meine Erfahrungen WW Heizstab Niedervolt zu schalten

zwischendurch mal zur Belustigung:

ich habe ja, vom Balkonkraftwerk-Ansatz mit bechränkter WR Leistung her kommend, eine Brauchwasserbeheizung auf Niedervolt Ebene projektiert. Das Dickste, was ich für 50V bekommen habe, ist ein 2x 750 Watt Heizstab. Diesen muss ich natürlich schalten -> 2x 15 Ampere.

Im 'Vertrauen' auf die chinesischen Angaben habe ich es zuerst mit einem "120A Starterrelais" versucht. Das hat zumindest ein paar Tage durchgehalten (15A), sah dann aber so aus (und ging natürlich nicht mehr):

nagut, ein Starterrelais ist vielleicht nicht für 100% Einschaltdauer gedacht, und ein Freund (auch E-Ing) sagte, so ein Relais würde beim Kontaktieren 'mikroverschweissen' und der Strom wäre für das dicke Ding vielleicht nicht groß genug gewesen.

Also ein "40" Ampere KFZ Relais genommen. Das hat genau ein Mal geschaltet und sah dann so aus (tatsächlich verschweisst, aber nicht 'mikro'...):

Es gibt ja auch Halbleiter-Relais... Also habe ich ein (bzw 3) "60 Ampere DC Solid State Relais" besorgt:

15 Ampere hat es mit 0.6V Spannungsabfall durchgeleitet, dann wollt ich wissen, wieviel es bei 30A hat, um ggf einen Kühlkörper zu dimensionieren (im Db steht bis 30A ohne Zwangskühlung). Draufgeschaltet, 3V...4V...5V binnen etwa 5 Sekunden. Dann bin ich hoch gesprintet die Sicherungen abschalten. Das Ding war natürlich kochend heiss und auch schon kaputt, nicht mal mehr die Einschalt-Indikator-LED ging an...

Jetzt hab ich die Faxen dicke und bestelle drei solide ABB Schütze :sunglasses: (ich brauch 3 'Schalter' für 3 Stufen: Heizwendeln in Reihe 375W / eine Wendel 750W / beide Wendeln parallel 1500W)

Grüsse & ein ausfallfreies Wochenende! :slightly_smiling_face:

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Hast du mal den Widerstand des Heizstabs in kaltem Zustand gemessen?

Oliver

@oliverso klar! 3.2-3.3 Ohm. passt. ausserdem hab ich ja die Leistung in der Victron Reote Console gesehen (DC...)

Ich nehm für sowas Mosfets bzw. Profets

Mal ne blöde Frage......hast du eine passende Freilaufdiode bei den Relais verbaut?

Schau dir doch mal genauer an, für wieviel Spannung DC die angegebenen A der Relais sind.

so ein Heizstab ist ja nun keine induktive Last wie z.B. ein Anlasser... Zugegeben, einen kleinen Funken gibt es trotzdem. Aber über einem Lichtschallter hast du ja auch keine Freilaufdiode.

es sind alles '48V' Relaise (abgesehen von dem SSD, das geht bis 220VDC). In der Fahrzeugtechnik ist es normal, dass im 12V System 13.4V sind und entsprechend bei 48 meine Akkuspannung auch passt...

ich geh mal davon aus, dass in so einem fertigen SSR nix andres drin sitzt. Und da is ne Freilaufdiode on board. wobei das Dingen nicht ein einziges Mal ausgeschaltet hat, das habe ich mit der Sicherung gemacht, es war schon vorher kaputt...

Der Lichtbogen, der beim öffnen der Kontakte entsteht, hat die Kontakte abgebrannt. Der Strom von 15A ist kein Problem. Das passiert immer, wenn ein fließender Strom unterbrochen wird, der von einer Stromquelle mit einer Spannung über etwa 25V stammt. Die Leerlaufspannung eines Moduls reicht zum Zünden des Lichtbogens aus und ein Strom von etwa 10A lässt ihn längere Zeit brennen. Das Problem beim Solid State Relais war die hohe Spannung, die an der Leitungsinduktivität beim schnellen Abschalten des Stromes entsteht. Diese war für die Transistoren zu hoch. Ein Kondensator parallel zur Schaltstrecke kann den Spannungsanstieg verlangsamen und sorgt dadurch für eine geringere Spannung. In älteren KFZ Zündungen war solch ein Kondendator Pflicht. Sonst wurde die Induktionsspannung in einem Lichtbogen verbraten. Die Folge war zu niedrige Hochspannung und blau gebrannte Kontakte. Bei den Relais könnte das noch durch häufiges ein und Ausschalten begünstigt worden sein.

Hier geht es wohl um DC, kann man nicht mit selbstverlöschenden Funken im AC Kreis vergleichen.

Ich hatte mal den Test mit einem großen offenen 230 VAC Relais für 10 A, namhafter Hersteller der die Relais auch selbst einsetzte, an 30 V 2 A gemacht. Ich konnte zusehen wie der Lichtbogen jedesmal abschalten länger brannte. Nach dem 5. Abschalten klebte der Kontakt fest. Das Ding kann 100000 Schaltungen unter normalen ac Bedingungen.

