Strommessung im Neutralleiter mit Shellies der „Pro“-Serie

  • Shellies der pro 3EM - Familie haben eine vierte Buchse zum Anschluß des Wandlers „IN“. Hier gibt es offene Fragen und Beschaffungsprobleme, über die im folgenden gesprochen werden soll.

    (a) Wozu überhaupt eine Messung des Stroms im Neutralleiter?

    Dazu wird von Seiten des Herstellers wenig gesagt: „Stromdiebstahl“ soll verhindert werden können… In modernen Hausnetzen sind RCD („FI-Schalter“) eingebaut, mit denen ein „Diebstahl“ durch Anzapfen eines Außenleiters und Ableiten des Verbraucherstroms nach Erde sofort ruchbar wird, weil der RCD auslöst.

    Baut man einen vierten Wandler im Neutralleiter ein, so erhält man dies:

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    …nicht mehr und nicht weniger! Der Strom im Neutralleiter wird rechts beim Wandlersymbol „TN“ angezeigt. Hier war der Shelly mit einer Phase an Klemme A, B und C beschaltet, sodaß der Strom im Neutralleiter gleich dem Strom in Wandler TA, TB und TC ist. Bei Einsatz in einem Drehstromnetz sieht das Bild natürlich anders aus - hier ist im Idealfall (symmetrische Last) der Strom im Neutralleiter Null.

    (b) Nachkauf von Wandlern für den Neutralleiter

    Einzelne Wandler gibt es bei Shelly Europe Ltd. und bei Distibutoren in zwei Varianten:

    * 120A-Wandler für Shelly 3EM mit vierteiligem MOLEX-Stecker

    https://www.shelly.com/de/products/current-transformer-120a

    und

    * 50A-Wandler für Shelly pro EM-50 (mit zweiteiligem MOLEX-Stecker).

    https://www.shelly.com/de/products/cu…=56273485693277

    Mit anderen Worten: Man kann keine Wandler für Shelly pro 3EM käuflich erwerben! Wenn es nicht einen Shop gäbe, der umgebaute Wandler anbieten würde:

    https://shellyparts.de/products/induk…ly-pro-3em-120a

    Dabei handelt es sich um Wandler für Shelly 3EM, bei denen der Steckerkäfig entfernt und der passende (zweiteilige) Käfig angebracht wurde. Das ist eigentlich ein Unding: Ein Arbeitsgang (das Anbringen der Steckerkäfige) wird rückgängig gemacht und mit einem anderen Käfig wiederholt. Der dreifache Aufwand…

    Wäre es möglich, einen 50A-Wandler an einem Shelly pro 3EM am Neutralleiter zu betreiben? Dieser Wandler hat schon mal den richtigen Stecker! Hier

    thgoebel
    24. März 2023 um 13:43

    wurde dargestellt, daß sich die 50A- und 120A-Wandler elektrisch nicht wesentlich unterscheiden: Beide haben das gleiche Übersetzungsverhältnis. Der 50A-Wandler hat lediglich einen kleineren Kern und gerät daher bei niedrigerem Strom in die Sättigung. Die Angabe des Nennstroms (50A bzw. 120A) beschreibt dies. Im Drehstromnetz ist außerdem bei unsymmetrischer Belastung („Schieflast“) der Strom im Neutralleiter nicht größer als in einem der Außenleiter. Und in wievielten Haushalten wird ein Strom von 50A in einer Phase erreicht?

    M.E. spricht somit nichts dagegen, einen 50A-Wandler als vierten Wandler für den Neutralleiter zu beschaffen und zu installieren.

    (c) Konfiguration von Wandlern in Mischbestückung

    Die Shellies der pro 3EM-Familie haben einen Menüpunkt, der die Konfiguration des Wandlertyps erlaubt:

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    Dies ist das Menü eines Shelly pro 3EM (-120). Auffällig ist, daß der 400A-Wandler nicht aufgeführt ist! Diesen (vierten) Menüpunkt gibt es ausschließlich beim Shelly pro 3EM-400, obwohl das Grundgerät gleich ist. Beim Shelly pro 3EM-3CT63 ist es noch verrückter: Hier kann man nur 50A- und 3CT63-Wandler auswählen…

    Was jedoch wirklich ärgert, ist die fehlende Möglichkeit, je Anschluß (IA bis IN) einen separaten Wandlertyp auszuwählen! Daher muß man einen 50A-Wandler am Neutralleiter mit der Einstellung „120A“ betreiben, weil die Wandler TA, TB und TCin der Regel 120A-Wandler sind. Das ist jedoch nur ein Schönheitsfehler, denn zwischen den Meßwerten in der Einstellung „50A“ und „120A“ gibt es keinen Unterschied - gleichgültig, welcher Typ tatsächlich angeschlossen ist.

    (d) Ausnahme: Shelly pro 3EM-3CT63

    Dieser, recht neu auf dem Markt befindliche Shelly hat einen dreiteiligen Durchsteckwandler an Stelle von drei Einzelwandlern. Hier ist das Innenleben eines 3CT63-Wandlers offengelegt:

    thgoebel
    7. Januar 2025 um 20:25


    Das „gemeine“ am 3CT63-Wandler ist, daß er nicht das Übersetzungsverhältnis 1:3000 aufweist, sondern 1:1000 und mit einem zusätzlichen, im Wandler montierten Bürdenwiderstand von 22Ω ausgerüstet ist. Möchte man einen Shelly pro 3EM-3CT63 mit einem Wandler am Neutralleiter ausrüsten, so MUSS der vierte Wandler das Übersetzungsverhältnis 1:1000 aufweisen und eine interne Bürde von 22Ω haben. Hier zeigt sich, wie hilfreich eine separate Einstellung des Wandlertyps wäre, wie oben unter (c) geschildert!

    Es gibt derzeit nur eine einzige Möglichkeit zur Beschaffung eines solchen Wandlers: Eigenbau! Der nette China-Mann hat diverse Wandlertypen im Angebot, in Durchsteck- und Klapp-Ausführung. Habe mich für diesen 80A-Wandler entschieden:

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    Im Foto ist bereits der zusätzliche Bürdenwiderstand angebracht und verschrumpft. Ein 22Ω Widerstand, 1/4W, 1% wird parallel zu den Zuleitungen geschaltet. Danach kann (und muß!) der Wandler kalibriert werden, denn ohne diesen Schritt erfolgt keine Anzeige des Stroms im Neutralleiter.

    Ebenso wäre auch ein Wandler mit Klappkern verwendbar. Wichtig ist das Übersetzungsverhältnis 1:1000 und der zusätzliche Bürdenwiderstand. Macht man beim Umbau Fehler (falscher Widerstand o.ä.), scheitert die Kalibrierung.

    Vielleicht findet sich ja ein Shop, der einen solchen Wandler für Shelly pro 3CT63 anbietet?

    Dateien

    „Habt Geduld. Alle Dinge sind schwierig, bevor sie einfach werden!“ (aus Frankreich)

    „Nothing in life is to be feared, it is only to be understood.“ (Marie Curie, 1867-1934)

    „Es reicht nicht“, rief Schiller, „Gedankenfreiheit zu fordern, man muß auch denken können, sonst fordert man Gedankenlosigkeitsfreiheit und die ist die Freiheit zur Dummheit, welche wiederum die schlimmste Unfreiheit überhaupt ist!“
    (Aus „Besuch aus Weimar“ von Gert Heidenreich, Schriftsteller, *1944 in Eberswalde)