Auslösezeit FI bei Fehlerstrom

[eUp123]

Ich betreibe einen WARP Charger Pro, 11kW, 5x6qmm Zuleitung,  mit 3-poligem LSS 16A (C) und einem allstromsensitiven FI (Typ B) von GE, 4-polig, 30mA, 40A, unverzögert/nicht selektiv. Der Stromkreis ist exklusiv für die Wallbox. Netzaufbau: TNC-S

1. Sofern die Wallbox physisch abgeklemmt ist, liegt die Auslösezeit des FI unter 100ms, also absolut im vorgeschriebenen Zeitrahmen.
2. Im aktiven Zustand, also während des Ladeprozesses, liegt die Auslösezeit des FI bei etwas über 100ms, also wiederum sehr gut innerhalb der Toleranz.
3. Befindet sich die Wallbox im Standby, steigt die Auslösezeit jedoch auf über 500ms und liegt somit deutlich außerhalb der Norm.
   Hierzu meine Frage: Ist das erklärbar und zulässig?

Wie gesagt, es hängen keine anderen Verbraucher im Stromkreis, sodass eine schnelle Auslösung wohl kaum benötigt wird, also kein Risiko bestehen sollte, sofern der metallische  Gehäusedeckel direkt mit dem Potenzialausgleich verbunden ist. Probeweise habe ich eine andere WB (ABL) angeschlossen. Diese zeigt keine Auswirkungen auf die Auslösezeit des FI. Für die Prüfung des FI verwende ich ein Profi-Gerät von Benning.

Vielen Dank für jede Nachhilfe!

[batti]

Hallo eUP,

das ist wirklich sehr merkwürdig. Da dies nicht der Standardfall ist, den wir hier testen, habe ich das ganze hier mal nachgestellt. Mit einem Eton FI, 30mA, 40A liege ich beim einfachen Auslösestrom (30mA) mit angeschlosser Wallbox (im Standby) bei knapp unter 20ms (reproduzierbar). So würde ich es auch erwarten.

Ich kann mir das nicht wirklich erklären. Blendet man das Fahrzeug als Last mal aus, sind alle wesentlichen Komponenten der Wallbox im Standby und beim Laden des Fahrzeugs im gleichen Zustand (Schütz mal ausgenommen). Du scheinst dich ja etwas auszukennen! Kannst du den DC Schutz abklemmen (L und PE aus den Wagoklemmen nehmen) und erneut testen?

Ansonsten schreibe uns doch bitte mal per Mail an, dann gucken wir ob und wie wir die Wallbox austauschen.

VG Bastian

[eUp123]

vor 21 Stunden schrieb batti:

Hallo eUP,

das ist wirklich sehr merkwürdig. Da dies nicht der Standardfall ist, den wir hier testen, habe ich das ganze hier mal nachgestellt. Mit einem Eton FI, 30mA, 40A liege ich beim einfachen Auslösestrom (30mA) mit angeschlosser Wallbox (im Standby) bei knapp unter 20ms (reproduzierbar). So würde ich es auch erwarten.

Ich kann mir das nicht wirklich erklären. Blendet man das Fahrzeug als Last mal aus, sind alle wesentlichen Komponenten der Wallbox im Standby und beim Laden des Fahrzeugs im gleichen Zustand (Schütz mal ausgenommen). Du scheinst dich ja etwas auszukennen! Kannst du den DC Schutz abklemmen (L und PE aus den Wagoklemmen nehmen) und erneut testen?

Ansonsten schreibe uns doch bitte mal per Mail an, dann gucken wir ob und wie wir die Wallbox austauschen.

VG Bastian

Vielen Dank für die superschnelle Rückmeldung. Werde zunächst zwei andere WARP Charger Pro auf ähnliches Verhalten testen, auch mit unterschiedlichen FI (ABB, Hager und evtl. Siemens). Ich würde es zwar nicht verstehen, aber vielleicht hilft Umstieg von FI B auf A. Wäre ja Dank in der WB verbautem 6V DC Fehlerstromwächter zulässig.

