3-PHASEN- DREHSTROMZÄHLER, DIGITAL „VSM-103“

3-PHASENDREHSTROMZÄHLER, DIGITAL
„VSM-103“
Best.-Nr.: 12 54 42
Version 12/10
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INHALTSVERZEICHNIS
Seite
1.
EINFÜHRUNG ...................................................................................................................................................................... 3
2.
BESTIMMUNGSGEMÄSSE VERWENDUNG ..................................................................................................................... 3
3.
LIEFERUMFANG ................................................................................................................................................................. 3
4.
SICHERHEITSHINWEISE .................................................................................................................................................... 4
5.
BETRIEBSBEDINGUNGEN ................................................................................................................................................ 5
6.
MONTAGE DES HUTSCHIENENZÄHLERS ....................................................................................................................... 5
a) Hinweise vor dem Anschließen ..................................................................................................................................... 5
b) Anschlussbelegung ....................................................................................................................................................... 5
7.
BEDIENUNG DES HUTSCHIENENZÄHLERS IM BETRIEB .............................................................................................. 6
a) Verbrauchsanzeige ........................................................................................................................................................ 6
b) Ablesen des Zählers ...................................................................................................................................................... 6
c)
Selbsttestmodus ............................................................................................................................................................ 6
d) Umschaltdisplaymodus .................................................................................................................................................. 6
e) Programmiermodus ....................................................................................................................................................... 6
f)
Impulsschnittstelle ......................................................................................................................................................... 7
g) RS485-Schnittstelle ....................................................................................................................................................... 7
h) Infrarotschnittstelle ........................................................................................................................................................ 7
i)
Wandlerverhältnis konfigurieren .................................................................................................................................... 7
8.
ENTSORGUNG .................................................................................................................................................................... 7
9.
TECHNISCHE DATEN DER MITGELIEFERTEN HARDWARE ......................................................................................... 9
10. WEITERFÜHRENDE INFORMATIONEN ZUM ZÄHLER .................................................................................................. 11
a) Anschlussbelegung – Direktmessung .......................................................................................................................... 11
b) Anschlussbelegung – Wandlermessung ...................................................................................................................... 11
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1. EINFÜHRUNG
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Alle enthaltenen Firmennamen und Produktbezeichnungen sind Warenzeichen der jeweiligen Inhaber. Alle Rechte vorbehalten.
2. BESTIMMUNGSGEMÄSSE VERWENDUNG
Das VSM-100 System besteht aus einem separaten Zähler (VSM-103), welcher – direkt hinter dem Zähler Ihres Energieversorgers angeschlossen – die gleichen Verbrauchsdaten ermitteln kann.
Der Drehstromzähler VSM-103 ist ein kompakter elektronischer Wirkenergiezähler für den Einsatz in dreiphasigen Netzen mit
Neutralleiter. Das Anwendungsgebiet liegt auf der Niederspannungsebene zum Erfassen von Energiebezügen.
Das optionale Gateway VSM-101 dient zur Verbindung des Zählers (Kabel) mit dem PC (Funk). Zusätzlich werden die Zählerdaten bis zu 60 Tage zwischengespeichert.
Eine andere Verwendung als hier beschrieben ist nicht zulässig. Neben einer möglichen Beschädigung des Gerätes ist dies mit
Gefahren, wie z.B. Kurzschluss oder elektrischer Schlag verbunden. Das Produkt darf nicht geändert oder umgebaut werden.
Die Sicherheitshinweise sowie die im Kapitel "Technische Daten" angegebenen maximal zulässigen Betriebs- und Umgebungsbedingungen sind unbedingt zu beachten.
Lesen Sie sich diese Bedienungsanleitung vollständig und aufmerksam durch, sie enthält viele wichtige Informationen für
Montage, Inbetriebnahme und Bedienung.
3. LIEFERUMFANG
• VSM-103 Zähler
• Externes Netzteil für VSM-101 Gateway
• Verbindungskabel Zähler/Gateway (ca. 50 cm)
• Stromversorgungskabel Netzteil/Gateway (ca. 50 cm)
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4. SICHERHEITSHINWEISE
Bei Schäden, die durch Nichtbeachten dieser Bedienungsanleitung verursacht werden, erlischt die Gewährleistung/
Garantie! Für Folgeschäden übernehmen wir keine Haftung!
