Schaltplan eines Lichtschalters
Energiesparen ist seit dem Aufkommen der kommerziellen Stromerzeugung ein heißes Thema geworden. Seit den Anfängen der elektrischen Beleuchtung gibt es Ideen, Verbraucher manuell und automatisch für den gewünschten Zeitraum ein- und bei Nichtgebrauch auszuschalten. Ein Element solcher Systeme ist das Impulsrelais.
Zweck, Funktionsprinzip und Anwendung
Das klassische Stromstoßrelais besteht wie das herkömmliche Relais aus einer Spule mit Kern, einem beweglichen System und einer Kontaktgruppe. Dieses Gerät wird oft als bistabil bezeichnet, weil es zwei stabile Zustände hat: mit getrennten Kontakten und mit eingeschalteten Kontakten. Der Zustand des Relais bleibt erhalten, wenn die Spannung weggenommen wird, und dies ist ein wesentlicher Unterschied zu einem herkömmlichen System.
In der Praxis wird das längere Vorhandensein von Spannung an der Spule als unnötig und sogar als schädlich angesehen, da die Wicklung überhitzen kann. Daher wird ein solches Gerät mit kurzen Impulsen gesteuert:
- der erste Impuls schließt die Kontakte;
- Der zweite Impuls öffnet die Kontakte;
- der dritte schließt sich wieder und so weiter.
Jeder Impuls setzt die Kontakte in den entgegengesetzten Zustand zurück. Die Impulse werden von den Schaltern erzeugt. Es ist logisch, die Schalteinrichtung als nicht rastenden Druckknopf zu gestalten.
Ein normaler Taster ist für diese Anwendung nicht geeignet - man kann ihn im eingeschalteten Zustand leicht vergessen und die Spule fällt nach kurzer Zeit aus. Türklingeltasten können anstelle von Schaltern verwendet werden.
Ein typisches Relais hat Eingänge:
- A1 und A2 - für 220-Volt-Stromanschluss;
- S - Steuereingang;
- NO, C, NC - Kontaktsystemklemmen.
Für die Kennzeichnung von Terminals gibt es keine einheitliche Norm. Die Kennzeichnung der Eingänge kann von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich sein.
Das Schalten wird nämlich nicht durch Tastendruck synchronisiert, sondern das System wartet auf den nächsten Sinusdurchgang durch den Nullwert. Damit wird sichergestellt, dass der Strom beim Schalten gleich Null ist, was die Lebensdauer der Kontaktgruppe verlängert. Da ein solcher Übergang jedoch zweimal pro Periode stattfindet, beträgt die maximale Verzögerung 0,01 Sekunden, so dass die kurze Pause nicht auffällt.
Viele Impulsrelais für die elektrische Lichtsteuerung haben zusätzliche Ein- und Aus-Eingänge. Diese haben Vorrang vor dem S-Eingang - wenn an ihnen Spannung anliegt, kann das Relais unabhängig vom Zustand an der S-Klemme zwangsweise ein- oder ausgeschaltet werden.
Mit einem Impulsschalter lassen sich Beleuchtungssteuerungen realisieren, bei denen das Licht von mehreren Stellen aus unabhängig von anderen Schaltgeräten ein- und ausgeschaltet werden kann. Traditionell basiert diese Art von System auf Durchgangs- und Kreuzungsschaltern, aber die Verwendung von Stromstoßschaltern hat ihre eigenen Vorteile.
Wichtigste technische Merkmale
Bei der Beschaffung von Schaltgeräten sind die technischen Grunddaten wichtig:
- Macht der Kontaktgruppe;
- Versorgungsspannung;
- Betriebsstrom der Spule;
- Ausführung der Kontaktgruppe (Schließer und Öffner oder Wechsler);
- zusätzliche Servicefunktionen.
Der (auf den ersten Blick unlogische) Parameter der Anzahl der anschließbaren Schalter muss ebenfalls berücksichtigt werden. Diese Eigenschaft mag absurd erscheinen, aber man muss bedenken, dass Geräte mit Lichterketten weit verbreitet sind. Wenn es viele davon gibt, reicht der Gesamtstrom durch diese Stromkreise aus, um das Relais auszulösen.
