Knick VariTrans P 41 D1 Series User manual

Hochspannungs-Trennverstärker
High Voltage Transducers
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Deutsch 1
English 59
User Manual
VariTrans® P 41000
VariTrans® P 42000
VariTrans® P 43000

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1. Sicherheitshinweise
Warnung!
Berührungsgefährliche Spannungen!
Die Hochspannungs-Trennverstärker der Reihe VariTrans®
P4xxxx dürfen nur von qualifiziertem, vom Anlagenbetreiber
autorisierten Fachpersonal installiert werden. Bei der Installation sind die
jeweils geltenden Regelungen, z.B. EU-Richtlinien, nationale Vorschriften
und Regeln, Normen, zu berücksichtigen. Erst nach der fachgerechten
Installation darf das Gerät mit Hilfsenergie versorgt werden. Während
des Betriebes, der Inbetriebnahme und der Entsorgung darf keine
Bereichsumschaltung vorgenommen werden.
Bei Anwendungen mit hohen Arbeitsspannungen ist auf genügenden
Abstand bzw. Isolation zu Nebengeräten und auf Berührungsschutz zu
achten.
Die nationalen Vorschriften (z.B. für Deutschland DIN VDE 0100) bei der
Installation und Auswahl der Zuleitungen müssen beachtet werden.
Eine zweipolige Trennvorrichtung zwischen Gerät und Netz ist
vorzusehen.
Bei Montage und Einstellarbeiten am Hochspannungs-
Trennverstärker ist auf Schutzmaßnahmen gegen
elektrostatische Entladung (ESD) zu achten.

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Warenrücksendung
Das Gerät darf nicht geöffnet werden. Bei Beanstandungen
kontaktieren Sie bitte vor der Rücksendung der Ware den Hersteller
(siehe Umschlagrückseite).
Garantie
Innerhalb von 5 Jahren ab Lieferung auftretende Mängel werden bei freier
Anlieferung im Werk kostenlos behoben.

2. VariTrans® P 41xxx D1
Die Gehäusebreite beträgt 22,5 mm.
Die Geräte trennen und übertragen
Eingangsspannungen im Bereich von
± 60 mV ... ± 100 V.
Die einzelnen Messbereiche sind kalibriert
ausgeführt.
Das Weitbereichsnetzteil arbeitet von
20 ... 253 V AC/DC.
2.1 Produktspektrum
• VariTrans®P 41000 D1 (-nnnn)
Die Arbeitsspannung für Basisisolierung (Überspannungskategorie III,
Verschmutzungsgrad 2) beträgt 2,2 kV. Die Umschaltung der 16
Messbereiche erfolgt frontseitig über einen isolierten Drehkodierschalter
bzw. durch Umklemmen der Ausgangsleitungen.
• VariTrans®P 410xx D1
Die Arbeitsspannung für Basisisolierung (Überspannungskategorie III,
Verschmutzungsgrad 2) beträgt 2,2 kV. Die Geräte sind fest eingestellt.
• VariTrans®P 411xx D1 (-nnnn)
Die Arbeitsspannung für Basisisolierung (Überspannungskategorie III,
Verschmutzungsgrad 2) beträgt 3,6 kV. Die Geräte sind fest eingestellt.
Die Sonderausführungen P41100 D1-nnnn werden nach Kundenwunsch
eingestellt (Einbereichsgeräte).
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Eingang
- 60 ... 60 mV
- 90 ... 90 mV
- 150 ... 150 mV
- 300 ... 300 mV
- 500 ... 500 mV
Ausgang Schalter
- 20 ... 20 mA
- 20 ... 20 mA
- 20 ... 20 mA
- 20 ... 20 mA
- 20 ... 20 mA
0
1
2
3
4
- 60 ... 60 mV
- 90 ... 90 mV
- 150 ... 150 mV
- 300 ... 300 mV
- 500 ... 500 mV
4 ... 20 mA
4 ... 20 mA
4 ... 20 mA
4 ... 20 mA
4 ... 20 mA
5
6
7
8
9
- 60 ... 60 mV
- 90 ... 90 mV
- 150 ... 150 mV
- 300 ... 300 mV
- 500 ... 500 mV
- 10 ... 10 V
- 10 ... 10 V
- 10 ... 10 V
- 10 ... 10 V
- 10 ... 10 V
A
B
C
D
E
- 10 ... 10 V - 10 ... 10 V F
Klemme
+ -
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13
13+14
13+14
13+14
13+14
13+14
13+14
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
16
16
16
16
16
16
Klemme
+ -
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
5
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
Liefereinstellung:
Eingang: - 10 ... 10 V, Ausgang: - 10 ... 10 V, Schalter: Position F
2.2 VariTrans® P 41000 D1: Messbereiche
Anschlussbelegung siehe Tabelle