[floho]

vor 3 Stunden schrieb eUp123:

Vielen Dank für die superschnelle Rückmeldung. Werde zunächst zwei andere WARP Charger Pro auf ähnliches Verhalten testen, auch mit unterschiedlichen FI (ABB, Hager und evtl. Siemens). Ich würde es zwar nicht verstehen, aber vielleicht hilft Umstieg von FI B auf A. Wäre ja Dank in der WB verbautem 6V DC Fehlerstromwächter zulässig.

Laut Anleitung ist doch sogar ein Typ A gefordert. 

[batti]

Was testest du denn? AC oder DC Fehlerstrom? (1x Prüfstrom?)

In der Tat macht ein (teurer) Typ B FI vor unserer Box keinen Sinn, wenn ein Typ A ausreicht. Ich verstehe aber noch nicht warum, das nicht doch technisch funktionieren sollte. Da du einen Typ B FI vor der Box hast, kannst du unseren DC Schutz in der Box auch abklemmen.

[eUp123]

vor 2 Stunden schrieb floho:

Laut Anleitung ist doch sogar ein Typ A gefordert. 

Ja, richtig. RCD sind aber quasi funktional kaskadiert: Typ A (hier zulässig) kann mehr als AC (hier nicht zulässig), Typ B kann alles, was A kann und zusätzlich Gleichstromfehler (allstromsensitiv) erkennen usw.

Habe heute anderen WARP Charger Pro an ABB FI, Typ A, 40A, 30mA gemessen. Ergebnisse wie bei mir, d.h. Auslösezeit im Standby >500ms, beim Laden <100ms.
Klemmt man, wie von Bastian vorgeschlagen, L und PE ab, ist das Ergebnis i.O. Es genügt, L1 von der WB zu trennen. Jeder einzelne Außenleiter hinter dem LSS gegen PE löst den FI sofort aus. Lediglich die WB scheint im Standby den vom Testgerät erzeugten Fehlerstrom von 30mA (teilweise) zu absorbieren und so die Auslösezeit zu verlängern. Bei größeren Kondensatoren in der WB hätte ich dafür Verständnis. 

Messung von Erdung und Isolation sind i.O. Einen Fehler der WB kann ich nicht erkennen, es handelt sich wohl nur um ein elektrisches Phänomen außerhalb meines Horizontes. Werde mit anderen Messgeräten oder Testschaltungen weiter forschen, möchte aber niemanden unnötig mit diesem Thema beschäftigen. Ideen sind natürlich willkommen.

Danke und Grüße

[eUp123]

Gerade eben schrieb batti:

Was testest du denn? AC oder DC Fehlerstrom? (1x Prüfstrom?)

In der Tat macht ein (teurer) Typ B FI vor unserer Box keinen Sinn, wenn ein Typ A ausreicht. Ich verstehe aber noch nicht warum, das nicht doch technisch funktionieren sollte. Da du einen Typ B FI vor der Box hast, kannst du unseren DC Schutz in der Box auch abklemmen.

Danke für den Tipp! Warum bin ich nicht selbst darauf gekommen, einen Test ohne den DC-Schutz zu machen?

Zur Info: Der RCD Typ B wurde eingesetzt, weil meine frühere WB keinen DC-Fehlerschutz integriert hatte. Somit war FI B vorgeschrieben.

[eUp123]

Was testest du denn? AC oder DC Fehlerstrom? (1x Prüfstrom?

Sorry, ich hatte vergessen diese Frage nach dem Prüfstrom zu beantworten: 1x Prüfstrom AC 30mA (wobei das Testgerät wohl bis 56mA liefern kann)

[mjancom]

Am 12.7.2021 um 11:37 schrieb eUp123:

....

1. Sofern die Wallbox physisch abgeklemmt ist, liegt die Auslösezeit des FI unter 100ms, also absolut im vorgeschriebenen Zeitrahmen.
2. Im aktiven Zustand, also während des Ladeprozesses, liegt die Auslösezeit des FI bei etwas über 100ms, also wiederum sehr gut innerhalb der Toleranz.
3. Befindet sich die Wallbox im Standby, steigt die Auslösezeit jedoch auf über 500ms und liegt somit deutlich außerhalb der Norm.
   Hierzu meine Frage: Ist das erklärbar und zulässig?

