Halbleiter Sensoren - EPHY MESS€¦ · Heißleiter (NTC) sowie Silizium Sensoren (KTY der Baureihe 83-1xx und 84-1xx) bestens bewährt. Motorschutzkaltleiter eigenen sich sehr gut

Halbleiter Sensoren

- Motorschutzkaltleiter (PTC)- Heißleiter (NTC)- Silizium Sensoren (KTY)

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Inhaltsverzeichnis

1. Einführung ......................................................................................................................................... 2

2. Motorschutzkaltleiter ........................................................................................................................ 3

2.1. Allgemeines ......................................................................................................................................... 3

2.2. Klassischer Motorschutzkaltleiter Typ (EPTC / DPTC-SH-xxx) .......................................................... 4

3. Heißleiter (NTC) ................................................................................................................................. 6

3.1. Allgemeines ......................................................................................................................................... 6

3.2. Heißleiter zur Temperaturüberwachung Typ (K227) .......................................................................... 6

4. Silizium –Sensoren ........................................................................................................................... 9

4.1. Allgemeines ......................................................................................................................................... 9

4.2. KTY-Sensoren Baureihe 83-1xx und 84-1xx .................................................................................... 10

4.2.1. KTY-Sensor Baureihe 83-1xx ........................................................................................................... 10

4.2.2. KTY-Sensor Baureihe 84-1xx ........................................................................................................... 13

5. Konfektionierungsvarianten .......................................................................................................... 16

5.1. Konfektionierungsvarianten mit Ex-Zulassung nach ATEX .............................................................. 16

5.2. Konfektionierte schrumpfschlauchisolierte Sensoren Typ (XXX-XSH) ............................................. 17

5.3. Konfektionierte Sensoren in Keramikhülse Typ (XXX-KH) ............................................................... 18

5.4. Konfektionierte Sensoren in Metallhülse Typ (XXX-MH) .................................................................. 19

5.5. Einschraubthermometer Typ (XXX-SGH) ......................................................................................... 20

5.6. Nutenthermometer Typ (XXX/ZS; XXX/AK; E-NTS-ZS; KTY-ZS) .................................................... 22

6. Auslösegeräte für Kaltleiter und KTY-Sensoren ......................................................................... 24

6.1. Allgemeines ....................................................................................................................................... 24

6.2. Funktionsweise und Anwendungsbereiche von Kaltleiterauslösegeräten ........................................ 24

6.3. Kaltleiterauslösegeräte...................................................................................................................... 25

6.3.1. Auslösegerät Typ (INT69) ................................................................................................................. 25

6.3.2. Auslösegerät Typ (TÜS100 ............................................................................................................... 27

6.3.3. Kaltleiter-Auslösegerät mit ATEX Zulassung Typ MS(R ................................................................... 28

6.4. KTY Auslösegerät Typ (KTY 04.01-R) .............................................................................................. 30

2 EPHY-MESS Halbleiter Sensoren REV201509071

Anmerkungen zum Gebrauch des Kataloges

Die in diesem Katalog enthaltenen Produkte stellen eine allgemeine Übersicht der prinzipiell von

EPHY-MESS lieferbaren Bauformen und Konfektionierungsvarianten von PTC-, NTC- und KTY-

Sensoren dar. Es werden zunächst die einzelnen Grundbauformen der Sensoren sowie deren

technische Eckdaten vorgestellt. Daran schließt sich eine Übersicht der standardmäßig lieferbaren

Konfektionierungsmöglichkeiten an. Zum Abschluss werden noch einige Auslösegeräte für die

verschiedenen Sensorarten behandelt. Die unterschiedlichen Varianten und Ausführungen für ein

Produkt sind in den jeweiligen Auflistungen durch ein Pipe ( ) getrennt. Beachten Sie bitte, dass nicht

immer alle Varianten beliebig miteinander kombinierbar sind, da z.B. ein kleiner Hülsendurchmesser

nur eine bestimmte Schlauchleitung oder einen speziellen Sensor zulässt. Die im Katalog

dargestellten Konfektionierungsvarianten sind Standardbauformen. Es sind jedoch auch beliebige

kundenspezifische Lösungen machbar. Die technischen Datenblätter sind allgemein gehalten und

geben in der Regel nur die Eckdaten an. Aufgrund der unzähligen Möglichkeiten, die sich daraus

ergeben, ist es leider nicht möglich alle realisierbaren Varianten darzustellen. Bei besonderen

Anforderungen oder Wünschen wenden Sie sich bitte an unseren Vertrieb. Gerne entwickeln wir auch

mit ihnen gemeinsam einen Temperatursensor nach Ihren ganz speziellen Vorgaben. Eine

Konfektionierung von Ihnen beigestellter Sensoren ist ebenfalls möglich.

1. Einführung

Für die thermische Überwachung elektrischer Maschinen haben sich Motorschutzkaltleiter (PTC),

Heißleiter (NTC) sowie Silizium Sensoren (KTY der Baureihe 83-1xx und 84-1xx) bestens bewährt.

Motorschutzkaltleiter eigenen sich sehr gut zur Überwachung einer Grenztemperatur. Unter

Verwendung dieser Kaltleiter und einem dazu passenden Auslösegerät lässt sich eine zuverlässige

Überhitzungsschutzeinrichtung realisieren. Mittels Silizium Sensoren und NTC lässt sich für viele Fälle

eine preiswerte Temperaturmessung mit ausreichender Genauigkeit realisieren. Alle Sensoren werden

von EPHY-MESS vorwiegend für den Einbau in die Wicklung oder Nut elektrischer Maschinen

konfektioniert. Sie eignen sich jedoch auch für andere Temperaturmess- und Überwachungsaufgaben.