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2.4 VariTrans® P 41000 D1
Klemmenschild, Mebereichsumschaltung
2.3 VariTrans®P 41000 D1: Anschlussquerschnitte
Max.: je 1 x 2,5 mm2Litze mit Hülse
je 1 x 4 mm2massiv
je 2 x 1,5 mm2Litze mit Hülse
je 2 x 2,5 mm2massiv
Min.: je 1x 0,5 mm2massiv oder Litze mit Hülse
Abisolierung der Leiter bzw. Hülsenlänge: 8 mm
Die Hochspannungs-Trennverstärker
der Reihe VariTrans® P 4xxxx
dürfen nur von qualifiziertem, vom
Anlagenbetreiber autorisierten
Fachpersonal installiert werden.
Auf genügenden Abstand bzw.
Isolation zu Nebengeräten und auf
Berührungsschutz achten!
Erst nach der fachgerechten
Installation darf das Gerät mit
Hilfsenergie versorgt werden.
ACHTUNG!
Während des Betriebs darf keine
Bereichsumschaltung vorgenommen
werden. Die Bereichsumschaltung
erfolgt von außen über einen isolierten
Drehkodierschalter mit Hilfe eines
Schraubendrehers.

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Bauform D1
2.5 VariTrans® P 41000 D1
Klemmenbelegung
Klemmenbelegung:
5 Eingang Spannung + (> 500 mV ... 100 V)
6 Eingang Spannung + (< 500 mV)
(500 ... 1000 mV Klemmenbelegung
siehe Typschild)
7 Eingang -
11 Hilfsenergie AC/DC
12 Hilfsenergie AC/DC
13 Ausgang Strom +
14 Ausgang Spannung +
15 Ausgang Strom -
16 Ausgang Spannung -
Bei Stromausgang keine Brücke verwenden.
Bei Spannungsausgang Brücke zwischen
Klemme 13 und 14.
Anschlussschrauben M 3,5 mit
selbstabhebendem Klemmengehäuse