Hallo,

ich misch mich mal mit einer weiteren Frage in den Thread ein (hoffe das ist nicht unhöflich).
Laut der Aussage oben wurde der FI bei Betrieb und Standby (über den Testschalter an der Wallbox?) ausgelöst.

Der Elektriker hat dies bei mir nach der Installation ohne Ladevorgang versucht, das hat nicht funktioniert.
Dann hat er mich gebeten das Auto anzuschließen und bei aktivem Ladevorgang wurde der FI ausgelöst.

Sollte das auch ohne aktiven Ladevorgang funktionieren?

Gruß und Danke

[eUp123]

vor 2 Stunden schrieb mjancom:

Hallo,

ich misch mich mal mit einer weiteren Frage in den Thread ein (hoffe das ist nicht unhöflich).
Laut der Aussage oben wurde der FI bei Betrieb und Standby (über den Testschalter an der Wallbox?) ausgelöst.

Der Elektriker hat dies bei mir nach der Installation ohne Ladevorgang versucht, das hat nicht funktioniert.
Dann hat er mich gebeten das Auto anzuschließen und bei aktivem Ladevorgang wurde der FI ausgelöst.

Sollte das auch ohne aktiven Ladevorgang funktionieren?

Gruß und Danke

Der Testschalter an bzw. in der WB simuliert einen Gleichstromfehler. Ein solcher kann m.E. nur während des Ladevorgangs auftreten, da sich die WB ansonsten ausschließlich im AC-Mode bewegt. Insofern dürfte ein Auslösen des FI ohne Ladevorgang nicht erforderlich, vielleicht auch nicht möglich sein. Meine Feststellung mit >500ms tritt bei Auslösung des FI mit separat erzeugtem Wechselstrom von 30mA auf. Das ist auch nicht so einfach zu messen, z.B. ein normaler DUSPOL erkennt diese Zeit nicht, sondern zeigt den FI als in Ordnung. Mein Problem besteht weniger in einem elektrischen Risiko, sondern mehr darin, dass ich für das unterschiedliche Auslöseverhalten keine Erklärung habe. Messgerät? Versuchsaufbau? Netzeinflüsse? Elektronik der WB? Einfluss der angeschlossenen PV?

Übrigens: Nein, kein Beitrag ist unhöflich. Jede Idee ist willkommen.

[NoCee]

vor 40 Minuten schrieb eUp123:

Der Testschalter an bzw. in der WB simuliert einen Gleichstromfehler.

Das Teil erkennt selber einen Gleichstromfehler und macht daraus künstlich einen Wechselstromfehler.

Damit fliegt ein RCD A auch bei Gleichstromfehler raus. Damit muß kein Typ B verwendet werden.

Bei Tastendruck sollte aber auf alle Fälle der RCD rausfliegen auch ohne Laden. Dafür ist die Funktion schließlich da.

Wir hatten mal einen Fall bei dem bei einer Simulation von nur 5mA Fehlerstrom der RCD ausgelöst hatte.

Ursache damals war, daß schon von Haus aus ein gerade noch zulässiger Fehlerstrom geflossen war, der RCD also "vorgespannt" war.

Aber der Fall hier geht ja in die genau andere Richtung. Bei uns hat in der ganzen Elektrowerkstatt keiner eine Idee was da läuft.

 

Gruß

NoCee

[eUp123]

vor 10 Minuten schrieb NoCee:

Das Teil erkennt selber einen Gleichstromfehler und macht daraus künstlich einen Wechselstromfehler.

Damit fliegt ein RCD A auch bei Gleichstromfehler raus. Damit muß kein Typ B verwendet werden.

Bei Tastendruck sollte aber auf alle Fälle der RCD rausfliegen auch ohne Laden. Dafür ist die Funktion schließlich da.

Wir hatten mal einen Fall bei dem bei einer Simulation von nur 5mA Fehlerstrom der RCD ausgelöst hatte.

Ursache damals war, daß schon von Haus aus ein gerade noch zulässiger Fehlerstrom geflossen war, der RCD also "vorgespannt" war.

Aber der Fall hier geht ja in die genau andere Richtung. Bei uns hat in der ganzen Elektrowerkstatt keiner eine Idee was da läuft.

