A-ISOMETER iso-f1 (IR155)

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1 Isolationsüberwachungsgerät Bestimmungsgemäße Verwendung Das A-ISOMETER iso-f1 überwacht den Isolationswiderstand R F bzw. die Isolationsimpedanz Z F eines ungeerdeten DC-Systems mit U n = V gegen die Messerde (Fahrzeugmasse) in Fahrzeugen mit Hybridantrieb. Bei Anwendung des Messverfahrens DCP beträgt die maximal zulässige Netzableitkapazität 1 μf, bei Anwendung von PCP maximal 100 nf. Werkseinstellung ist DCP (Löt-Jumper JP1 offen). Bei dieser Einstellung wird der Isolationswiderstand R F überwacht. Sicherheitshinweise allgemein Bestandteil der Gerätedokumentation sind neben diesem Datenblatt die beiliegenden Wichtigen sicherheitstechnischen Hinweise für Bender-Produkte. Sicherheitshinweise gerätespezifisch In jedem leitend verbundenen System darf nur ein Isolationsüberwachungsgerät angeschlossen sein. Vor Isolations- und Spannungsprüfungen an der Anlage muss das Isolationsüberwachungsgerät für die Dauer der Prüfung vom IT-System getrennt sein. Funktionsbeschreibung Deutsch Alternative Messverfahren DCP und PCP Das A-ISOMETER iso-f1 verfügt über zwei Messverfahren, welche über den Löt-Jumper JP1 ausgewählt werden können. DCP, Direct Current Pulse (Werkseinstellung): Hierbei wird der Messpuls an die vorhandene Netzableitkapazität C e von max. 1 μf automatisch angepasst und der ermittelte Isolationswiderstand R F ausgegeben. Bei niederfrequenten Störungen können Messzeitverlängerungen auftreten (siehe Kurve). PCP, Phase Correlation Pulse: Dieses Verfahren arbeitet mit einem definierten Messpuls, wobei die Isolationsimpedanz Z F bis zu der maximal zulässigen Netzableitkapazität C e von 100 nf ermittelt wird. Bei stärkeren Störungen im Bereich der Messfrequenz können Messwertschwankungen auftreten (siehe Kurve). Das Messverfahren ist besonders geeignet für sehr dynamische Betriebszustände (bremsen, beschleunigen). Isolationsüberwachung Das A-ISOMETER iso-f1 erzeugt eine pulsförmige Messspannung. Diese wird über die Klemmen L+ / L- und KE / E dem zu überwachenden IT-System überlagert. Der aktuell gemessene Isolationswiderstand (DCP) steht als pulsweitenmoduliertes Signal an den Klemmen M+ / M- mit maximal 5 ma Ausgangsstrom zur Verfügung. Isolationsfehler zwischen den aktiven Leitern des DC-Systems und der Messerde schließen den Messkreis. Sinkt der Isolationswiderstand bei Berücksichtigung der Hysterese unter den Ansprechwert R an wird über zwei Optokoppler-Ausgänge ein Alarm ausgegeben. Am Messwertausgang M+/M- steht das dem Messwert entsprechende prozentuale Tastverhältnis an. Zusätzlich wird der Statusausgang OK+/OK- hochohmig. Insulation monitoring device English Intended use The A-ISOMETER iso-f1 monitors the insulation resistance R F resp. the insulation impedance Z F of an unearthed DC system of U n = V against reference earth (vehicle mass) in vehicles with hybrid drive. When using the DCP measurement method, the maximum permissible system leakage capacitance is 1 μf, when using the PCP method the maximum permissible value is 100 nf. If the factory set DCP measurement method is selected,(soldering jumper JP1 open), the insulation resistance R F will be monitored. General safety information In addition to this data sheet, the documentation of the device includes a sheet entitled "Important safety instructions for BENDER