2.6 VariTrans® P 41000 D1
Typenprogramm
Eingang
± 60 / 90 / 150 /
300 / 500 mV /
10 V, umschaltbar
± 60 mV
Ausgang Typenbezeichnung
± 10 V, ± 20 mA und 4
... 20 mA,
umschaltbar
± 20 mA
Arbeitsspannung:
≤ 3,6 kV AC/DC
Prüfspannung:
15 kV AC
Arbeitsspannung:
≤ 2,2 kV AC/DC
Prüfspannung:
10 kV AC
P 41000 D1
P 41056 D1 P 41156 D1
± 60 mV 4 ... 20 mA P 41059 D1 P 41159 D1
0 ... 60 mV 4 ... 20 mA P 41057 D1 P 41157 D1
± 60 mV ± 10 V P 41058 D1 P 41158 D1
± 90 mV ± 20 mA P 41046 D1 P 41146 D1
± 90 mV 4 ... 20 mA P 41049 D1 P 41149 D1
0 ... 90 mV 4 ... 20 mA P 41047 D1 P 41147 D1
± 90 mV ± 10 V P 41048 D1 P 41148 D1
± 150 mV ± 20 mA P 41066 D1 P 41166 D1
± 150 mV 4 ... 20 mA P 41069 D1 P 41169 D1
0 ... 150 mV 4 ... 20 mA P 41067 D1 P 41167 D1
± 150 mV ± 10 V P 41068 D1 P 41168 D1
± 300 mV ± 20 mA P 41076 D1 P 41176 D1
± 300 mV 4 ... 20 mA P 41079 D1 P 41179 D1
0 ... 300 mV 4 ... 20 mA P 41077 D1 P 41177 D1
± 300 mV ± 10 V P 41078 D1 P 41178 D1
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VariTrans® P 41000 D1
Typenprogramm (Fortsetzung)
Eingang
± 500 mV
Ausgang Typenbezeichnung
± 20 mA
Arbeitsspannung:
≤ 3,6 kV AC/DC
Prüfspannung:
15 kV AC
Arbeitsspannung:
≤ 2,2 kV AC/DC
Prüfspannung:
10 kV AC
P 41086 D1 P 41186 D1
± 500 mV 4 ... 20 mA P 41089 D1 P 41189 D1
0 ... 500 mV 4 ... 20 mA P 41087 D1 P 41187 D1
± 500 mV ± 10 V P 41088 D1 P 41188 D1
± 1 V ± 20 mA P 41096 D1 P 41196 D1
± 1 V 4 ... 20 mA P 41099 D1 P 41199 D1
0 ... 1 V 4 ... 20 mA P 41097 D1 P 41197 D1
± 1 V ± 10 V P 41098 D1 P 41198 D1
± 10 V ± 20 mA P 41036 D1 P 41136 D1
± 10 V ± 10 V P 41038 D1 P 41138 D1
± 60 mV... 100 V;
1 bis 16 kalibriert
umschaltbare
Bereiche nach
Kundenwunsch
± 10 V, ± 20 mA und 4
... 20 mA,
ein oder mehr Bereiche
nach Kundenwunsch
P 41000 D1-nnnn
± 60 mV... 100 V;
fest eingestellt nach
Kundenwunsch
± 10 V, ± 20 mA und 4
... 20 mA,
fest eingestellt nach
Kundenwunsch
P 41000 D1-nnnn P 41100 D1-nnnn

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2.7 VariTrans® P 41000 D1
Technische Daten
Eingang
Eingänge P 41000 D1 60 mV, 90 mV, 150 mV, 300 mV,
500 mV, 10 V, uni-/bipolar
kalibriert umschaltbar,
Werkseinstellung: ± 10V
P 41000 D1-nnnn 60 mV ... 100 V, uni-/bipolar
1 bis 16 Bereiche nach Kunden-
wunsch, kalibriert umschaltbar
P 41100 D1-nnnn 60 mV ... 100 V, uni-/bipolar
fest eingestellt, nach Kunden-
wunsch
Eingangswiderstand Bereich ≤ 500 mV ca. 100 kOhm
Bereich > 500 mV > 2 MOhm
Eingangskapazität Bereich ≤ 500 mV ca. 10 nF
Bereich > 500 mV ca. 1 nF
Überlastbarkeit Bereich ≤ 10 V Begrenzung durch Suppressor-
diode 36 V, zulässiger Dauerstrom
= 20 mA
Bereich > 10 V Begrenzung durch Suppressor-
diode 150 V, zulässiger Dauerstrom
= 3 mA

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VariTrans® P 41000 D1
Technische Daten (Fortsetzung)
Ausgang
Ausgang P 41000 D1 20 mA, 10 V, uni-/bipolar und
4 ... 20 mA
kalibriert umschaltbar,
Werkseinstellung: ± 10V
P 41000 D1-nnnn 20 mA, 10 V, uni-/bipolar und /
oder 4 ... 20 mA,
kalibriert umschaltbar,
nach Kundenwunsch
P 41100 D1-nnnn 20 mA, 10 V, uni-/bipolar
oder 4 ... 20 mA
fest eingestellt,
nach Kundenwunsch
Verschiebung werksseitig bis 150 %
Bürde bei Ausgangsstrom ≤ 12 V (600 Ohm bei 20 mA)
bei Ausgangsspannung ≤ 10 mA (1000 Ohm bei 10 V)
Offset < 20 µA bzw. 10 mV
Restwelligkeit < 10 mVeff

