Analogsignalschutz (RayDat-Serie)
Die Raycap RayDat Analogsignal-Schutzserie ist eine modulare SPD-Familie, die zum Schutz von Mess-, Steuer- und Kommunikationskreisen vor blitzbedingten Überspannungen entwickelt wurde. Durch den hybriden Aufbau mit GDT-Stufe (Grobschutz) und SAD-Stufe (Feinschutz) bietet sie sowohl Gleichtakt- als auch Gegentaktschutz. Hohe Packungsdichte mit bis zu 4 Leitungen auf nur 12 mm Breite, keine Unterbrechung der Leitungsverbindung beim Modulwechsel und ATEX/IECEx-zertifizierte Ex-Versionen sind die herausragenden Merkmale.
Analoge Signalleitungen – 4-20-mA-Schleifen, Sensorkabel, Mess- und Steuerkreise – verlaufen häufig über lange Strecken und im Freien. Diese Leitungen sind anfällig für blitzbedingte induzierte Überspannungen; die Beschädigung einer Messumformer- oder PLC-Eingangskarte verursacht einen Produktionsausfall, der weit über den Gerätekosten liegt.
Die RayDat-Serie wurde zum Schutz dieser Leitungen entwickelt ist eine modulare SPD-Familie. Die Geräte mehrstufig (multi-stage) aufgebaut:
- Grobschutzstufe: Leitet die primäre Stoßenergie zur Erde ab dreipoliger Gasableiter (GDT)
- Feinschutzstufe: Reduziert die Restspannung auf ein für empfindliche Elektronik unbedenkliches Niveau schnelle bidirektionale Silizium-Avalanche-Diode (SAD)
Die Feinschutzstufe ist so konzipiert, dass eine kapazitive Leitungsbelastung vermieden wird — das bedeutet eine geringe Einfügedämpfung (insertion loss) und einen breiten Betriebsfrequenzbereich (bis 30 MHz). Die seriellen Leitungsimpedanzenzwischen den Stufen sorgen bei jedem Stoßpegel für die Energiekoordination zwischen den beiden Stufen; es entsteht kein Spannungs- oder Stoßstrom-"Blindbereich".
Das für die Sicherheit entscheidende Element der Serie ist der Thermo-Clip (thermo-clip). Wenn zwischen der Stromleitung und der Kommunikationsleitung ein netzfrequenter Kontakt entsteht ("mains incursion"), birgt dies Stromschlag- und Brandgefahr. Der Thermo-Clip in der primären Schutzstufe beseitigt dieses Risiko, indem er den netzfrequenten Strom zur Erde ableitet.
Dank des steckbaren Modul-/Sockel-Designs wird ein Modul am Ende seiner Lebensdauer ohne Demontage der Systemverkabelung ausgetauscht. Entscheidend dabei ist: Die Anschlussleitungen bleiben aktiv, wenn das Modul vom Sockel entfernt wird — der Austausch des Schutzmoduls unterbricht also weder die Produktion noch die Kommunikation.
Die Produkte IEC/EN 61643-21 und UL 497B, 4. Ausgabe entsprechen den Normen; viele Modelle sind UL Listed. Klassifizierung: D1 / C1 / C2 / C3. 35-mm-DIN-Schiene montierbar, mit Schraub- oder Steckklemmen (Federkraft) als Optionen erhältlich.
