, Kurzzeitunterbrechungen und IEC/EN Prüfschärfegrad 3 Spannungsschwankungen Oberschwingungen und Zwischenharmonische IEC/EN Prüfschärfegrad 3 Störaussendung IEC/EN , IEC/EN hochfrequent gestrahlt IEC/CISPR 22, EN Klasse B hochfrequent leitungsgeführt IEC/CISPR 22, EN Klasse B 10 - Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1 Datenblatt

11 Technische Diagramme Lastgrenzkurven I A 2CDC F I A 2CDC F0105 AC-Last (ohmsch) DC-Last (ohmsch) 1.0 F Schaltspiele cos ϕ Reduktionsfaktor F bei induktiver AC-Last 2CDC F ohmsche Last Schaltstrom [A] 2CDC F0106 Kontaktlebensdauer Maßzeichnungen in mm und inches CDC F0003 CM-IWS.1 - Isolationsüberwachungsrelais Datenblatt Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1-11

12 Zubehör CDC F0010 ADP.01 - Adapter für Schraubbefestigung 3A CDC F0005 MAR.01 - Beschriftungsschild front-to-back size 107 2CDC F0005 CO.01 - Plombierbare Klarsichtabdeckung Weitere Dokumentation Druckschriften-Titel Druckschriften-Typ Druckschriften-Nummer Hauptkatalog Teil 1 - Schalt- und Steuerungstechnik Technischer Katalog 2CDC C010x CM-IWS.1; CM-IWS.2 Betriebs- und Montageanleitung 1SC M0000 Sie finden die Dokumentation im Internet unter -> Schalt- und Steuerungstechnik -> Elektronische Relais Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.1 Datenblatt

13 Kontakt Deutschland: ABB STOTZ-KONTAKT GmbH Eppelheimer Straße Heidelberg, Deutschland Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Dokumentennummer 2CDC D0101 (12/11) Hinweis: ABB behält sich das Recht vor, ohne orankündigung technische Änderungen vorzunehmen oder die Inhalte dieses Dokuments zu ändern. Die getroffenen ereinbarungen zu den Bestellungen bleiben bestehen. ABB übernimmt für mögliche Fehler oder fehlende Informationen in diesem Dokument keine Haftung. ABB ist alleiniger Eigentümer der Rechte an diesem Dokument sowie darin zitierten ertragsgegenständen und enthaltenen Abbildungen. Jede ervielfältigung, Offenlegung gegenüber Dritten oder erwendung der Inhalte sowohl in ihrer Gesamtheit als auch teilweise ist ohne die vorherige schriftliche Zustimmung der ABB AG untersagt. Copyright 2010 ABB Alle Rechte vorbehalten