Bei Sach- oder Personenschäden, die durch unsachgemäße Handhabung oder Nichtbeachten der Sicherheitshinweise verursacht werden, übernehmen wir keine Haftung! In solchen Fällen erlischt die Gewährleistung/Garantie!
Achtung!
Die Installation des Produkts darf nur durch eine qualifizierte Elektrofachkraft (z.B. Elektriker) erfolgen, die
mit den einschlägigen Vorschriften (z.B. VDE) vertraut ist!
Durch unsachgemäße Arbeiten an der Netzspannung gefährden Sie nicht nur sich selbst, sondern auch
andere!
Haben Sie keine Fachkenntnisse für die Montage, so nehmen Sie die Montage nicht selbst vor, sondern
beauftragen Sie einen Fachmann (z.B. Klappt Meisterservice).
• Alle Bestandteile des Systems haben das Werk in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand verlassen. Um
diesen Zustand zu erhalten und einen gefahrlosen Betrieb sicherzustellen, muss der Anwender die Sicherheitshinweise und Warnvermerke beachten, die in dieser Gebrauchsanweisung enthalten sind.
• Diese Teilprodukte sind mit hoch integrierten Bausteinen bestückt. Diese elektronischen Bauteile sind sehr
empfindlich gegen Entladung statischer Elektrizität. Bitte berühren Sie deshalb keine metallischen Kontakte und
besonders keine Steckbuchsen.
• Aus Sicherheits- und Zulassungsgründen (CE) ist das eigenmächtige Umbauen und/oder Verändern der Schaltung des Produkts nicht gestattet.
• Beim Umgang mit Produkten, die mit elektrischer Spannung in Berührung kommen können, müssen die gültigen
VDE Vorschriften beachtet werden, insbesondere VDE 0100, VDE 0550/0551, VDE 0700, VDE 0711 und VDE
0860.
• Wenden Sie sich an eine Fachkraft, wenn Sie Zweifel über die Arbeitsweise, die Sicherheit oder den Anschluss
des Produkts haben.
• Das Produkt darf nur in Betrieb genommen werden, wenn es vorher berührungssicher eingebaut wurde. Während
des Einbaus muss der Installationsbereich stromlos sein. Alle Verdrahtungsarbeiten dürfen nur im spannungslosen Zustand ausgeführt werden.
• Der direkte Kontakt der Platine und Steckkontakte mit Wasser ist unbedingt zu vermeiden.
• Arbeiten Sie mit dem Produkt nicht in Räumen oder bei widrigen Umgebungsbedingungen, in/bei denen brennbare Gase, Dämpfe oder Stäube vorhanden sind oder vorhanden sein können.
• Überprüfen Sie vor jeder Inbetriebnahme das Produkt und dessen Leitungen auf Beschädigung(en). Wenn
anzunehmen ist, dass ein gefahrloser Betrieb nicht mehr möglich ist, so ist das Produkt außer Betrieb zu setzen
und gegen unbeabsichtigten Betrieb zu sichern. Es ist anzunehmen, dass ein gefahrloser Betrieb nicht mehr
möglich ist, wenn:
- das Gerät sichtbare Beschädigungen aufweist
- das Gerät nicht mehr arbeitet
- nach längerer Lagerung unter ungünstigen Verhältnissen
- nach schweren Transportbeanspruchungen
• Schalten Sie das Produkt niemals gleich dann ein, wenn dieses von einem kalten in einen warmen Raum gebracht
wurde. Das dabei entstandene Kondenswasser kann unter Umständen Ihr Produkt zerstören. Lassen Sie das
Produkt ausgeschaltet auf Zimmertemperatur erwärmen.
• Lassen Sie das Verpackungsmaterial nicht achtlos liegen; dieses könnte für Kinder zu einem gefährlichen
Spielzeug werden.