products. Device-specific safety information Function Only one insulation monitoring device may be used in each interconnected system. When insulation or voltage tests are to be carried out, the device shall be isolated from the system for the test period. Alternative measurement methods DCP and PCP The A-ISOMETER iso-f1 utilises two measurement methods. Use the soldering jumper JP1 to select the appropriate method. DCP, Direct Current Pulse measurement method (factory setting): The measuring pulse is automatically adapted to the existing system leakage capacitance C e of max. 1 μf and the measured value of the insulation resistance R F is outputted. Low-frequency interferences may result in a prolonged measuring time (see curve). PCP, Phase Correlation Pulse measurement method: This method uses a defined measuring pulse to determine the insulation impedance Z F up to the maximum permissible system leakage capacitance C e of 100 nf. In case of strong interferences in the measuring frequency range, measurement variations may occur (see curve). This measurement method is particularly suitable for very dynamic operating conditions (braking, acceleration). Insulation monitoring The A-ISOMETER iso-f1 generates a pulsating measuring voltage which is superimposed on the IT system being monitored via the terminals L+ / L- and KE / E. The currently measured insulation resistance (DCP) is available as a pulse-width-modulated signal with maximum 5 ma output current at the terminals M+ / M-. Insulation faults between the active conductors of the DC system and the reference earth close the measuring circuit. If the insulation resistance falls below the response value R an, taking the hysteresis into account, an alarm will be signalled via two optocoupler outputs. The duty cycle as percentage in relation to the measured value is available at the measured value output M+/M-. In addition, the output OK+/OK- changes to a high resistance state. TBP106023deen /

2 Ermittlung des Isolationswiderstands bzw. der Isolationsimpedanz R F = dc = Tastverhältnis R F = Isolationswiderstand Z F = Isolationsimpedanz dc max = 90 % dc meas = % Frequenzgang des PWM-Ausgangs dc max 1200 kω dc meas - 5 % Calculation of the insulation resistance resp. of the insulation impedance dc kω max 1200 kω Z F = kω dc - 5 % meas dc = duty cycle R F = insulation resistance Z F = insulation impedance dc max = 90 % dc meas = % Frequency characteristics of the PWM output Insulation resistance / insulation impedance duty cycle dcmeas Anschlussüberwachung Die Verbindung zwischen dem A-ISOMETER iso-f1 (KE / E) und der Messerde (Fahrzeugmasse) wird ständig überwacht. Aus diesem Grund ist es erforderlich, zwei getrennte Leitungen vom Gerät zur Fahrzeugmasse zu verlegen. (KE: Kontrollerde; E: Messerde) Automatischer Selbsttest Nach dem Zuschalten der Versorgungsspannung U S, führt das Gerät automatisch einen Selbsttest durch. Fehler in den Anschlussleitungen oder Funktionsstörungen werden hierdurch automatisch erkannt und gemeldet. Nach Ablauf des Selbsttests (20 30 s) startet automatisch die Messung des Isolationswiderstands bzw. der Isolationsimpedanz. Im weiteren Betrieb wird zyklisch alle fünf Minuten ein automatischer Selbsttest ausgeführt. Während dieses Tests werden die Schnittstellen nicht beeinflusst. Funktionsstörung Liegt eine Funktionsstörung