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Leistungsrelais

"Doping" mit Zero Cross Switching

15. Mai 2014, 9:29 Uhr | Von Benjamin Miedl

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Schutzmaßnahmen für die Schaltkontakte

Um den sehr hohen Einschaltströmen zu begegnen, die in einem Bereich von mehreren hundert Ampere liegen können, stehen Relaisherstellern wie Panasonic Electric Works zwei bevorzugte Möglichkeiten zur Verfügung:

Zum einen ist eine konstruktive Änderung der Kontakte realisierbar: Hierfür wird ein Wolfram-Vorlaufkontakt verwendet, der vor dem eigentlichen Schaltkontakt den Stromkreis schließt und den Einschaltstrom bewältigen muss. Der nacheilende Schaltkontakt, der aus den üblichen Kontaktmaterialien, z.B. AgNi oder AgSnO2, besteht, schließt, nachdem der Einschaltstrom auf Nennstromniveau abgeklungen ist. Dadurch wird der Kontaktwiderstand von Wolfram niederohmig geschalten. Eine weitere positive Eigenschaft des Elements Wolfram besteht in dessen thermischer Belastbarkeit, wodurch sich ein deutlich höherer Schmelzpunkt gegenüber normalen Kontaktmaterialien gewinnbringend einsetzen lässt.

Eine weit elegantere Lösung besteht darin, den Einschaltstrom in dessen Höhe zu begrenzen. Dafür muss nach vereinfachter sowie elementarer Betrachtung mittels des ohmschen Gesetzes I = U/R, entweder die Spannung abgesenkt oder der Gesamtwiderstand der Applikation erhöht werden. Nachdem die ohmschen Zuleitungswiderstände ebenso wie der Blindwiderstand des Kondensators, nach bekannter Formel

Xc = 1/ω * C

festgelegt sind, kann nur im Faktor Spannung die Lösung zu finden sein. In der europäischen Gebäude- und Haustechnik liegt eine sinusförmige Wechselspannung von 230 V vor. Die Nennfrequenz von 50 Hz führt zu einem periodischen Nulldurchgang der Versorgungsspannung in zeitlichen Abständen von 10 ms.