• In Schulen und Ausbildungseinrichtungen, Hobby- und Selbsthilfewerkstätten ist der Umgang mit technischen
Geräten durch geschultes Personal verantwortlich zu überwachen.
• In gewerblichen Einrichtungen sind die Unfallverhütungsvorschriften des Verbandes der gewerblichen Berufsgenossenschaften für elektrische Anlagen und Betriebsmittel zu beachten.
• Eine andere Verwendung als beschrieben führt zur Beschädigung dieses Produktes; außerdem ist dies mit
Gefahren, wie z.B. Kurzschluss, Brand, elektrischer Schlag etc. verbunden.
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5. BETRIEBSBEDINGUNGEN
Der Dreiphasen-Energiezähler lässt sich auf einer 35 mm breiten Hutschiene aufschnappen. Er darf nur in dazu geeigneten
Installationsschränken montiert werden.
Verwenden Sie den Zähler nur im deutschen Stromnetz bei 230 V/AC bzw. 400 V/AC und sichern Sie das Gerät gegen eine
Überbeanspruchung von mehr als 100 A.
Die Spannungsversorgung des VSM-101 Gateways (nicht im Lieferumfang enthalten) erfolgt über Schraubklemmen von einem
separatem Netzteil, +5 V/DC, Stromaufnahme max. 150 mA. Betreiben Sie das Gateway niemals mit Netzspannung.
Betreiben Sie das externe Netzteil nur mit einer Netzspannung von 230 V/AC und beachten Sie auf der Niederspannungsseite
(+5 V/DC) die Polarität.
Die Betriebslage des Zählers und des Netzteils ist beliebig.
6. MONTAGE DES HUTSCHIENENZÄHLERS
Der Hutschienenzähler VSM-103 erfasst den elektrischen Wirkverbrauch und übermittelt die Messwerte über eine RS485Schnittstelle an das Gateway VSM-101.
a) Hinweise vor dem Anschließen
Die Installation darf nur von einer Fachkraft vorgenommen werden! (z.B. Klappt Meisterservice)
Achten Sie auf Spannungsfreiheit, bevor Sie die Installation durchführen.
Nicht die Phase L1, L2 oder L3 an N anschließen.
Um Feuchtigkeit im Zähler durch Kondenswasser zu vermeiden, den Zähler vor dem Anschließen ca. eine halbe
Stunde bei Raumtemperatur akklimatisieren.
b) Anschlussbelegung
Der Zähler sollte direkt nach dem EVU-Zähler in die 230 V-Installation eingebunden werden. Verbinden Sie auch das Netzteil an
der Unterseite mit dem gleichen Stromkreis. Bitte beachten Sie die Anschlussbezeichnung L und N.
Bei der Verbindung des Netzteils mit dem Gateway müssen Sie auf die Polarität achten. Eine Verpolung kann zu einer Beschädigung führen.
Auch bei der Datenverbindung des VSM-103-Zählers und dem Gateway muss auf die Beschriftung geachtet werden: Die Leitung
A (violette Aderendhülse) muss an den Anschluss mit der Nummer 11 montiert werden, die Leitung B (blaue Aderendhülse) an
den Anschluss mit der Nummer 10.
Ihr Stromzähler ist bereits vorkonfiguriert. Verändern Sie die Konfigurationseinstellungen des Zählers nicht, da sonst
unter Umständen die Kommunikation zwischen Gateway und Zähler nicht mehr funktioniert.
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7. BEDIENUNG DES HUTSCHIENENZÄHLERS IM BETRIEB
a) Verbrauchsanzeige
An der Vorderseite des VSM-103 befinden sich fünf LEDs für die Wirk- bzw. Blindenergie (pulsierend, S0) sowie die Phasen A/B/
C. Die Impulsrate ist auf dem Typenschild angegeben.
b) Ablesen des Zählers
Das VSM-103 ist mit einem 6+2-LCD-Display ausgestattet. Dieses wird genutzt, um Wirk- und Blindenergieverbrauch sowie
andere Leistungsparameter (inkl. Spannung/Strom/Wirkleistung/Blindleistung/Scheinleistung/Leistungsfaktor bzw. U/I/P/Q/S/PF)
anzugeben. Die Angabe erfolgt in kWh (Kilowattstunden). Über die RS485-Schnittstelle kann mithilfe einer PC-Software oder
eines Handgeräts der Leistungsbezug ausgelesen werden.