Produktfamilien:
- RayDat SL-Serie — Grundlegender modularer Schutz. SLH-2 (ein Paar), SLH-4 (zwei Paare), SSH-3 (geschirmtes Kabel), SLL-4 (nur Feinschutz), SUI-4 (hohe Kapazität für Freileitungen)
- RayDat SRH-Serie — Mit Fernsignalkontakt ausgestattete Version. Im Fehlerfall wechselt der Kontakt seine Position. Beim Modell SRH-2L ist zusätzlich eine optische LED-Anzeige vorhanden
- RayDat SP-Serie — Für ungeerdete Doppelschleifen . Für Standorte wie in der Nähe elektrifizierter Bahnstrecken, mit hoher Erdpotentialanhebung konzipiert. SPH-2, SPH-4, SPI-2, SPI-4
- RayDat Ex-Serie — Für explosionsgefährdete Bereiche ATEX/IECEx-zertifizierte Versionen. Ex-2 (DIN-Schiene) und PLP-Ex-Familie (Edelstahl, IP54, mit Conduit-Anschluss)
Gemeinsame Merkmale
- Mehrstufiger Hybridschutz: GDT (Grobschutz) + SAD (Feinschutz)
- Gleichtakt- (longitudinal) und Gegentakt- (transversal) Schutz
- Sehr hohe Stoßstrom-Festigkeitswerte
- Anschlussleitungen bleiben beim Modulwechsel aktiv
- Hohe Packungsdichte — bis zu 4 geschützte Leitungen auf nur 12 mm Breite
- Stufenübergreifende Energiekoordination (serielle Leitungsimpedanz)
- Thermo-Clip — Brand- und Stromschlagschutz bei netzfrequentem Kontakt (mains incursion)
- Geringe Einfügedämpfung, breiter Frequenzbereich (bis zu 30 MHz)
- Schraub- oder Steckanschluss (Federkraft) Klemmenoptionen
- Für die Fehlererkennung potentialfreier Kontakt Version (SRH-Serie)
- Bei einigen Modellen optische LED-Fehleranzeige (SRH-2L)
- Direkte/indirekte Schirmerdungsoptionen
- 35-mm-DIN-Schiene Montage (IEC/EN 60715)
- Gehäuse: graues Thermoplast, V-0 flammwidrig
- Schutzklasse: IP 20 (eingebettet)
- Betriebstemperatur: -40 °C … +80 °C
- Klassifizierung: D1 / C1 / C2 / C3
- Normen: IEC/EN 61643-21, UL 497B, 4. Ausgabe
Modellvergleich — RayDat SL-Serie
| Modell | Geschützte Leitung | In (8/20 µs) | Imax (8/20 µs) | Iimp (10/350 µs) | Spannung (V DC) |
|---|---|---|---|---|---|
| SLH-2 | 1 Paar (2 Leiter) | 10 kA | 20 kA | 2,5 kA | 5, 12, 15, 24, 30, 48, 60 |
| SLH-4 | 2 Paare (4 Leiter) | 10 kA | 20 kA | 5 kA | 5, 12, 15, 24, 30, 48, 60 |
| SSH-3 (geschirmtes Kabel) | 1 Paar (2 Leiter) | 10 kA | 20 kA | 2,5 kA | 5, 12, 15, 24, 30, 48, 60 |
| SLL-4 (nur Feinschutz) | 2 Paare (4 Leiter) | 250 A | — | — | 30 |
| SUI-4 (Freileitungen) | 2 Paare (4 Leiter) | 20 kA | 30 kA | 5 kA | 5, 12, 15, 24, 30, 48, 60 |
Modellvergleich — RayDat SRH- und SP-Serien
| Modell | Geschützte Leitung | In | Imax | Iimp | Spannung | Merkmal |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SRH-2 | 1 Paar | 10 kA | 20 kA | 2,5 kA | 5–60 V | Fernkontakt |
| SRH-2L | 1 Paar | 10 kA | 20 kA | 2,5 kA | 5, 12, 24, 30 V | Fernkontakt + LED |
| SPH-2 | 1 Paar | 10 kA | 20 kA | 2,5 kA | 30 V | Ungeerdete Schleife |
| SPH-4 | 2 Paare | 10 kA | 20 kA | 5 kA | 30 V | Ungeerdete Schleife |
| SPI-2 | 1 Paar | 10 kA | 20 kA | 2,5 kA (gesamt 5 kA) | 30 V | Ungeerdete Schleife |