REV201509071 EPHY-MESS Halbleiter Sensoren 3

2. Motorschutzkaltleiter

2.1 Allgemeines

Bei einem Kaltleiter Positive Temperature Coefficient (PTC) handelt es sich um einen Halbleiter aus

dotierter, polykristalliner Bariumtitanat Keramik dessen Widerstand mit steigender Temperatur

zunimmt. Die von EPHY-MESS lieferbaren Kaltleitern sind überwiegend Motorschutzkaltleiter gemäß

DIN 44081 – 82, welche in der Wicklung elektrischer Motoren, Generatoren und Transformatoren

eingesetzt werden. Der charakteristische Kennlinienverlauf von Motorschutzkaltleitern ist in

nachfolgendem Diagramm dargestellt.

R(PTC) = f (TPTC) RN Kaltleiter Widerstand bei TN TN Nenntemperatur (25°C) Rmin Minimalwiderstand TRmin Temperatur bei Rmin

(Beginn des positiven ) RRef Bezugswiderstand bei TRef

TRef Bezugstemperatur (Beginn des

steilen Widerstandanstiegs) RPTC Beliebiger Widerstand im steilen Bereich TPTC Zu RPTC gehörige Temperatur TNAT Nennansprechtemperatur

Bei Motorschutzkaltleitern an Stelle der Referenztemperatur im steilen Bereich definiert

Abb. 1: Charakteristischer Kurvenverlauf von Motorschutzkaltleitern RPTC = f (T

Durch Kombination eines Motorschutzkaltleiters mit einem Auslösegerät erhält man eine effektive,

preiswerte und schnell ansprechende Lösung zum Schutz elektrischer Maschinen vor Überhitzung.

Wie aus Abb. 1: ersichtlich, steigt der Widerstandswert des Kaltleiters nach Erreichen seiner

Referenztemperatur steil an. Zur Klassifizierung des Sensors legt man einen Punkt im steilen Bereich

der Kennlinie fest, die sogenannte Nennansprechtemperatur (NAT). Sie bezeichnet den

Temperaturwert, bei der das nachgeschaltete Auslösegerät innerhalb des Toleranzbereiches

anspricht. Bei der Auswahl des zu verwendenden PTC muss seine NAT inkl. Toleranz so gewählt

werden, dass sie der maximal zulässigen Betriebstemperatur des Motors entspricht.

PTC lassen sich auch in verschiedenen NAT in einem Messkreis in Reihe schalten. Dadurch können

unterschiedliche Temperaturbereiche einer Maschine mit nur einem Messkreis überwacht werden.

Sobald an einem PTC die von seiner NAT vorgegebene Maximaltemperatur überschritten wird,

schaltet das nachgeschaltete Auslösegerät die Maschine ab. Weiterhin ist auch eine Verwendung von

2 verschiedenen NAT denkbar wenn man z. B. an einem Motor eine Kombination aus Vorwarnung

und Abschaltung realisieren möchte. Allerdings werden in diesem Fall auch 2 Messkreise benötigt.

[ ]

[°C]TPTCTN TRmin TRef

RRef

Rmin

RPTC

T

Lg R

RN


2.2 Klassischer Motorschutzkaltleiter Typ (EPTC / DPTC-SH-xxx)

Abb. 2: DPTC-SH-155 Standard: KL=500/180/180/500 mm

Bezeichnung: EPTC / DPTC-SH-xxx EPTC = Einzelkaltleiter DPTC = Drillingskaltleiter SH = Schrumpfschlauchhülle xxx = (NAT) Nennansprechtemperatur in °C

Ausführung EPTC-SH-xxx

Kaltleiterpille gem. DIN 44081 lack- und schrumpfschlauchisoliert mit fest angeschlossenen Einzellitzen

DPTC-SH-xxx 3 Kaltleiterpillen gem. DIN 44082 lack- und schrumpfschlauchisoliert mit fest angeschlossenen Einzellitzen in Reihe verschaltet

UL-Zulassung UL 1434 (UL file-Nummer E69802) optional bis incl. NAT 180°C

Messelement EPTC

Typ Einzelkaltleiter Material Bariumtitanat (BaTiO3) Anschlussart 2-Leiterschaltung

Widerstandswert R<100 bei Messspannung ≤ 2,5V Toleranz ±5K gemäß DIN 44081 (bis incl. NAT 160°C) ±7K gemäß DIN 44081 (ab NAT 170°C)

Messelement DPTC Typ Drillingskaltleiter Material Bariumtitanat (BaTiO3) Anschlussart 2-Leiterschaltung

Widerstandswert R<300 bei Messspannung ≤ 2,5V (bis incl. NAT 180°C)

R<350 bei Messspannung ≤ 2,5V (NAT 190°C) Toleranz ±5K gemäß DIN 44082 (bis incl. NAT 160°C) ±7K gemäß DIN 44082 (ab NAT 170°C)

IECEx: Ex eb IIC, Ex ta IIIC, Ex ia IIC Gb, Ex ia IIIC Gb ATEX: II 2G Ex e IIC Gb, II 2D Ex ta IIIC Da, II 2G Ex ia IIC Gb, II 2D Ex ia IIIC Db TR: Ex e II U, Ex tb IIIC Db U, Ex ia IIC U, Ex ia IIIC Db U


Elektrische Werte EPTC

nominelle Auslösetemp. NAT °C (siehe Übersicht oben) max. Betriebsspannung 30VDC nur im Bereich von 0°C … +40°C zulässig max. Messspannung 7,5VDC im Bereich von -25°C bis zu TNAT +23K Isolationsspannung 2,5 kV / AC 50 Hz / 1 min

Elektrische Werte DPTC nominelle Auslösetemp. NAT °C (siehe Übersicht oben) max. Betriebsspannung 30 V DC nur im Bereich von 0°C … +40°C zulässig max. Messspannung 7,5 V DC im Bereich von -25°C bis zu TNAT +23K Isolationsspannung 2,5 kV / AC 50 Hz / 1 min.

