Hilfsschütz: Aufbau in 3D

Hilfsschütz im Steuerstromkreis: Einsatz, Auswahl, Fehlersuche

Wofür man Hilfsschütze braucht

Eaton beschreibt Hilfsschütze als Geräte zum mittelbaren Steuern von Motoren, Ventilen, Kupplungen und Heizeinrichtungen. Ein wichtiger Grund für ihren Einsatz ist die Sicherheit: Die Kontakte trennen den Ansteuerstromkreis galvanisch vom geschalteten Stromkreis (Schaltungsbuch 10/23, S. 4-2). Ein SPS-Ausgang mit 24 V DC kann so über die Spule einen 230-V-Kreis schalten, ohne dass beide Kreise leitend verbunden sind. Und weil ein Hilfsschütz mehrere Kontakte hat, verteilt es einen Befehl auf mehrere Stromkreise, etwa Freigabe, Meldeleuchte und Verriegelung.

Bausteine richtig kombinieren

Basisgeräte haben einen Wechselstrom- oder Gleichstromantrieb und vier Hilfskontakte, dazu kommen Bausteine mit zwei oder vier Kontakten. Welche Kombinationen sich ergeben, richtet sich nach EN 50011. Eaton empfiehlt Geräte mit dem Kennbuchstaben E: Bei sechs- und achtpoligen Hilfsschützen liegen dann in der unteren oder hinteren Kontaktebene vier Schließer (S. 4-3). Die Hilfsschalterbausteine der Leistungsschütze lassen sich bei Eaton nicht auf ein Hilfsschütz schnappen. So wird verhindert, dass dieselbe Klemmenbezeichnung zweimal vorkommt, etwa 21/22 im Grundgerät und noch einmal im Aufsatz (S. 4-2).

Kleine Ströme, etwa an SPS-Eingängen

Für das Schalten kleinster Signale in der Elektronik bietet Eaton eigene Hilfsschalter an, zum Beispiel den DILA-XHIR22 (S. 4-2). Für einen SPS-Eingang mit wenigen Milliampere ist das die bessere Wahl als ein Kontakt, der für große Steuerströme gebaut ist. Welche Mindestlast ein Kontakt braucht, steht im Datenblatt.

Es zieht nicht an

Zuerst an A1 und A2 direkt am Gerät messen, ob die Steuerspannung ankommt. Fehlt sie, liegt der Fehler davor: Taster, Endschalter, Sicherung des Steuerkreises oder eine offene Klemme. Mit dem Stromlaufplan gehst du den Pfad von der Spule rückwärts und misst an jeder Klemme gegen den Rückleiter, bis die Spannung auftaucht. Liegt die Spannung an, und das Hilfsschütz zieht trotzdem nicht an, spannungsfrei den Widerstand der Spule messen. Unendlich heißt Wicklung unterbrochen. Stimmt auch die Spulenspannung auf dem Gerät nicht mit der Steuerspannung überein, etwa 24 V DC gegen 230 V AC, ist das Gerät falsch eingesetzt.

Es zieht an, aber der Kreis dahinter tut nichts

Dann den betroffenen Kontakt im Betrieb prüfen. Über einem geschlossenen Kontakt darf kaum Spannung abfallen. Misst du über einem Schließer bei angezogenem Schütz die volle Steuerspannung, ist er offen, obwohl er geschlossen sein müsste: Kontakt verschlissen, verschmutzt oder Baustein nicht richtig eingerastet. Die Ordnungsziffern helfen beim Finden: Im Stromlaufplan steht unter der Spule meist ein Kontaktspiegel, der zeigt, in welchem Pfad Schließer 13/14 oder Öffner 21/22 verwendet werden.

Zwangsgeführt oder Spiegelkontakt?

Beide Begriffe tauchen bei Sicherheitsschaltungen auf und werden gern verwechselt. Zwangsgeführt beschreibt Hilfskontakte untereinander: Öffner und Schließer können nie gleichzeitig geschlossen sein. Ein Spiegelkontakt ist nach Eaton ein Öffner-Hilfskontakt eines Leistungsschützes, der nicht gleichzeitig mit den Schließer-Hauptkontakten geschlossen sein kann, nach IEC/EN 60947-4-1 Anhang F (S. 4-19). Er meldet den Zustand der Hauptkontakte, zum Beispiel an den Rückführkreis eines Sicherheitsrelais (S. 2-25).

Löschglied passend wählen

Beim Hilfsschütz DILA werden RC-Löschglieder oder Varistor-Löschglieder vorn aufgesteckt, die gleichstrombetätigten Ausführungen haben eine Schutzbeschaltung schon eingebaut. Für empfindliche Elektronik gibt es zusätzlich ein Dioden-Löschglied (Eaton, S. 4-4). Ohne Beschaltung können beim Abschalten der Spule Spannungsspitzen entstehen, die benachbarte Elektronik stören oder zerstören, genannt werden SPS, Zeitrelais und Koppelbausteine.

Ein Hilfsschütz tauschen

Vor dem Abklemmen jede Ader nach ihrer Klemmenbezeichnung kennzeichnen, nicht nach ihrer Lage. Das neue Gerät braucht dieselbe Spulenspannung und Stromart, dieselbe Kennzahl, also gleich viele Schließer und Öffner, und bei aufgesteckten Bausteinen dieselbe Bestückung. Weil die Klemmen nach Norm bezeichnet sind, landet 13/14 beim neuen Gerät wieder an 13/14, auch wenn es anders aussieht. Danach Spule und jeden Kontakt einmal im Betrieb prüfen. Wie die Kontakte in der Schaltung zusammenspielen, zeigt die Selbsthaltung.

Wenn es flattert oder abfällt

Zieht ein Hilfsschütz an und fällt kurz danach wieder ab, oder klappert es, ist die Spulenspannung oft zu klein. Bei einem schwachen Steuertransformator oder einer langen Steuerleitung bricht die Spannung ein, sobald mehrere Spulen gleichzeitig anziehen. Darum die Spannung an A1 und A2 genau im Moment des Einschaltens messen, nicht im Ruhezustand. Hängt die Spannung an einem Kontakt, der selbst wackelt, etwa an einem verschmutzten Taster, flattert das Hilfsschütz im selben Takt.

Hilfsschütz oder Koppelrelais?

Für das reine Verstärken eines SPS-Ausgangs reicht oft ein schmales Koppelrelais. Ein Hilfsschütz ist größer, hat mehr Kontakte, lässt sich mit Bausteinen erweitern und hat genormte Klemmenbezeichnungen. Sobald zwangsgeführte Kontakte gebraucht werden, ist ein dafür gebautes Hilfsschütz die richtige Wahl. Den Aufbau eines Relais zeigt Relais in 3D.