Die Steuerspannung der meisten Geräte beträgt 220 Volt, aber es gibt auch Relais mit Niederspannungssteuerung (12...36 Volt). Diese Geräte bieten einen großen Sicherheitsvorteil, erfordern aber eine zusätzliche Stromversorgung. Aus diesem Grund werden sie in Privathaushalten (im Gegensatz zur Produktion) nicht häufig verwendet.
Die Steuerstromkreise von bistabilen Schaltgeräten nehmen nur sehr wenig Strom auf (diese Leistungsaufnahme hat praktisch keinen Einfluss auf den Zählerstand). Dies macht es verlockend, einen kleinen Querschnitt (bis zu 0,5 mm²) für die Steuerstromkreise zu verwenden. Es ist zu beachten, dass zum Schutz solcher Leiter ein separater Leistungsschalter mit einem niedrigeren Auslösestrom in der Schalttafel installiert werden muss. Über die Angemessenheit wird von Fall zu Fall entschieden.
Arten von bistabilen Relais mit Nachteilen und Vorteilen
Bistabile Kommutatoren gibt es in zwei Ausführungen:
- Der klassische elektromechanische (erhältlich in einem Gehäuse für die Montage auf einer Standard-DIN-Schiene);
- Die moderne elektronische Version.
Die zweite Version ermöglicht geringere Abmessungen, eine höhere Zuverlässigkeit des Geräts und bietet Entwicklern die Möglichkeit, praktisch unbegrenzte Servicefunktionen zu implementieren (Verzögerungstimer, WI-Fi-Kontrolle usw.). Zu den Nachteilen elektronischer Impulslichtschalter gehört die geringe Störfestigkeit.
Der Klassiker Elektromechanische Relais sind nur wenig empfindlich gegenüber Lärm und ÜbertragungenDas elektronische Impulsrelais ist sehr geräuschempfindlich, ist aber im Betrieb laut - ein lautes, konstantes Klickgeräusch kann störend sein.
Verschiedene Schaltpläne für ein Stromstoßrelais
Das einfachste Diagramm eines bistabilen Beleuchtungssystems ist unten dargestellt:
Wenn die Schalter nicht beleuchtet sind, kann die Anzahl der Schalter unendlich sein.. In der Tat gibt es eine Grenze für den Installationsabstand - bei einer bestimmten Kabellänge kann der Widerstand der Leiter den zum Einschalten des Relais erforderlichen Strom begrenzen. Bei angemessenen Entfernungen ist diese Einschränkung jedoch nur theoretisch. Anzahl der parallel dazu Die Anzahl der parallel geschalteten Lampen ist durch die Belastbarkeit der Ausgangskontaktgruppe begrenzt.
| Name des Relais | Typ | Kontaktbelastbarkeit, А |
| MRP-2-1 | Elektromagnetische | 8 |
| MRP-1 | Elektromagnetische | 16 |
| BIS-410 | Elektronisch | 16 |
| RIO-1M | Elektromagnetische | 16 |
| BIS-410 | Elektronisch | 16 |
Die Tabelle zeigt, dass viele Relais Lasten von 1760W bis 3520W akzeptieren. Dies reicht aus, um fast alle vernünftigen Beleuchtungsanforderungen (insbesondere angesichts der zunehmenden Verbreitung von LED-Geräten) ohne Zwischenrelais zu erfüllen.
Eine andere Variante des Schemas ist die Verwendung von Prioritätseingängen zum Ein- oder Ausschalten. Dieses Prinzip wird angewendet, wenn mehrere Räume oder Zonen zentral gesteuert werden sollen. Durch die Betätigung der zentralen Bedientasten wird der Zustand der Lampen unabhängig von ihrer vorherigen Position geändert - alle Lampen können gleichzeitig ein- oder ausgeschaltet werden. Eine solche Zweikanalschaltung ermöglicht es Ihnen, die Beleuchtung in allen Räumen gleichzeitig von einem Ort aus ein- oder auszuschalten und dann die Beleuchtung über die lokalen Tasten zu steuern.
Der elektromechanische Impulsgeber wird in der Schalttafel installiert - die Montage der DIN-Schiene ist dort am günstigsten. Die Topologie der Kabelführung wird durch ein einfaches Diagramm veranschaulicht, wie unten dargestellt:
Einige der Verbindungen werden mit Drähten in der Schalttafel hergestellt. Sie benötigen außerdem:
- ein fünfadriges Kabel, das von der Schalttafel zum Anschlusskasten führt (wenn kein Schutzleiter vorhanden ist, ein vieradriges Kabel);
- Ein dreiadriges Kabel zur Leuchte oder Gruppe (zweiadrig, wenn kein Schutzleiter vorhanden ist);
- Die Taster werden mit einem zweiadrigen Kabel verkettet.