Temperaturbereich Einsatztemperaturen -25°C … +200°C; oberhalb von +200°C ist eine mögliche Eigenerwärmung durch den Messstrom zu berücksichtigen

Pillengröße Alte, ehemalige Standardpille ø<4 mm Aktuelle Minipille ø < 3 mm

Pillenisolation T < 160°C => Kynar®- Schrumpfschlauch

T 160°C => PTFE- Schrumpfschlauch

Nennansprechtemperatur 60°C … +190°C und zugehörige Farbcodes

Tab. 1: Farbcode für Motorschutzkaltleiter gem. DIN 44080

Anschlussleitung Material Kupfer, versilbert Querschnitt AWG 26/7 Länge max. 520mm Farbcodes je nach NAT, siehe Übersicht oben Litzendende 7±3mm abisoliert Isolation PTFE

Standardkabellänge1 EPTC 500 mm 2000 mm

DPTC 500/180/180/500 mm 2000/300/300/2000 mm

1 Andere Kabellängen auf Anfrage

TNAT [°C] Farbcode

60 WH / GY

70 WH / BN

80 WH / WH

90 GN / GN

100 RD / RD

110 BN / BN

120 GY / GY

130 BU / BU

140 WH / BU

145 WH / BK

150 BK / BK

155 BU / BK

160 BU / RD

170 WH / GN

180 WH / RD

190 BK / GY


Farbcode Außenverbindung (AV) gem. Tab.1 Innenverbindung (IV) bei DPTC => gelb

Konfektionierungsvarianten ESH / DSH SGH KH AK / ZS MH

3. Heißleiter (NTC)

3.1 Allgemeines

Bei einem Heißleiter handelt es sich nach DIN 44070 bzw. IEC60593 um einen temperaturabhängigen

Halbleiterwiderstand dessen Widerstandswert mit steigender Temperatur abnimmt. Der Negative

Temperature Coeffizient (NTC) liegt bei etwa -2... -6% / K und ist damit etwa zehnmal größer als bei

den Metallen. Heißleiter eignen sich deshalb gut zur Temperaturmessung. Sie bestehen aus Mangan-,

Eisen-, Kobalt-, Nickel-, Kupfer- und Zinkoxiden, denen zur chemischen Stabilisierung oftmals noch

andere Oxide beigemischt werden. Diese werden zu einer pulverigen Masse aufbereitet und nach

Zugabe eines plastischen Bindemittels bei Temperaturen von ca. 1000 - 1400°C gesintert. Danach

werden die polykristallinen Halbleiter noch kontaktiert und mittels spezieller Alterungsverfahren zur

Stabilisierung der Widerstandswerte gealtert.

Die Änderung des Widerstandes im Betrieb, kann sowohl durch Temperaturänderung der Umgebung,

als auch durch Eigenerwärmung infolge elektrischer Belastung erfolgen.

Während bei Verwendung von Kaltleitern die Ansprechtemperatur der Schutzeinrichtung durch die

NAT des PTC festgelegt ist, kann man den Schaltpunk bei einem NTC am entsprechenden

Auslösegerät einstellen.

3.2 Heißleiter zur Temperaturüberwachung Typ (K227)

Abb.3: Motorschutzheißleiter Typ K227, 1,8k

Bezeichnung NTC-SH, Typ K227 B57227 K333A, 1,8k

Sonderausführung 10k, technische Daten auf Anfrage ACHTUNG: Alle hier angegebenen Daten beziehen sich auf die Ausführung

mit 1,8k

Aufbau Heißleiterscheibe mit Kynar

® Schrumpfschlauch-Isolation und

fest angeschlossenen Einzellitzen Pillenabmessungen (isoliert) ømax= 5 mm x 14 mm Anwendung Zur thermischen Überwachung von elektrischen Maschinen.

Temperaturmessung in Elektromotoren und Transformatoren


Temperaturbereich -55°C ... +155°C Max. Leistung 200 mW bei T=25°C

Widerstandstoleranz R / RN = ±10%

Nennwiderstand (RN) 1,8 k 10 kSonderausführung Nenntemperatur 100°C

Widerstand R(25°C) 32,762 k Wärmeleitwert 5 mW/K (In ruhender Luft)

Therm. Abkühlzeitkonstante 30 s (In ruhender Luft) Wärmekapazität 150 mJ/K Isolationswiderstand (U=100V) >100 MΩ Durchschlagfestigkeit max. 2,5 kV / AC 50 Hz / 1 min. B-Wert (B25/B100) 4300 K B-Wert –Toleranz ±1,5%

Pillenisolation Kynar

®-Schrumpfschlauch

Zuleitung PTFE-Einzellitzen Kabelquerschnitt AWG26

Farbcode rot / grau

Kabellänge (Standard) 380 mm 2000 mm


Kennlinie

Abb. 4: Kennlinie NTC K227, 1,8kΩ

Konfektionierungsvarianten ESH / DSH SGH KH AK / ZS MH

1,E+02

1,E+03

1,E+04

1,E+05

1,E+06

1,E+07

-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

R [Ohm]

T [°C]


4. Silizium –Sensoren

4.1 Allgemeines

Bei Silizium Sensoren der KTY- Baureihe handelt es sich um diodenähnlich aufgebaute Halbleiter. Ihr

Einsatztemperaturbereich erstreckt sich von -55°C…+175°C (KTY 83 Serie) bzw. von -40°C...+300°C

(KTY84 Serie) was für die meisten industriellen Messzwecke ausreichend ist. Sie besitzen, ebenso

wie Kaltleiter, einen positiven Temperaturkoeffizienten, weisen im Gegensatz zu diesen jedoch eine

näherungsweise lineare Kennlinie auf. Ihr Widerstandsverhalten ist vergleichbar mit dem eines

Messwiderstandes mit großem Temperaturkoeffizienten. Ihr Anwendungsbereich liegt in der

Temperaturmessung und Grenzwertüberwachung. Der Toleranzbereich bei Referenztemperatur liegt

je nach Ausführung zwischen 3 und 5%, was verglichen mit einem Pt100 relativ ungenau ist. Für viele

Anwendungszwecke, wie z. B. im Motorschutz, ist dies jedoch völlig ausreichend, da die Sensoren in

diesem Fall meist relativ dicht an Ihrer Nenntemperatur (bei KTY84-1xx) betrieben werden und es bei

diesen Anwendungen in der Regel nicht auf ein Grad mehr oder weniger ankommt. Deshalb sind sie

in der Industrie als eine preiswerte Alternative zum klassischen Pt100 weit verbreitet. Die von EPHY-

MESS konfektionierten Sensoren basieren auf den KTY-Baureihen 83-1xx und 84-1xx. Auf

Kundenwunsch sind auch andere KTY-Typen verfügbar.