Bedenken daß ein vorhandener Sicherheits Thermoschalter im Boiler ebenfalls nicht dafür ausgelegt ist den DC Strom abzuschalten. Den kann man nur zur Steuerung verwenden.

@philippoo

der Vorteil ist man kann es selbst dimensionieren. Auch gleich die passenden Kühlkörper drauf setzen.

Aber mit einem potenten Schütz wird es klappen :slight_smile:

Schalte doch einfach das Halbleiterrelais und das mechanische Relais an den Kontakten parallel.
Dann schaltest Du beide gleichzeitig ein und das Halbleiterrelais, gegenüber dem mechanischen Relais, verzögert aus.

hihi, das wird dann ja eine ziemliche Kabelei. Ausserdem ersetzen zwei SSR das eine umschaltende Relais (brauch es für Wechsel zwischn Reihen- und Parallelschaltung) - mit 'gleichzeitig ein' ist das dann so ne Sache...

ne ne, drei solide Schütze und gut is. Experimente sind mir da auch ehrlich gesagt etwas zu gefährlich. Wenn da was durchbrennt oder verschweisst kann das auch mal zum Brandherd im Keller werden, oder mir kocht die ganze Schose... Eine Havarie mit geschmolzenen Verbundrohren hatte ich schon, die hab ich nur durch superglücklichen Zufall nahezu unmittelbar bemerkt, weil ich wegen was völlig andrem in den Keller gegangen war. So musste ich nur einen Eimer Wasser aufwischen...

Die Schütze, die ich im Auge habe (ABB Installationsschütz ESB25-40N-06) - ich zitiere aus dem Datenblatt (Ausschnitte):

Bemessungsbetriebsspannung: Hauptstromkreis 220 V DC

Bemessungsfrequenz (f): Hauptstromkreis DC

Bemessungsbetriebsstrom AC-1 (Ie): (Schließer) 25 A (AC-1: nicht induktive oder schwach induktive Last. Widerstandsöfen, 60947-4-1)
Elektrische Belastbarkeit (AC-1, Schließer): 130000 Zyklen
  • das Schütz hat 4 Pfade, die ich parallel schalten werde.

  • ich werde die Ansteuerung so gestalten, dass immer nur maximal 15A geschaltet werden, mit 0.2s Schaltverzögerung.

A ist das einzige, das ggf. 30A führt. Wenn ich aber C ausschalte, bevor ich A ausschalte (und beim Einschalten andersrum), werden nie mehr als 15A geschaltet.

Bei 4 Pfaden a 25A kann ein 'Schalter' 100A locker führen (das Begrenzende ist gewöhnlich das Schalten).

Trotz alledem erwäge ich den Einbau von Freilaufdioden und parallelen Kondesatoren zur Schutzbeschaltung.

Sieht jemand was, das ich nicht bedacht habe?

(ps. nicht von dem Wort 'Schließer' irritieren lassen - die Schütze gibt es wohl auch als Öffner (NC), deswegen steht das wohl da)

so, 'Nägel mit Köppen' :sunglasses:

gut, der Berührungsschutz für die Steuerspannung ist jetz nicht ganz VDE-gemäss, aber soll ja auch niemand am packen... :wink:

Wie kommst Du auf 15 A? Sind das Heizkörper für passende Kleinspannung? Der normale 230 V etwa 3kW Heizkörper bringt hier nur ein paar Hundert W.

Am Widerstand, etwa 15 Ohm ändert sich nichts. 60/15 ergibt nur 4 A bzw 240 W.

Es gibt Relais zum Schalten von DC Lasten.

Die mit sichtbaren Kontakten an Luft, zähle ich nicht dazu.

Der 30/40A Kompressor vom Luftfahrwerk in meinem PKW wird seit nun bald 30 Jahren fehlerfrei von einem SSR geschaltet.

Probleme damit sind unbekannt.

Passende Hardware und gut sein lassen....

Eine lebensgefährliche, Installation auf brennbarem Untergrund bei Mißachtung aller sogar sinnvollen Vorschriften ist kaum eine Lösung. Entsorgen ist da das Mittel der Wahl.

Bei 12 V gibt es die Probleme auch noch nicht, fängt gegen 30 V an.

DC Relais mit Blas Magnete gibt es auch, nicht günstig.

Bei normalen Relais z.B 3x ein kann man die Kontakte in Serie schalten. Damit wird die Luft Strecke deutlich verlängert. Dazu noch eine RC Kombination, Daumen, 5 Ohm 1 Mikrofarad drüber knallen sollte auch helfen.

@hopfen Hmm, ich hab da noch nicht ganz durchblickt warum das nicht auch mit passend dimensioniertem und beschaltetem SSR gehen soll

@hf_spsler Ich habe noch nicht durchgeblättert warum das nicht auch mit Relais gehen sollte. AC solid state Relais finde ich persönlich im Normalfall Käse. MOSFET kann jeder, fast :wink:

Nur mal ein schwaches Printrelais. Vermutlich nicht mehr Made in A.