vor, schaltet der Statusausgang OK+/OK- in den Zustand hochohmig. Der PWM-Ausgang M+/Msignalisiert 0 oder 100 % Tastverhältnis. Alarmmeldungen Connection monitoring The connection between the A-ISOMETER iso-f1 (KE / E) and the reference earth (vehicle mass) is continuously monitored. Thus, two separate conductors have to be laid between the device and the vehicle mass. (KE: control earth; E: reference earth) Automatic self test Once the supply voltage U S is connected, the device automatically carries out a self test. Any faults in the connecting wires or functional faults are automatically recognised and signalled during this test. Once the self test is complete (20 30 s), the measurement of the insulation resistance resp. the insulation impedance is started. During this process, a self test is carried out automatically every five minutes. The interfaces will not be influenced by this test. Functional faults If a functional fault exists, the status output OK+/OK- changes over to the high resistance state. The PWM output M+/M- signals 0 or 100 % duty cycle. Alarm messages Fehler / Errors Ausgang / Output OK+/OK- Ausgang / Output M+/M- Tastverhältnis / Duty cycle Status Anschluss Erde (KE/E) fehlerhaft/ Earth connection (KE / E) faulty hochohmig / high resistance 0 % hochohmig / high resistance Gerätefehler / Device error hochohmig / high resistance 0 % hochohmig / high resistance 30 s lang keine Messwertfreigabe / No measured value enable for 30 s hochohmig / high resistance 100 % niederohmig / low resistance Ausfall Versorgungsspannung / Failure supply voltage hochohmig / high resistance 0 % hochohmig / high resistance Isolationswiderstand / Insulation resistance R F 100 kω hochohmig / high resistance corresponds to the measured value Tastverhältnis / Duty cycle 2 TBP106023deen /

3 Umstellung auf das alternative Messverfahren PCP Zur Umstellung auf das Messverfahren PCP schließen Sie den Löt- Jumper auf der Unterseite der Platine. Changeover to the alternative measurement method PCP Close the soldering jumper on the rear side of the p.c.b to change over to the PCP measurement method. Maßbilder Alle Maße sind in mm angegeben. IR155-1 Dimension diagrams All dimensions are given in mm IR155-1 IR155-2 IR155-2 TBP106023deen /

4 Anschluss Sorgen Sie für Spannungsfreiheit im Montagebereich und beachten Sie die Regeln für das Arbeiten an elektrischen Anlagen. Connection Ensure safe isolation from supply in the installation area. Observe the installation rules for live working. Verdrahten Sie das Gerät gemäß Anschlussplan. Die Leitungen an KE und E sind getrennt zur Fahrzeugmasse zu führen! Beachten Sie bitte die unterschiedlichen Platinen- und Steckervarianten! Anschlussbild für Version IR155-1 Connect the device according the wiring diagram. The leads to KE and E have to be connected separately to the vehicle mass. Please take the different types of pcbs and plugs into account! Wiring diagram for IR155-1 Anschlussbild für Version IR155-2 Wiring diagram for IR155-2 Klemme Anschlüsse Terminal Connections L-, L+ Anschluss an das zu überwachende DC-IT-System L-, L+ Connection to the DC-IT system to be monitored. A-, A+ Versorgungsspannung U S = V DC A-, A+ Supply voltage U S = DC V E, KE Separater Anschluss von E und KE an PE E, KE Connect the leads E and KE separately to PE. 4 TBP106023deen /