4.2 KTY-Sensoren Baureihe 83-1xx und 84-1xx

4.2.1 KTY-Sensor Baureihe 83-1xx

Abb.5: Silizium KTY 83-1xx Sensor

Bezeichnung Silizium KTY83-1xx xx = Toleranzbereich (siehe Tab.2:)

Aufbau Silizium Sensor im DO-34 Gehäuse mit axialen

Anschlussdrähten (Abmessungen siehe Abb.5:)

Typkennzeichnung aufgedruckte Typ-Nummer auf DO-34 Gehäuse (siehe Tab.2:)

Anschlusskennzeichnung schwarzer Kathodenring

Anmerkung: Die Kathodenseite des Sensors ist mit einem schwarzen

Farbring gekennzeichnet. Diese Seite muss wegen der Polaritätsabhängigkeit

des Sensors mit dem negativen Potential der Messeinrichtung verbunden

werden.

Messbereich -55°C ... +175°C Nennwiderstand 1000 Ω Nenntemperatur 25°C Messstrom 1 mA Max. zul. Dauerstrom Idmax in Luft (25°C) 10 mA Idmax in Luft (175°C) 2 mA


Toleranzbereich

Tab. 2: Toleranzen von KTY 83-1xx

Temperaturkoeffizient 25 0,76% / K Widerstandsverhältnis R100 / R25 = 1,67 ±0,02 R55 / R25 = 0,50 ±0,01

Thermische Zeitkonstante In ruhender Luft 20 s In ruhendem Wasser 1 s In fließendem Wasser 0,5 s Konfektionierungsvarianten ESH / DSH KH MH SGH AK / ZS

Kennlinie RT = RN [1+A (-N) + B (-N)²]

RN = Nennwiderstand

N = Nenntemperatur (25°C)

= Temperatur in [°C] A, B = Konstanten A = 7,635 10

-3

B = 1,731 10-5

Typ Typ-

Kennz. Toleranz

Toleranzbereich

RNenn =1000 TNenn = 25°C

KTY83–110 KTY83A ±1% 990...1010

KTY83-120 KTY83C ±2% 980...1020

KTY83-121 KTY83D -2% 980...1000

KTY83-122 KTY83E +2% 1000...1020

KTY83-150 KTY83H ±5% 950…1050

KTY83-151 KTY83K -5% 950…1000

KTY83-152 KTY83N +5% 1000…1050


Abb. 6: R(T)-Kennlinie KTY 83-1xx Abb.7: Widerstandsabweichung in Abhängigkeit vom Messstrom

8

4

0

-4

-8

-50 0 50 100 150

T[°C]

T[K]

KTY83-110 -121 -122

KTY83-151 -152 -120

Abb.8: Max. Strom in Abhängigkeit von der Abb.9: Max. Messfehler in Abhängigkeit von der Temperatur Temperatur

-10

0

10

20

30

40

0 1 2

R []

Ic [mA]

0

4

8

12

-50 0 50 100 150 200

Ic max [mA]

T [°C]

0,4

1,2

2,0

2,8

-100 0 100 200

R

[k]

T[°C]


4.2.2 KTY-Sensor Baureihe 84-1xx

Abb.10: Silizium KTY Baureihe 84-1xx

Bezeichnung Silizium KTY84-1xx xx = Toleranzbereich (siehe Tab.3)

Aufbau Silizium Sensor im DO-34 Gehäuse mit axialen

Anschlussdrähten Typkennzeichnung aufgedruckte Typ-Nummer auf DO-34 Gehäuse (siehe Tab. 3)

Anschlusskennzeichnung schwarzer Kathodenring

Anmerkung: Die Kathodenseite des Sensors ist mit einem schwarzen

Farbring gekennzeichnet. Diese Seite muss wegen der Polaritätsabhängigkeit

bei hohen Temperaturen mit dem negativen Potential der Messeinrichtung

verbunden werden.

Farbcode*) (+) = gelb (-) = grün

*) bei Konfektionierungsvarianten von EPHY-MESS

Messbereich -40°C ... +300°C

Nennwiderstand 1000 Nenntemperatur 100°C Messstrom 2 mA Max. zul. Dauerstrom IDmax in Luft (25°C) 10 mA IDmax in Luft (300°C) 2 mA


Toleranzbereich

Tab. 3: Toleranzen von KTY 84-1xx

Temperaturkoeffizient 25 = 0,61% / K Widerstandsverhältnis R250/R100 = 2,166±0,055 R25/R100 = 0,603 ±0,08

Thermische Zeitkonstante In ruhender Luft 20 s

In ruhendem Wasser 1 s

In fließendem Wasser 0,5 s

Gehäuse / Abmessungen Diodenglasgehäuse DO-34 / siehe Abb.10 Konfektionierungsvarianten ESH / DSH KH MH SGH AK / ZS

Kennlinie RT = RN [1+A (-N) + B (-N)²]

RN = Nennwiderstand

N = Nenntemperatur (100°C)

= Temperatur in [°C] A, B = Konstanten A = 6,229 10

-3

B = 1,159 10-5

Typ Typ-Kennz.

