Patentierte Messverfahren
Die Relais überwachen die Isolation in allen Bereichen einer Photovoltaikanlage. (Quelle: ABB)
Auf diese Aufgabenstellung in Zwei-, Drei- und Vierleiternetzen abgestimmt sind die Isolationsüberwachungsrelais der CM-IWx-Reihe von ABB Stotz-Kontakt. Die Familie umfasst drei Geräte, von denen zwei mit einem neuen, zum Patent angemeldeten Messverfahren arbeiten: CM-IWS.2 zum Einsatz in reinen IT-Wechselstromnetzen bis zu AC 400 V, CM-IWS.1 für IT-Wechselstromnetze bis AC 250 V und IT-Gleichspannungsnetze DC 300 V sowie CM-IWN.1 für IT-Wechselstromnetze bis AC 400 V und IT-Gleichspannungsnetze bis DC 600 V.
Diese Palette ergänzt das Vorschaltmodul CM-IVN, mit dem sich der Messbereich des Überwachungsrelais CM-IWN.1 auf AC 690 V bzw. DC 1.000 V, die beispielsweise bei PV-Anlagen üblich sind, erweitern lässt.
Die Isolationsüberwachungsrelais zeichnen sich durch einfache Handhabung sowie übersichtliche Statusanzeige aus. Drei frontseitige LED in Rot für Fehlermeldung, Grün für Steuerspeisespannung und Gelb für Schaltstellung des Ausgangsrelais geben Auskunft über den Betriebszustand. Unterschiedliche LED-Kombinationen und Signalformen konkretisieren die Aussage.
Durch Betätigen der Test-/Reset-Taste kann bei Fehlerfreiheit eine Testfunktion angestoßen werden. Diese Systemtestroutine umfasst unter anderem eine Netzdiagnose und eine Einstellungsüberprüfung. Zyklisch werden zudem die Messkreisanschlüsse auf Leitungsbruch kontrolliert.
Über zwei zehnstufige Drehschalter lassen sich Einer- und Zehnerstelle des Schwellenwerts für den applikationsabhängigen Isolationswiderstand einstellen. Bei dem Gerät CM-IWN.1 besteht zudem die Möglichkeit, zwei Schwellenwerte zu definieren und so ein abgestuftes Überwachungskonzept mit Vorwarnung und endgültiger Abschaltung zu konfigurieren.
Die Geräte arbeiten nach dem Ruhestromprinzip, das heißt, bei einem Isolationsfehlerzustand fällt das Relais ab. Dies ist sicherheitstechnisch sinnvoll, da so auch ein Ausfall der Geräteversorgungsspannung signalisiert wird. Zusätzlich kann beim Isolationsüberwachungsrelais CM-IWN.1 an einem der vier DIP-Schalter das Arbeitsstromprinzip ausgewählt werden.
Mit dem Isolationsüberwachungsrelais CM-IWS.2 lässt sich nach IEC 61557-8 [4] in reinen IT-Wechselspannungssystemen der Isolationswiderstand überwachen, und zwar sowohl einphasiger Steuerstromkreise als auch dreiphasiger Hauptstromkreise.
Dafür wird ein DC-Messsignal der sinusförmigen Wechselspannung überlagert. Aus diesem Signal und dem resultierenden Strom wird der Isolationswiderstand des zu überwachenden Netzes berechnet, gemessen zwischen den Leitern des ungeerdeten Netzes und der Betriebserde der Anlage. Bei Unterschreiten des eingestellten Schwellenwerts fällt das Ausgangsrelais ab und es wird eine Fehlermeldung abgesetzt.