Wenn ein Relais in elektronischer Ausführung verwendet wird, kann es in einem Verteilerkasten installiert werden. Dann werden die Kabel wie folgt verlegt:
Der Unterschied zur Vorgängerversion besteht darin, dass einige der Anschlüsse im Schaltkasten vorgenommen werden und der Stromkreis von den Schaltern nicht mehr zur Schalttafel zurückgeführt werden muss. Die Anzahl der Drähte im Kabel von der Dose zur Schalttafel wird reduziert: In Ermangelung eines Schutzleiters sind zwei Drähte ausreichend. Daher ist diese Regelung im Allgemeinen wirtschaftlich vertretbarer.
Ein Video wird empfohlen, um die Informationen zur Verkabelung zu verdeutlichen.
Stromstoßrelais oder Querstromunterbrecher
Ein Kontrollsystem mit drei oder mehr Stellen kann auch mit zwei Stellen erreicht werden über und mit mehreren (beliebig vielen) Querverbindungsstellen.
Die Kabelführung sieht in diesem Fall wie folgt aus (Schutzleiter nicht dargestellt). Offensichtlich sind in diesem Fall alle Schalter mit einem dreiadrigen Kabel gegen zwei Leiter miteinander verbunden.
Es ist auch möglich, auf die Verteilerdose zu verzichten und Daisy-Chain-Verbindungen herzustellen. In diesem Fall erhöht sich die Anzahl der Leiter in den Kommunikationskabeln auf 4, wobei der Schutzleiter berücksichtigt wird. Ein weiterer Nachteil dieser Art der Verdrahtung ist, dass die N- und PE-Leiter viele Anschlusspunkte haben, was die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Stromkreises verringert.
Eine Schaltung mit einem Impulsrelais ist daher wirtschaftlicher, wenn auch nicht sehr vertraut. Und je größer der Abstand zwischen den Leistungsschaltern ist, desto größer ist der Vorteil. Außerdem fließt der volle Verbraucherlaststrom durch den Durchgangsschalter, während bei der Umsetzung der Schaltung auf Impulsgeber nur ein kleiner Steuerstrom fließt - die Lebensdauer der Taster wird deutlich höher sein. Diese Option sollte bei der Planung einer Beleuchtungsanlage berücksichtigt werden.
Betrieb in Nicht-Standard-Situationen
Dabei handelt es sich vor allem um Situationen, in denen die Stromversorgung in der Wohnung vollständig unterbrochen ist. Die Relais verhalten sich anders, wenn die Stromversorgung wiederhergestellt wird:
- Bei elektromechanischen Systemen führt das Ausschalten nicht zum Umschalten, so dass sich die Leuchten bei Wiedereinschalten der Stromversorgung in dem Zustand befinden, in dem sie durch den Stromausfall aufgefangen wurden. Wenn die Lichter eingeschaltet waren, gehen sie wieder an, wenn sie ausgeschaltet waren, bleiben sie ausgeschaltet;
- Ein elektronisches Gerät mit einem nichtflüchtigen Speicher verhält sich genauso;
- Einfache Elektronik ohne Speicher wird in den von den Entwicklern vorgegebenen Zustand zurückgesetzt - normalerweise in die Aus-Stellung (manchmal aber auch in die Ein-Stellung).
Ein weiterer möglicher Konflikt ist das gleichzeitige Drücken von zwei Tasten an verschiedenen Stellen. Das System interpretiert dies als einmaliges Drücken, unabhängig von der Relaisversion, und setzt die Kontaktgruppe in die entgegengesetzte Position zurück.
Empfohlen zur Ansicht: Verwendung von Relais zur Steuerung der Beleuchtung im Haushalt.
Der Einsatz von Impulsgebern ermöglicht eine komfortable Beleuchtungssteuerung, bei der das Licht nur dann eingeschaltet wird, wenn sich Personen vor Ort aufhalten. Dies führt zu einer spürbaren Einsparung bei den Stromkosten. Derartige Systeme erhöhen auch den Betriebskomfort der Versorgungsunternehmen. In vielen Fällen ist ihre Verwendung auch unter ästhetischen Gesichtspunkten gerechtfertigt.