Toleranz Toleranzbereich

RNenn = TNenn = 100°C

KTY84-130 KTY84L ± 3% 970...1030

KTY84-150 KTY84M ±5% 950...1050

KTY84-151 KTY84O -5% 950...1000

KTY84-152 KTY84P +5% 1000...1050


Abb. 1: R(T)-Kennlinie KTY 84-1xx Abb. 2: Widerstandsabweichung in Abhängigkeit vom Messstrom

Abb.3: Max. zulässiger Sensorstrom in Abb.4: Max. Messfehler in Abhängigkeit von Abhängigkeit von der Temperatur der Temperatur

-10

0

10

20

30

40

1 2 3

R

[]

I const [mA]

0,0

1,0

2,0

3,0

-100 0 100 200 300

R

[k]

T [°C]

0

4

8

12

-100 0 100 200 300

T[°C]

I cont [mA]

-30

-20

-10

0

10

20

30

-100 0 100 200 300

Tamb(°C)

T(K)

KTY84-150

KTY84-150

KTY84-130 -151 -152


5. Konfektionierungsvarianten

Nachfolgende Tabelle gibt einen Überblick über die verschiedenen Konfektionierungsvarianten der einzelnen Basissensoren.

Bezeichnung Bauform PTC DPTC NTC KTY

XXX - ESH XXX-Sensor mit einlagiger Schrumpfschlauchisolation und fest angeschlossener Zuleitung

XXX XXX XXX XXX

XXX - DSH XXX-Sensor mit zweilagiger Schrumpfschlauchisolation und fest angeschlossener Zuleitung

XXX XXX XXX XXX

XXX - MH XXX-Sensor eingebaut in Metallhülse mit fest angeschlossener Zuleitung

XXX XXX XXX

XXX - KH XXX-Sensor vergossen in Keramikhülse mit fest angeschlossener Zuleitung

XXX XXX XXX XXX

XXX - SGH XXX-Sensor eingebaut in Schraubgehäuse mit fest angeschlossener Zuleitung

XXX XXX XXX

XXX - AK XXX-Sensor eingebaut in einen Aufnahmekörper (AK) mit fest angeschlossener Zuleitung

XXX XXX XXX

XXX - ZS XXX-Sensor eingebaut in Zwischenschiebergehäuse XXX XXX XXX

Tab. 4: Konfektionierungsvarianten von Basissensoren

5.1 Konfektionierungsvarianten mit Ex-Zulassung nach IECEx, ATEX und TR

Typ Bauform Sensor IEC Ex ATEX TR

PR-SPA-EX-WKF

XXX - ESH XXX - DSH XXX – MH XXX - KH XXX - SGH

PTC*KTY83/84 Ex eb IIC

Ex ta IIIC Ex ia IIC Gb Ex ia IIIC Gb

II 2G Ex e IIC Gb II 2D Ex ta IIIC Da II 2G Ex ia IIC Gb II 2D Ex ia IIIC Db

Ex e II U Ex tb IIIC Db U Ex ia IIC U Ex ia IIIC Db U

PR-SPA-EX-NWT XXX – AK XXX - ZS

PTC*| KTY83/84

*gem. DIN 44081-82

Tab. 5: Konfektionierungsvarianten mit Ex-Zulassung nach IEC Ex oder ATEX sowie TR-Zertifizierung


5.2 Konfektionierte schrumpfschlauchisolierte Sensoren Typ (XXX-XSH)

Abb. 5: KTY-ESH mit Teflon

®-Einzellitzen

Bezeichnung XXX/XSH XXX = PTC NTC KTY, (siehe Basissensoren)

X =E = einfach Schrumpfschlauch isoliert X =D = doppelt Schrumpfschlauch isoliert

Ausführung Messsensor, ein- oder zweilagig mittels Schrumpfschlauch

isoliert mit fest angeschlossener Zuleitung Temperatursensor EPTC / DPTC NTC KTY (auch als Pt100 lieferbar) Messbereich abhängig vom eingesetzten Sensor Max. Einsatztemperatur*) 175°C 190°C 260°C *) abhängig vom verwendeten Sensor

Sensor Isolation 1) ESH einschichtig isoliert

2) DSH zweischichtig isoliert Abmessungen*) ab ca. ø3 mm x Länge ab ca. 10 mm *) abhängig vom verwendeten Sensor und Kabel Werkstoff Kynar

®- Kynarflex

®- PTFE-Schrumpfschlauch

Anschlussleitung Schlauchleitung Teflon

®-Flachbandschlauchleitung |

abgeschirmte Schlauchleitung PTFE-Einzellitzen Isolation Silikon Teflon

® Glasseide

Kabelquerschnitt*

) AWG 20 22 24 26 28 30

*) Querschnitt bei SL /FSL abhängig vom Typ

Kabellänge nach Kundenwunsch Leitungsenden teilabisoliert Aderendhülsen blank verzinnt Farbcode bei PTC gem. IEC 757 siehe Tab.1: nach Kundenwunsch Durchschlagfestigkeit Riso 500V ≥ 200 MΩ 1,5 kV / AC 50 Hz / 1 min. 2,5 kV / AC 50 Hz / 1 min.*

)

*) nur bei DSH

Sonderausführungen wasserdichte Ausführung (IP 66)

abgeschirmte Ausführung (XXX-DSH-A) hochspannungsfeste Ausführung (bis 8kV)

Auf Wunsch mit IECEx, ATEX Zulassung*)

oder TR Zulassung

*) nicht für NTC

IECEx: Ex eb IIC, Ex ta IIIC, Ex ia IIC Gb, Ex ia IIIC Gb ATEX: II 2G Ex e IIC Gb, II 2D Ex ta IIIC Da, II 2G Ex ia IIC Gb, II 2D Ex ia IIIC Db TR: Ex e II U, Ex tb IIIC Db U, Ex ia IIC U, Ex ia IIIC Db U


5.3 Konfektionierte Sensoren in Keramikhülse Typ (XXX-KH)

Abb. 6: XXX-KH, 4,9x30 mm

XXX-KH, 3x15 mm

Bezeichnung XXX-KH

XXX= EPTC/DPTC NTC KTY KH = Keramikhülse

Ausführung Basissensor mit fest angeschlossener Anschlussleitung in

Keramik Hülse/n vergossen

Sensoren EPTC / DPTC NTC KTY (auch als Pt100 lieferbar)