| SPI-4 | 2 Paare | 10 kA | 20 kA | 2,5 kA (gesamt 10 kA) | 30 V | Ungeerdete Schleife |
Nennwerte des Fernkontakts: AC 250 V/0,5 A — DC 50 V/1 A
Typische elektrische Werte (Beispiel SLH-2)
| 5 | 12 | 15 | 24 | 30 | 48 | 60 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Bemessungsspannung Un | 5 V | 12 V | 15 V | 24 V | 30 V | 48 V | 60 V |
| Max. Dauerspannung Uc | 6 V | 15 V | 18 V | 28 V | 33 V | 52 V | 64 V |
| Restspannung @5 kA Ures | < 22 V | < 42 V | < 48 V | < 70 V | < 80 V | < 140 V | < 160 V |
| Isolationswiderstand Riso | ≥ 6 kΩ | ≥ 15 MΩ | ≥ 18 MΩ | ≥ 28 MΩ | ≥ 33 MΩ | ≥ 52 MΩ | ≥ 64 MΩ |
- Bemessungslastrom IL: 1 A (25 °C) — SLL-4 und SPH-4-30/0: 10 A
- Ansprechzeit tA: < 1 ns (Leiter-Leiter, Leiter-Erde)
- Serienwiderstand pro Pfad R: 1,6 – 2,0 Ω (SLL-4: 0,1 Ω)
- Querkapazität C: 50 pF (Schirm-Erde: 5 pF)
- Grenzfrequenz fG: 30 MHz
- Klemmenquerschnitt: max. 4 mm² (Q-Version 2,5 mm²)
- Maße: 12 mm Breite, DIN 43880 2/3 TE — Gewicht: 52–70 g
RayDat Ex-Serie — Explosionsgefährdete Bereiche
| Ex-2 | PLP-Ex-Familie | |
|---|---|---|
| Montage | 35-mm-DIN-Schiene | Conduit-Anschluss (1/2" NPT, M20×1,5, G 1/2") |
| Gehäuse | Thermoplast, IP 20 | Edelstahl, IP 54 |
| Spannung | 12, 24 V DC | 24, 48, 24/5 V DC |
| In (8/20 µs) | 5 kA | 5–10 kA |
| Imax (8/20 µs) | 10 kA | 10–20 kA |
| Iimp (10/350 µs) | 1 kA | 1,0–2,0 kA |
| Ex-Klasse | II 1G Ex ia IIC T* Ga | Ex ia IIC T6 Ga / Ex ia IIIC T85 °C Da |
| Temperatur | -40 °C … (je nach Temperaturklasse) | -30 °C … +60 °C |
| Normen | IEC/EN 60079-0, 60079-11 | + UL 60079-0/-11, CAN/CSA C22.2 |
- Ex-2 Eigensicherheit: Ui 16/29 V, Ii 500 mA, Pi 2 W, Ci 10 nF, Li 0,11 mH
- PLP-Ex Eigensicherheit: Ui 50 V, Ii 800 mA, Pi 2 W, Li 60 µH
Die RayDat Analogsignal-Schutzserie wird in den Signalleitungen der Mess- und Steuerinfrastruktur eingesetzt:
- 4-20-mA-Stromschleifenleitungen — zwischen Feldinstrument und Leitsystem
- Druck-, Temperatur-, Füllstand- und Durchfluss-Messumformer — Feldmessgeräte
- PLC-/DCS-Analog-Ein-/Ausgangskarten — leitsystemseitig
- Instrumentierungs- und Marshalling-Schränke — Signalsammelstellen
- Geschirmte Signalkabel — einschließlich Schirmschutz mit der SSH-3-Serie
- Explosionsgefährdete Bereiche (ATEX/IECEx) — Petrochemie, Raffinerien, Gasanlagen (Ex-Serie)
- Anlagen in der Nähe elektrifizierter Bahnstrecken — hohe Erdpotentialanhebung (SP-Serie)
- Ungeerdete Doppelschleifen — SP-Serie
- Lange, im Freien verlaufende Signalleitungen — hohe Schutzkapazität mit SUI-4
- Fernüberwachte Anlagen — Übertragung der Fehlerinformation an SCADA mit der SRH-Serie
- Wasser- und Abwasseranlagen — Instrumentierung entfernter Pumpstationen
- Kraftwerke und Umspannwerke — Mess- und Steuerkreise
- Schaltschränke mit begrenztem Platz — Schutz von 4 Leitungen auf nur 12 mm Breite
- Anlagen mit Anforderung an unterbrechungsfreien Betrieb — Leitung bleibt beim Modulwechsel aktiv