 

Gruß

NoCee

Hängt das DC-Fehlerstromschutzmodul evtl. hinter dem Schütz? (Ich möchte nicht wieder extra die WB öffnen, um die Schaltung zu prüfen.) Dann müsste zunächst der Ladevorgang gestartet werden, das Schütz also anziehen, um das DC-Modul mit Spannung zu versorgen.  Ohne zu laden würde der FI (A) bei Betätigung der Prüftaste am DC-Modul sonst nicht auslösen können. (Vermutung.) 
Leider gibt die Betriebsanleitung unter 3.3 PRÜFUNGEN keinen Hinweis darauf, ob der DC-Test auch ohne Last funktionieren sollte.

Für das von mir beschriebene Phänomen habe ich inzwischen den Optokoppler bzw. den verbauten Vorwiderstand (249kOhm) in Verdacht. Dieser liegt zwischen L1 und PE, und mit dem Ladevorgang ändert sich der Stromfluss über das Schütz. Werde versuchen, die Ableitströme zu messen. Der Schaltungsaufbau mit Optokoppler ist auch ein grundsätzlicher Unterschied zu meiner anderen WB, die das beschriebene Auslöseverhalten des FI nicht zeigt. Außerdem löst der FI nach Abklemmen von L1 schneller aus. Zu erwarten wäre ein phasenunabhängiges Auslöseverhalten, sofern an jedem Außenleiter dieselbe Elektronik hängt. 

[batti]

Zitat

Hängt das DC-Fehlerstromschutzmodul evtl. hinter dem Schütz? (Ich möchte nicht wieder extra die WB öffnen, um die Schaltung zu prüfen.) Dann müsste zunächst der Ladevorgang gestartet werden, das Schütz also anziehen, um das DC-Modul mit Spannung zu versorgen.  Ohne zu laden würde der FI (A) bei Betätigung der Prüftaste am DC-Modul sonst nicht auslösen können. (Vermutung.) 

Das DC-Fehlerstromschutzmodul hängt in der Tat zwischen Schütz und Typ2 Ladekabel. Das Modul wird aber permanent mit Strom versorgt, nur die Leiter die es überwacht sind die "geschalteten".

Zitat

Leider gibt die Betriebsanleitung unter 3.3 PRÜFUNGEN keinen Hinweis darauf, ob der DC-Test auch ohne Last funktionieren sollte.

Siehe Aussage oben. Sobald die Wallbox bestromt ist funktioniert wird auch das DC-Fehlerstromschutzmodul bestromt. Die Testfunktion sollte dann immer funktionieren.

Zitat

Für das von mir beschriebene Phänomen habe ich inzwischen den Optokoppler bzw. den verbauten Vorwiderstand (249kOhm) in Verdacht. Dieser liegt zwischen L1 und PE, und mit dem Ladevorgang ändert sich der Stromfluss über das Schütz. Werde versuchen, die Ableitströme zu messen. Der Schaltungsaufbau mit Optokoppler ist auch ein grundsätzlicher Unterschied zu meiner anderen WB, die das beschriebene Auslöseverhalten des FI nicht zeigt. Außerdem löst der FI nach Abklemmen von L1 schneller aus. Zu erwarten wäre ein phasenunabhängiges Auslöseverhalten, sofern an jedem Außenleiter dieselbe Elektronik hängt. 

Wenn das die Ursache wäre, dann würde ich vermuten dass das Problem nur Schlimmer wird, wenn das Schütz schaltet. Denn dann hast du auf L1 beide Optokopplereingänge parallel.

Zitat

Habe heute anderen WARP Charger Pro an ABB FI, Typ A, 40A, 30mA gemessen. Ergebnisse wie bei mir, d.h. Auslösezeit im Standby >500ms, beim Laden <100ms.
Klemmt man, wie von Bastian vorgeschlagen, L und PE ab, ist das Ergebnis i.O. Es genügt, L1 von der WB zu trennen. Jeder einzelne Außenleiter hinter dem LSS gegen PE löst den FI sofort aus. Lediglich die WB scheint im Standby den vom Testgerät erzeugten Fehlerstrom von 30mA (teilweise) zu absorbieren und so die Auslösezeit zu verlängern. Bei größeren Kondensatoren in der WB hätte ich dafür Verständnis. 