Schutzhülse keramische Schutzhülse Werkstoff Al2O3-Keramik Abmessungen

Typ Abmessungen

HÜ-KH-EFG*) ø3x15 mm

HÜ-KH-EFG ø4x25 mm

HÜ-KH-ERG**) ø4,9x16 mm

HÜ-KH-ERG ø4,9x30 mm *) EFG = Einseitig flach geschlossen **) ERG = Einseitig rund geschlossen

Tab. 6: Abmessungen von Keramikhülsen

Anschlussleitung Schlauchleitung Geschirmte Schlauchleitung |

PTFE- Einzellitzen Isolation Teflon

® Silikon Glasseide

Kabelquerschnitt*) AWG 20 / 22 / 24 / 26 / 28 / 30*) *

) bei SL abhängig vom Typ

Kabellänge nach Kundenwunsch

Leitungsenden teilabisoliert Aderendhülsen blank verzinnt

Farbcode bei PTC gem. IEC 757 siehe Tab.1: nach Kundenwunsch

Durchschlagfestigkeit Riso 500V ≥ 200 MΩ max. 5 kV / AC 50 Hz / 1min. Sonderausführung mit Lackglasfilamentschlauch (LGLS) als Knickschutz

IECEx: Ex eb IIC, Ex ta IIIC, Ex ia IIC Gb, Ex ia IIIC Gb ATEX: II 2G Ex e IIC Gb, II 2D Ex ta IIIC Da, II 2G Ex ia IIC Gb, II 2D Ex ia IIIC Db

TR: Ex e II U, Ex tb IIIC Db U, Ex ia IIC U, Ex ia IIIC Db U


5.4 Konfektionierte Sensoren in Metallhülse Typ (XXX-MH)

Abb. 7: XXX-MH mit Befestigungsbohrung und gesickt angeschlossener Schlauchleitung

Bezeichnung XXX-MH

XXX = EPTC NTC KTY MH = Metallhülse

Ausführung Basissensor in Metallhülse eingebaut, mit fest

angeschlossener Zuleitung

Sensoren EPTCNTC KTY (auch als Pt100 lieferbar)

Schutzhülse metallische Schutzhülse Werkstoff V2A Messing Kabelanschluss*) gesickt rolliert vergossen

*)abhängig vom Kabeltyp Abmessungen*) ø min 3 x Länge min 20 mm

*) abhängig von Anschlussleitung und verwendetem Sensor

Anschlussleitung Schlauchleitung |Geschirmte Schlauchleitung |

PTFE- Einzellitzen Isolation Silikon Teflon

® Glasseide

Kabelquerschnitt*) AWG 20 / 22 / 24 / 26 / 28 / 30

*) bei SL abhängig vom Typ

Kabellänge nach Kundenwunsch Leitungsenden teilabisoliert Aderendhülsen blank verzinnt Farbcode bei PTC gem. IEC 757 siehe Tab.1 nach Kundenwunsch Durchschlagfestigkeit max. 2 kV / AC 50 Hz / 1min. Sonderausführung abgeschirmte Ausführung

mit Befestigungsbohrung M4




5.5 Einschraubthermometer Typ (XXX-SGH)

Abb. 8: Links: M-OK/SGH Ausf. A (ohne Schutzrohr), Messing Schraubgehäuse mit PTFE-Einzellitzen Mitte: M-OK/SGH Ausf. A (ohne Schutzrohr), Messing Schraubgehäuse mit fest vergossenem Anschlussstecker Rechts: M-OK/SGH Ausf. B (mit Schutzrohr), VA-Schraubgehäuse mit fest vergossener Schlauchleitung

Bezeichnung Einschraubthermometer, Schraubgehäuse XXX-SGH

XXX = PTC NTC KTY SGH = Schraubgehäuse

Ausführung Ausf. (A): Basissensor in Messing- oder Aluminium-

Schraubgehäuse vergossen, mit fest angeschlossener Zuleitung

Ausf. (B): Basissensor in VA-Hülse mit fester oder verschiebbarer Verschraubung

Messbereich abhängig vom verwendeten Sensor Max. Einsatztemperatur* 180°C 260°C *) abhängig vom verwendeten Sensor

Sensoren PTC NTC KTY (auch als Pt100 lieferbar)




Schraubgehäuse Ausf. A

*) Sensor im Gewindefuß ( bessere thermischen Ankopplung) **) mit vergossenem Anschlussstecker (4-polig) Abb. 8 unten

Tab. 7: Abmessungen von Standardschraubgehäusen

Verschraubungen Ausf. B

Tab. 8: Hülsen ø und Verschraubungen

Zuleitung Schlauchleitung PTFE – Einzellitzen Isolation Silikon Teflon

® Glasseide

Kabellänge nach Kundenwunsch Leitungsenden teilabisoliert Aderendhülsen blank verzinnt Farbcode bei PTC gem. IEC 757 siehe Tab.1: nach Kundenwunsch Durchschlagfestigkeit max. 2 kV / AC 50 Hz / 1 min.

Werkstoff Gewinde x Einbaulänge SW x Höhe

Messing M4 x 7,5 mm SW 7x10 mm

Messing M4 x 6 mm SW 7x10 mm

Messing M5 x 7,5 mm SW8x10 mm

Messing M6 x 7,5 mm * SW10x10 mm

Messing M6 x 7,5 mm* SW 8x15 mm

Messing M8 x 8 mm * SW19x24 mm**

Messing M8 x 7,5 mm * SW13x10 mm

Aluminium M4 x 6 mm SW8x8 mm

Aluminium M5 x 6 mm SW8x12 mm

Ø-VA-Hülse [mm] EL [mm] VA-VSB

4 mm 5 mm 6 mm (Standard) 8 mm

ab 20 M10x1 G1/4“ G3/8“ G1/2“


5.6 Nutenthermometer Typ (XXX / ZS XXX / AK E-NTS-ZS KTY-ZS)

Abb. 9: Oben: XXX-ZS mit PTFE-Einzellitzen

Unten: XXX-AK mit Teflon®-Flachbandschlauchleitung

Bezeichnung XXX-ZS Nutenthermometer

XXX-AK Nutenthermometer

(E-NTS-ZS) Ex e -Version (nur PTC)

(KTY-ZS) Ex e -Version (nur KTY)

ZS = Zwischenschieber

AK = Aufnahmekörper

XXX = PTC NTC KTY

Ausführung (ZS) Basissensor mit fest angeschlossener Zuleitung, mittels

Klemmbrücken fixiert und direkt vergossen in Epoxyd-Zwischenschiebergehäuse

(AK) Basissensor in HGW Aufnahmekörper aus Silikon eingebaut und vergossen. Mit Abdeck-Plättchen verschlossen und zusätzlich mit PTFE-Schrumpfschlauch isoliert. Fest angeschlossene Zuleitung.