5 OK+ Digitaler Optokoppler-Ausgang: Status; Mit externer Betriebsspannung U B beschalten: max. 30 V DC; Siehe auch Grafik Externe Beschaltung OK+ Digital optocoupler output: Status; Connect to external operating voltage U B : max. 30 V DC; Also refer to the graphic external circuitry. M-, M+ Pulsweitenmodulierter Optokoppler-Ausgang: Messwertausgabe; Mit externer Betriebsspannung U B beschalten: max. 30 V DC; Siehe auch Grafik Externe Beschaltung M-, M+ Pulse-width-modulated optocoupler output: Measured value output; Connect to external operating voltage U B : max. 30 V DC; Also refer to the graphic external circuitry. Externe Beschaltung der Optokoppler-Ausgänge a) Ausgang M+, M- External circuitry of the optocoupler outputs a) Output M+, M- 95 % > 50 MΩ 5 % = 0 kω b) Ausgang OK+, OK- Dieser digitale Ausgang ist in gleicher Weise wie der Ausgang M+, M- zu beschalten. Der Zustand des Ausgangs kann der Tabelle Alarmmeldungen entnommen werden. b) Output OK+, OK- This digital output can be wired in the same way as output M+, M-. Refer to the table alarm messages for details about the status of the output. Werkseinstellung Factory setting Fester Ansprechwert R an : 100 kω Permanently set response value R an : 100 kω Inbetriebnahme Vor der Inbetriebnahme ist eine Kontrolle des ordnungsgemäßen Anschlusses des A-ISOMETER s erforderlich. Führen Sie eine Funktionsprüfung mittels eines echten Isolationsfehlers R F gegen Erde durch, ggf. über einen dafür geeigneten Widerstand. Commissioning Prior to commissioning, check proper connection of the A-ISOMETER. It is recommended to carry out a functional test using a genuine earth fault, e.g. via a suitable resistance! TBP106023deen /

6 Technische Daten Isolationskoordination nach IEC Bemessungsspannung V Bemessungsstoßspannung / Verschmutzungsgrad... 6 kv / II Sichere Trennung (verstärkte Isolierung) zwischen (L+,L-) (M+,M-, A+, A-, OK+, OK-, E, KE) Spannungsprüfung... DC 3,5 kv Versorgungsspannung / Überwachtes IT-System Netznennspannung U n...dc V Versorgungsspannung U S... DC 9 18 V Eigenverbrauch... 1,5 W Ansprechwerte Ansprechwert R an / Z an (Alarmanzeige: OK-, OK+) kω Relativer Messfehler... ±15 % (100 kω 10 MΩ) Hysterese % Messbereich Isolationswiderstand R F (DCP)... 0 kω 50 MΩ Isolationsimpedanz Z F bei 2 Hz (PCP)... 0 kω 50 MΩ Relativer Messfehler... ±15 % (100 kω 10 MΩ) Zeitverhalten Ansprechzeit t an bei R F = 100 kω, C e = 1 μf, U n stabil (DCP) s Ansprechzeit t an bei Z F = 100 kω, C e = 100 nf, U n stabil (PCP) s Messkreis Messspannung U m... ±40 V Messstrom I m μa Innenwiderstand DC R i kω Netzableitkapazität C e (DCP)... 1 μf Netzableitkapazität C e (PCP) nf Impedanz Z i bei 50 Hz kω Funktion Alarm- und Gerätefehlermeldungen: E / KE-Anschlüsse unterbrochen... M+ / M- = 0 % Spannungsausfall... M+ / M- = 0 % Geräteausfall (Selbsttest)... M+ / M- = 0 % Messungen 30 s lang nicht aktualisiert... M+ / M- = 100 % Status-LED: Leuchtet konstant... Interner Selbsttest Blinkt mit 1 Hz... Gesamtsystem in ordnungsgemäßem Zustand Blinkt mit 2 Hz... Isolationswiderstand < 100 kω Blinkt mit 4 Hz... Gerätefehler, Anschlussfehler E / KE Ausgang Schnittstelle OK+, OK -... Optokoppler Arbeitsweise... Ruhestromverhalten Ausgang Status: niederohmig... kein Gerätefehler hochohmig... Gerätefehler / Alarm Isolationsfehler Schaltspannung V Schaltstrom... 