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VariTrans® P 41000 D1
Technische Daten (Fortsetzung)
Übertragungsverhalten
Verstärkungsfehler < 0,1 % v. M.
Eingangsbereiche ≤ 500 mV CMRR 1)
ca. 150 dB (DC/AC: 50 Hz)
T-CMR 2)
ca. 115 dB (1000 V, tr = 1µs)
Eingangsbereiche > 500 mV CMRR 1)
DC: ca. 150 dB
AC 50 Hz: ca. 120 dB
Temperatureinfluss 3) < 50 ppm/K v. E.
Hilfsenergie 20 ... 253 V AC/DC
AC 48 ... 62 Hz, ca. 2 VA; DC ca. 1W
Galvanische Trennung 3-Port-Trennung zwischen Eingang, Ausgang und
Hilfsenergie
Grenzfrequenz (- 3 dB) > 5 kHz; werksseitig auf 10 Hz konfigurierbar
Gleichtaktunterdrückung
Hilfsenergie
Isolation
Prüfspannung • kalibriert umschaltbar:
10 kV AC Eingang gegen Ausgang und Hilfsenergie
• fest eingestellt:
10 kV AC bzw. 15 kV AC Eingang gegen Ausgang
und Hilfsenergie
• alle Typen:
4 kV AC Ausgang gegen Hilfsenergie

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VariTrans® P 41000 D1
Technische Daten (Fortsetzung)
Isolation
Arbeitsspannung
(Basisisolierung) nach
DIN EN 61010-1
• kalibriert umschaltbar:
bis 2200 V AC/DC bei Überspannungskategorie III und
Verschmutzungsgrad 2 zwischen Eingang, Ausgang
und Hilfsenergie
(transiente Überspannung: max. 13,5 kV).
• fest eingestellt / Typen P411xxD1 und P41100D1-nnnn
bis 3600 V AC/DC bei Überspannungskategorie III und
Verschmutzungsgrad 2 zwischen Eingang, Ausgang
und Hilfsenergie
(transiente Überspannung: max. 20 kV).
Bemessungs-
Isolationsspannung nach
DIN EN 50124-1
• kalibriert umschaltbar:
bis 2200 V AC/DC bei Überspannungskategorie III und
Verschmutzungsgrad 2 zwischen Eingang, Ausgang
und Hilfsenergie
• fest eingestellt / Typen P411xxD1 und P41100D1-nnnn
bis 3600 V AC/DC bei Überspannungskategorie III und
Verschmutzungsgrad 2 zwischen Eingang, Ausgang
und Hilfsenergie

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VariTrans® P 41000 D1
Technische Daten (Fortsetzung)
Isolation
Schutz gegen gefährliche
Körperströme
• kalibriert umschaltbar:
Sichere Trennung nach DIN EN 61140 (VDE 0140
Teil 1) durch verstärkte Isolierung gemäß
DIN EN 61010-1 (VDE 0411 Teil 1). Arbeitsspannungen
bei Überspannungskategorie III und Verschmutzungs-
grad 2:
– bis 1100 V zwischen Eingang, Ausgang und
Hilfsenergie
– bis 300 V zwischen Ausgang und Hilfsenergie
• fest eingestellt / Typen P411xxD1 und P41100D1-nnnn
Sichere Trennung nach DIN EN 61140 (VDE 0140
Teil 1) durch verstärkte Isolierung gemäß
DIN EN 61010-1 (VDE 0411 Teil 1). Arbeitsspannungen
bei Überspannungskategorie III und Verschmutzungs-
grad 2:
– bis 1800 V zwischen Eingang, Ausgang und
Hilfsenergie
– bis 300 V zwischen Ausgang und Hilfsenergie
Bei Anwendungen mit hohen Arbeitsspannungen ist auf genügenden Abstand bzw.
Isolation zu Nebengeräten und auf Berührungsschutz zu achten.