Messbereich abhängig vom verwendeten Sensor Max. Einsatztemperatur *) 180°C 200°C *)abhängig vom verwendeten Sensor

Sensoren PTC NTC KTY (auch als Pt100 lieferbar) Aufnahmekörper (ZS) Epoxyd-Zwischenschieber, starr

Werkstoff Epoxydharz

Abmessungen*) D(min.)=30,3 mm x B(min.) =40,3

mm x L(min.) =203 mm

*)abhängig vom verwendeten Sensor und Kabel




Aufnahmekörper (AK) HGW Aufnahmekörper, flexibel Werkstoff Silikonglashartgewebe

Abmessungen*) D(min.)=30,3 B(min.) =50,3

mm L(min.) =203mm

*)abhängig vom verwendeten Sensor

Isolation PTFE-Schrumpfschlauch ein- oder zweilagig Zuleitung Schlauchleitung Teflon

®-Flachbandschlauchleitung

PTFE-Einzellitzen

Isolation Teflon® Silikon

Farbcode bei PTC gem. IEC 757 siehe Tab.1: nach Kundenwunsch

Querschnitt*) AWG20 24 26 28 Kundenwunsch *) Bei Schlauchleitung Querschnitt abhängig vom Typ

Kabellänge nach Kundenwunsch

Kabelenden teilabisoliert Aderendhülsen blank verzinnt

Durchschlagfestigkeit 3 kV / AC 50 Hz / 1min. nach Kundenwunsch Sonderausführung Auf Wunsch mit IECEx, ATEX-Zulassung oder TR-Zertifikat

*) **)

*) nicht für NTC) **) nur E-NTS-ZS KTY-ZS XXX-AK-ESH

_

Abb. 10: Abmessungen bei XXX-ZS (oben) und XXX-AK (unten)


6. Auslösegeräte für Kaltleiter und KTY-Sensoren

6.1 Allgemeines

Die durch Kaltleiter oder Temperaturmessfühler gesteuerten Auslösegeräte gewährleisten in erster

Linie den thermischen Überlastschutz elektrischer Maschinen. Der Schaltpunkt der Schutzeinrichtung

wird bei Kaltleitern durch deren Nennansprechtemperatur (NAT) bestimmt. Bei KTY Sensoren ist er

am Gerät einstellbar. Die von EPHY-MESS gelieferten Kaltleiterauslösegeräte können zusammen mit

allen Motorschutz-kaltleitern nach DIN 44081/82 eingesetzt werden. Das KTY-Auslösegerät ist

kompatibel mit allen Sensoren der Baureihe KTY84-1xx

6.2 Funktionsweise und Anwendungsbereiche von Kaltleiterauslösegeräten

Nach Einbau der Kaltleiterfühler in die Wickelköpfe der zu schützenden Motoren erfolgt der Anschluss

an das Auslösegerät. Die Anzahl der anzuschließenden Kaltleiter wird nur durch den

Summenwiderstand R25 des Auslösegerätes begrenzt. Steigt in einem der zu überwachenden Teile

oder Bereiche die Temperatur über die Nennansprechtemperatur des jeweiligen PTC- Sensors z.B.

durch

- blockierenden Läufer

- erschwerten Anlauf

- Gegenstrombetrieb

- Unterspannung oder Phasenausfall

so wird dieser hochohmig und das Auslösegerät schaltet über ein Relais den Motorschütz ab. Je nach

Art des Auslösegerätes erfolgt eine Rückschaltung nach Abkühlung um ca. 2-5K. Für bestimmte

Anwendungsfälle ist ein selbständiger Wiederanlauf nicht sinnvoll oder nicht zulässig. Für solche Fälle

sind Auslösegeräte mit Wiedereinschaltsperre (Verriegelung, Handreset) erhältlich. Bei dieser

Ausführung muss zum Wiederanlauf der Maschine nach einer thermischen Abschaltung eine manuelle

Entriegelung erfolgen. Nach einem Netzspannungsausfall schaltet das Ausgangsrelais ohne

Verriegelung wieder ein. Der Relaisausgang der EPHY-MESS Auslösegeräte ist als potentialfreier

Umschaltkontakt ausgeführt. Alle Geräte arbeiten nach dem Ruhestromprinzip, was eine Abschaltung

der Maschine bei Netzausfall, Fühler- oder Kabelbruch sicherstellt. Temperaturüberwachungssysteme

auf Basis von Kaltleitern und Kaltleiterauslösegeräten eignen sich nicht nur für den klassischen

Motorschutz sondern sind auch gut geeignet für Temperaturüberwachungen jeglicher Art, bei denen

eine Aktion nach Überschreiten eines Temperaturschwellwertes sichergestellt werden soll.