Das hätte ich fast überlesen. Das ist ja genau der Test, den zuvor durchgeführt habe, siehe:

Zitat

Da dies nicht der Standardfall ist, den wir hier testen, habe ich das ganze hier mal nachgestellt. Mit einem Eton FI, 30mA, 40A liege ich beim einfachen Auslösestrom (30mA) mit angeschlosser Wallbox (im Standby) bei knapp unter 20ms (reproduzierbar). So würde ich es auch erwarten.

Sehr merkwürdig.

 

 

Zitat

Klemmt man, wie von Bastian vorgeschlagen, L und PE ab, ist das Ergebnis i.O.

Damit meinst du L1 und PE von der Wallbox? Oder L und PE vom DC Schutzmodul in der Wallbox?

[eUp123]

vor einer Stunde schrieb batti:

Damit meinst du L1 und PE von der Wallbox? Oder L und PE vom DC Schutzmodul in der Wallbox?

Ich meine L1 und PE von der Wallbox. Wie schon geschrieben: Ich möchte nicht die ganze Community mit einem Thema beschäftigen, dessen Ursache vielleicht in meinem Aufbau oder Prüfverfahren liegt. Nach dem Urlaub werde ich sicherlich weiter forschen und mich melden, sofern ich mehr weiß oder vermute. 

Vielen Dank an alle, die sich Gedanken gemacht haben!

[batti]

Zitat

: Ich möchte nicht die ganze Community mit einem Thema beschäftigen, dessen Ursache vielleicht in meinem Aufbau oder Prüfverfahren liegt.

Naja, wenn der FI nicht auslöst wie erwartet, dann ist das für uns schon eine interessante Sache!

Ich habe jetzt nochmal verschiedene Wallboxen mit verschiedenen FI's getestet. Ich konnte das Problem nicht nachstellen. Auch im Standby bekomme ich je nach FI Werte <20ms unabhängig von der gemessenen Phase. An L1 erzeugen wir über die Optokopplereingänge einen kleinen Fehlerstrom (~1mA), mit dem wir die Phasen/Erdungsüberwachung durchführen. Meiner Meinung nach kann dadurch der FI nicht später auslösen. Wenn überhaupt könnte dieser nur früher ausgelöst werden, da ja schon ein "Fehlerstrom" existiert und der Teststrom zusätzlich ist.

Anbei ein Foto von meiner letzten Messung. Ich vermute das die Effekte irgendwie mit deinem Aufbau oder Messgerät zusammen hängen. Ich sehe aber auch nicht was die Ursache sein könnte. Melde dich gerne wenn du neue Infos hast. Ich lasse es jetzt zuerst dabei.

[mjancom]

vor 3 Stunden schrieb batti:

..  Sobald die Wallbox bestromt ist funktioniert wird auch das DC-Fehlerstromschutzmodul bestromt. Die Testfunktion sollte dann immer funktionieren.

 

Hab das noch mal ausprobiert und geht tatsächlich auch ohne aktiven Ladevorgang.
Der Elektriker hat wahrscheinlich den Taster nicht richtig getroffen.
Dieser hat auch irgendwie keinen wirklichen  Druckpunkt/klicken und kann sich etwas nach oben bewegen (also der Taster nicht der Elektriker 😄).

Ich war da beim ersten versuch vorhin auch etwas zaghaft und hab dann mal beherzter gehebelt. 
Außerdem ist das mit der kleine dreieckigen Öffnung nix für Augen ab 50 😉

[eUp123]

Weitere Messungen und Überlegungen haben zu einer Erklärung geführt: Die Leitungslänge und damit der Ohmsche Widerstand von der WB (= Messpunkt für FI-Auslösezeit) bis zum FI reduziert den vom Messgerät erzeugten Fehlerstrom. Die Auslösezeit des Typ-B FI im TN-Netz liegt im Toleranzbereich von 0,4s. Es gibt allerdings noch nicht erklärbare Abweichungen zwischen erster und zweiter Halbwelle. Mein Fazit ist aber: Das Problem wird nicht vom WARP-Charger erzeugt. Insofern ist das Thema an dieser Stelle beendet.

Nochmals vielen Dank an alle, die sich hierzu Gedanken gemacht haben!

ms