5 ma Schaltwiderstand R OK+ / OK-...hochohmig >100 kω (120 C), > 10 MΩ (25 C)...niederohmig < 200 Ω (120 C), < 100 Ω (25 C) Schnittstellen M+, M-... Optokoppler Funktion... Messwert über PWM-Signal, Arbeitsweise...Tastverhältnis 5 % = > 50 MΩ... Tastverhältnis 50 % = 1200 kω... Tastverhältnis 95 % = 0 kω... Tastverhältnis 0 % = Gerätefehler (OK- / OK+)...Tastverhältnis 100 % = Gerätefehler (OK- / OK+)...R F = (90 % * 1200 kω) / (dc % - 5 %) kω... Z F = (90 % * 1200 kω) / (dc % - 5 %) kω...dc % = Tastverhältnis (5 % 95 %) Grundfrequenz PWM Hz Technical data Insulation coordination acc. to IEC Rated insulation voltage V Rated impulse voltage/pollution degree...6 kv / II Protective separation (reinforced insulation) between (L+,L-) (M+,M-, A+, A-, OK+, OK-, E, KE) Voltage test... DC 3.5 kv Supply voltage / IT system being monitored Nominal system voltage U n... DC V Supply voltage U S... DC 9 18 V Power consumption W Response values Response value R an / Z an (alarm indication: OK-, OK+) kω Relative uncertainty of measurement...+ / - ±15 % (100 kω 10 MΩ) Hysteresis... 25% Measuring range Insulation resistance R F (DCP)...0 kω 50 MΩ Insulation impedance Z F at 2 Hz (PCP)...0 kω 50 MΩ Relative uncertainty of measurement...+ / - ±15 % (100 kω 10 MΩ) Specified time Response time t an at R F = 100 kω, C e = 1 μf, U n stable (DCP) s Response time t an at Z F = 100 kω, C e = 100 nf, U n stable (PCP) s Measuring circuit Measuring voltage U m... ±40 V Measuring current I m μa Internal DC resistance R i kω System leakage capacitance C e (DCP)... 1 μf System leakage capacitance C e (PCP) nf Impedance Z i at 50 Hz kω Function Alarm messages and device error messages: E / KE connections interrupted... M+ / M- = 0 % Power supply failure... M+ / M- = 0 % Device failure (self test)... M+ / M- = 0 % No measurement updates for 30 s... M+ / M- = 100 % Status LED: Lights continuously... internal self test Flashes at 1 Hz... entire system in proper condition Flashes at 2 Hz... insulation resistance < 100 kω Flashes at 4 Hz... device error, connection error E / KE Output Interface OK+, OK -... Optocoupler Operating principle... N/C operation Output status: low-resistance... no device error high-resistance... device error / alarm insulation fault Switching voltage V Switching current... 5 ma Switching resistance R OK+ / OK-... high resistance >100 kω (120 C), > 10 MΩ (25 C)...low resistance < 200 Ω (120 C), < 100 Ω (25 C) Interfaces M+, M-... optocoupler Function... measuring value via PWM signal Operating principle... duty cycle 5 % = > 50 MΩ...duty cycle 50 % = 1200 kω... duty cycle 95 % = 0 kω... duty cycle 0 % = device error (OK- / OK+)... duty cycle 100 % = device error (OK- / OK+)... R F = (90 % * 1200 kω) / (dc % - 5 %) kω... Z F = (90 % * 1200 kω) / (dc % - 5 %) kω... dc % = duty cycle (5 % 95 %) Fundamental frequency PWM Hz 6 TBP106023deen /

7 Ausgangsstrom... 5 ma Max Spannung V Ausgangswiderstand Optokoppler RM+ / M- : Tastverhältnis 0 %... >100 kω (120 C), > 10 MΩ (25 C) Tastverhältnis 100 %... < 200 Ω (120 C), < 100 Ω (25 C) Funktions- und Geräteeigenschaften Automatischer Selbsttest (Optokoppler schalten nicht)... zur Gerätefehlererfassung Selbsttest, automatisch aktiviert... nach dem Einschalten und alle fünf Minuten Anschlussfehler E-KE...ständig überwacht, Erfassungszeit < 20 s Erfasster Gerätefehler während des Selbsttests...Ausgang Status von (OK+, OK-) hochohmig,... Tastverhältnis von M+/ M- = 0 % Umgebungsbedingungen / EMV EMV... IEC Permanente Umgebungstemperatur C 105 C Hohe Umgebungstemperatur (3h) C 125 C Schwingungen: 100 Hz...0,00797 g 2 / Hz 200 Hz...0,17157 g 2 / Hz 300 Hz...0,54279 g 2 / Hz 650 Hz...0,00965 g 2 / Hz 1000 Hz...0,02080 g 2 / Hz h je Achse Schock g, 1/2 Sinus, 11 ms, fünfmal in jeder Richtung Anschluss Steckverbindungen (IR155-1)... Samtec Micro Mate...1 x TFML S-D-LC (A+, A-, M+, M-, OK+, OK-, E, KE)...2 x TFML S-D-LC (L+, L-) Schraubklemmen (IR155-2)... Phoenix Contact... 1 x MKDS 3/8 (A+, A-, M+, M-, OK+, OK-, E, KE)...2 x MKDS 3/2 (L+, L-) Allgemeine Daten Betriebsart / Einbaulage...Dauerbetrieb / beliebig PCB Abmessungen (L x B x H) (IR155-1) mm x 50 mm x 15 mm PCB Abmessungen (L x B x H) (IR155-2) mm x 60 mm x 19,5 mm Gehäuse...ohne Befestigung... Schraubbefestigung (Kunststoffschrauben) Bei der Befestigung des Gerätes ist auf eine ausreichende Isolierung gegenüber dem Fahrzeug bzw. den Befestigungspunkten zu achten. Beschichtung... Certonal Software-Version... D329 V1.0 Gewicht ± 10 g Werkseinstellung Messverfahren (JP1: offen)... DCP Output current... 5 ma Max. voltage V Output resistance optocoupler RM+ / M- : Duty cycle 0 %... >100 kω (120 C), > 10 MΩ (25 C) Duty cycle 100 %... < 200 Ω (120 C), < 100 Ω (25 C) Functional and device characteristics Automatic self test (optocouplers do not switch)... for detecting device errors Self test, automatically activated...after power on and every 5 minutes Connection fault E-KE...continuously monitored, detecting time < 20 s Detected device error during the self test... output status of (OK+, OK-) high-resistance...duty cycle of M+/ M- = 0 % Environmental conditions / EMC EMC... IEC Continuous ambient temperature C 105 C High ambient temperature (3h) C 125 C Vibrations: 100 Hz g 2 / Hz 200 Hz g 2 / Hz 300 Hz g 2 / Hz 650 Hz g 2 / Hz 1000 Hz g 2 / Hz h in each axis Shock...43 g, 1/2 sine, 11 ms, five times in each direction Connection Connectors (IR155-1)... Samtec Micro Mate...1 x TFML S-D-LC (A+, A-, M+, M-, OK+, OK-, E, KE)... 2 x TFML S-D-LC (L+, L-) Screw-type terminals (IR155-2)...Phoenix Contact...1 x MKDS 3/8 (A+, A-, M+, M-, OK+, OK-, E, KE)... 2 x MKDS 3/2 (L+, L-) General data Operating mode / mounting... continuous operation / any position PCB dimensions (L x W x H) (IR155-1) mm x 50 mm x 15 mm PCB dimensions (L x W x H) (IR155-2) mm x 60 mm x 19.5 mm Enclosure... without Mounting method...screw mounting (plastic screws) When installing the device, ensure sufficient insulation between the device and the vehicle resp. the mounting points. Coating... Certonal Software version... D329 V1.0 Weight ± 10 g Factory setting Measurement method (JP1: open)...dcp Bestellangaben Typ Nennspg. Versorgungsspg. Art.-Nr. IR155-1 DC V DC V B IR155-2 DC V DC V B Ordering information Typ Nominal volt. Supply volt. Art. No. IR155-1 DC V DC V B IR155-2 DC V DC V B TBP106023deen /

8 Alle Rechte vorbehalten. Nachdruck und Vervielfältigung nur mit Genehmigung des Herausgebers. Änderungen vorbehalten! Dipl.-Ing. W. Bender GmbH & Co. KG All rights reserved. Reprinting and duplicating only with permission of the publisher. Subject to change! Dipl.-Ing. W. Bender GmbH & Co. KG Dipl.-Ing. W. Bender GmbH & Co. KG Tel.: Londorfer Str Grünberg Germany Fax: Web: Postfach Grünberg Germany 8 TBP106023deen /