6.3 Kaltleiterauslösegeräte

6.3.1 Auslösegerät Typ INT69

Abb. 11: Kaltleiterauslösegerät INT69

Bezeichnung Kaltleiterauslösegerät INT69 / 69V

V = Verriegelung

Ausführung Auslösegerät in Standard oder Miniaturausführung mit einem

Wechselrelais. Wahlweise mit oder ohne Verriegelung Versorgungsspannung 230 V / AC 50 Hz Sonderausführungen von 12 – 60 V DC von 24 – 380 V AC Umgebungstemperatur -30°C ... +70°C Sensoren Motorschutzkaltleiter gem. DIN 44081/82 Anzahl 1 bis 9 Kaltleiter*) in Serie (R25ges < 1800 Ω) *) gleicher oder verschiedener NAT Messkreise 1 Relais 1 potentialfreier Wechselkontakt Schaltleistung 250 V AC max. 6A 300 VA ind. Montage Hutschiene Schraubanschluss Abmessungen Standard 68 x 33 x 80 mm Mini 68 x 33 x 50 mm IP- Schutzklasse IP20, Klemmen IP00

Verriegelung mit (INT69V) ohne (INT69)


Schaltbild

Abb. 12: Schaltbild INT69

Klemmenbelegung Spannungsversorgung: L / N

siehe lieferbare Versorgungsspannungen

Sensor Klemmen: 1 / 2

Polarität spiel keine Rolle

Relais Klemmen:12 / 14 / 11

11 / 12 geschlossen falls:

Sensortemperatur > eingestellte Schalttemperatur

Sensor oder Kabelbruch

Ausfall der Versorgungsspannung

11 / 12 geöffnet falls

Sensortemperatur < eingestellte Schalttemperatur &

Versorgungsspannung angelegt

11 / 14 geschlossen falls

Sensortemperatur < Schalttemperatur &







6.3.2 Auslösegerät Typ TÜS100

Abb. 13: Kalteiterauslösegerät TÜS100R

Bezeichnung TÜS 100 ZEM xxx, TÜS 100R ZEM xxx R = mit Handreset xxx = Versorgungsspannung

Ausführung Kaltleiterauslösegerät mit potentialfreiem Schaltkontakt,

wahlweise mit oder ohne Verriegelung zum Anschluss von Motorschutzkaltleitern

Versorgungsspannung 230 V AC 110 V DC 24 V DC Umgebungstemperatur -20°C … +60°C Sensoren Kaltleiter gem. DIN 44081/82 Messkreise 1 Anzahl 1 bis 6 Kaltleiter*) in Serie (R25ges < 1500 Ω) *) gleicher oder verschiedener NAT

Relais 1 Wechselkontakt Schaltleistung 250 V AC max. 6 A 300 VA ind. Verriegelung mit (TÜS100R) ohne (TÜS100) Befestigung Hutschiene und Schraubbefestigung Abmessungen 68 x 33 x 55 mm (L|B|H) IP- Schutzklasse IP20, Klemmen IP00 Gewicht 105 g


Schaltbild

L N 1 2 1214 11

Netz

Abb. 14: Schaltbild TÜS-100

Klemmenbelegung Spannungsversorgung: L / N

siehe lieferbare Versorgungsspannungen

Sensor Klemmen: 1 / 2

Polarität spiel keine Rolle

Relais Klemmen:14 / 12 / 11
















6.3.3 Kaltleiter-Auslösegerät mit ATEX Zulassung Typ MS(R)

Abb. 15: Kaltleiterauslösegerät MSR 220KA Bezeichnung MS(R) 220 KA (R) = mit Verriegelung

Ausführung ATEX zugelassenes Kaltleiter-Auslösegerät mit Schaltkontakt,

wahlweise mit (R), oder ohne Verriegelung zum Anschluss von Motorschutzkaltleitern gem. DIN

Zündschutzart II (2“ GD) Versorgungsspannung 220 V AC 24 V DC Umgebungstemperatur -20°C … +55°C Sensoren Kaltleiter gem. DIN 44081/82 Messkreise 1 Anzahl 1 bis 6 Kaltleiter*) in Serie (R25ges < 4000 *) gleicher oder verschiedener NAT

Relais 1 oder 2 Wechselkontakte Verriegelung mit Typ: MSR ohne Typ: MS Befestigung 35 mm DIN-Schiene Abmessungen 110 x 22,5 x 75 mm (L|B|H) IP- Schutzklasse Gehäuse IP30, Klemmen IP20 Gewicht ca. 150 g


6.4 KTY Auslösegerät Typ (KTY 04.01-R)

Abb. 16: KTY –Auslösegerät KTY 04.01-R

Bezeichnung Auslösegerät KTY 04.01-R

Ausführung KTY- Auslösegerät mit Netz- und Störungsanzeige,

Selbstüberwachung bezüglich Fühlerbruch und Spannungsausfall (basierend auf dem Ruhestromprinzip). Einstellbare Abschalttemperatur. Ein potentialfreier Relais- Wechselkontakt

Anschlussspannung 230 V AC 50 Hz (±10%). Umgebungstemperatur -20°C … +60°C Sensoren Typ KTY 84-130 / -150 / -151 / -152 Anzahl 1 Messkreise 1 Relais 1 potentialfreier Wechselkontakt Schaltleistung 250 V AC max. 6 A 300 VA ind. Einstellbarer Schaltbereich 60°C … +260°C Rückschaltung 10K ±2,5K unter Abschalttemperatur Befestigung Hutschiene und Schraubbefestigung Abmessungen 107,5 x 45 x 75 mm (L|B|H) Gewicht 195 g IP- Schutzklasse Gehäuse IP40, Anschlussklemmen IP00


Schaltbild

1 2 3 4 5 6 7 8

Netz

Abb. 17: Schaltbild KTY 04.01-R

Klemmenbelegung Sensor Klemmen: 1 / 2 Polarität 1 = (+) Farbcode (gelb*) 2 = (-) Farbcode (grün*) *) Farbcode der EPHY-MESS KTY-Sensoren

Relais Klemmen: 4 / 5 / 6















Spannungsversorgung: 7 / 8

230 V AC / 50 - 60 Hz

Berta-Cramer-Ring 1D-65205 WiesbadenTel.: 06122 / 9228-0Fax: 06122 / 9228-99www.ephy-mess.de

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Halbleiter Sensoren - EPHY MESS€¦ · Heißleiter (NTC) sowie Silizium Sensoren (KTY der Baureihe 83-1xx und 84-1xx) bestens bewährt. Motorschutzkaltleiter eigenen sich sehr gut