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VariTrans® P 41000 D1
Technische Daten (Fortsetzung)
Normen und Zulassungen
EMV 4) Produktfamiliennorm DIN EN 61326
Störaussendung: Klasse B
Störfestigkeit: Industriebereich
weitere Daten
Umgebungstemperatur 5) Betrieb: - 10 ... + 70 °C
Transport und Lagerung: - 40 ... + 85 °C
Bauform Anreihgehäuse mit Schraubklemmen, Gehäusebreite D1:
22,5 mm, weitere Abmessungen siehe Maßzeichnungen
Schutzart Gehäuse IP 40, Klemmen IP 20
Befestigung mit Schnappbefestigung für Hutschiene 35 mm
nach EN 60715
Gewicht ca. 180 g
1) Common-Mode Rejection Ratio = Differenzspannungsverstärkung
Gleichtaktspannungsverstärkung
2) Transient Common-Mode Rejection = Differenzspannungsverstärkung
Gleichtaktspannungsverstärkung
3) Referenztemperatur fürTk-Angaben 23 °C, angegeben ist der mittlereTk
4) Während der Störeinwirkung sind geringe Abweichungen möglich
5) Erweiterter Betriebs-Temperaturbereich - 40 ... + 85 °C auf Anfrage

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2.8 VariTrans® P 41000 D1
Prinzipschaltbild und Applikationsbeispiel
Prinzipschaltbild
Applikationsbeispiel
Strommessung über Shunt-Widerstand
Steuerung
Ausgang U/I
Hilfsenergie 20 ... 253 V AC/DC
Eingang
500 ... 1000 mV
Klemmenbelegung
siehe Typschild

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3. VariTrans® P 42xxx D2
Die Gehäusebreite beträgt 45 mm.
Die Geräte trennen und übertragen
Eingangsspannungen im Bereich von
0 V ... ± 2200 V.
Die einzelnen Messbereiche sind kalibriert
ausgeführt.
Das Weitbereichsnetzteil arbeitet von
20 ... 253 V AC/DC.
3.1 Typenprogramm
VariTrans® P 42000 D2 (-nnnn)
Die Arbeitsspannung für Basisisolierung (Überspannungskategorie III,
Verschmutzungsgrad 2) beträgt 2,2 kV. Die Umschaltung der 16
Messbereiche (optional) erfolgt frontseitig über einen isolierten
Drehkodierschalter bzw. durch Umklemmen der Ein- und/oder
Ausgangsleitungen.

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Liefereinstellung: Schalter auf Position F,
Eingang: -2000 ... 2000 V, Ausgang: -10 ... 10 V
3.2 VariTrans® P 42000 D2: Messbereiche
Anschlussbelegung siehe Tabelle
Klemme Klemme
Eingang + - Ausgang + - Schalter
-800 … 800V 15 11 -20 mA … 20 mA 26 27 0
0 … 800V 15 11 0 mA … 20 mA 26 27 0
-1000 … 1000V 15 11 -20 mA … 20 mA 26 27 1
0 … 1000V 15 11 0 mA … 20 mA 26 27 1
-1500 … 1500V 15 11 -20 mA … 20 mA 26 27 2
0 … 1500V 15 11 0 mA … 20 mA 26 27 2
-2000 … 2000V 15 11 -20 mA … 20 mA 26 27 3
0 … 2000V 15 11 0 mA … 20 mA 26 27 3
-800 … 800V 15 11 4 mA… 20 mA 26 27 4
-1000 … 1000V 15 11 4 mA… 20 mA 26 27 5
-1500 … 1500V 15 11 4 mA… 20 mA 26 27 6
-2000 … 2000V 15 11 4 mA… 20 mA 26 27 7
0 … 800V 15 11 4 mA … 20 mA 26 27 8
0 … 1000V 15 11 4 mA … 20 mA 26 27 9
0 … 1500V 15 11 4 mA … 20 mA 26 27 A
0 … 2000V 15 11 4 mA … 20 mA 26 27 B
-800 … 800V 15 11 -10 V … 10 V 26 27 C
0 … 800V 15 11 0 V … 10 V 26 27 C
-1000 … 1000V 15 11 -10 V … 10 V 26 27 D
0 … 1000V 15 11 0 V … 10 V 26 27 D
-1500 … 1500V 15 11 -10 V … 10 V 26 27 E
0 … 1500V 15 11 0 V … 10 V 26 27 E
-2000 … 2000V 15 11 -10 V … 10 V 26 27 F
0 … 2000V 15 11 0 V … 10 V 26 27 F