Der Zähler verfügt über drei verschiedene Zustände: Selbsttest-, Umschaltdisplay- und Programmiermodus.
c) Selbsttestmodus
Der Zähler wird in den Selbsttestmodus gehen, wenn er mit Elektrizität versorgt wird. Dabei werden für jeweils eine Sekunde die
folgenden Informationen im Wechsel angezeigt: Anzeige aller darstellbaren Symbole, Versionsnummer der Software, Seriennummer des Zählers, Baudrate der Kommunikationsschnittstelle.
d) Umschaltdisplaymodus
Es werden folgende Informationen im Wechsel angezeigt:
Nr. Anzeige
Nr. Anzeige
Nr. Anzeige
1
Energiebezug
12
Stromstärke L3
23
Gesamtblindleistung
2
Energieeinspeisung
13
Gesamtstromstärke
24
Leistungsfaktor L1
3
Gesamtwirkenergie
14
Stromstärke Neutralleiter
25
Leistungsfaktor L2
4
Blindenergiebezug
15
Frequenz
26
Leistungsfaktor L3
5
Blindenergieeinspeisung
16
Leistung L1
27
Leistungsfaktor gesamt
6
Sekundäre Wandlungsrate
17
Leistung L2
28
Scheinleistung L1
7
Spannung L1
18
Leistung L3
29
Scheinleistung L2
8
Spannung L2
19
Gesamtleistung
30
Scheinleistung L3
9
Spannung L3
20
Blindleistung L1
31
Gesamtscheinleistung
10
Stromstärke L1
21
Blindleistung L2
32
Adressnummer des Zählers
11
Stromstärke L2
22
Blindleistung L3
als Modbus-Slave
Der Zähler kann die 32 genannten Details anzeigen. Das Display kann dazu auch über die RS485- oder die Infrarot-Schnittstelle
eingestellt werden. Jede Information wird für fünf Sekunden dargestellt.
e) Programmiermodus
Hinweis: Dies wird nur benötigt, wenn der Stromzähler als Wandlerzähler eingesetzt wird.
Sie können das Wandlerverhältnis erst einstellen, wenn der Zähler mit Elektrizität versorgt wird. Falls das Schlosssymbol auf
dem Display verschwindet, bedeutet das, dass Sie die Wandlerrate nicht ändern können. Wenn das Schaltersymbol angezeigt
wird, können Sie die Wandlermessung konfigurieren. Falls kein Symbol angezeigt wird, ist die Programmierung nicht möglich.
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f) Impulsschnittstelle
Das VSM-103 ist mit einer Impulsschnittstelle ausgestattet, die galvanisch vom Rest des Geräts getrennt ist. Diese generiert
Impulse proportional zum gemessenen Energiebezug. Außerdem gibt es einen Testimpulsausgang für Wirk- (Anschlüsse 8/12,
P+/P-) und Blindenergie (Anschlüsse 9/12, Q+/Q-).
Der Testimpulsausgang ist abhängig von der Polarität; der passive Transistorausgang benötigt eine externe Spannungsquelle für
ordnungsgemäßen Betrieb. Die Spannung (Ui) dieser externen Spannungsquelle sollte zwischen 5 und 27 V (DC) sein und der
maximale Eingangsstrom (Imax) sollte 27 mA (DC) betragen. Um den Impulsausgang zu verbinden, schließen sie die
Spannungsquelle an die Klemme 8 & 9 (Anode) und das Signalkabel (S) an Klemme 12 (Kathode). Die Zählerpulse werden auf
der Vorderseite angezeigt.
g) RS485-Schnittstelle
Das VSM-103 besitzt sowohl eine Infrarot- als auch eine RS485-Schnittstelle, über die die Betriebsdaten des Zählers programmiert und der Zähler ausgelesen werden können. Das Kommunikationsprotokoll ist konform mit dem MODBUS RTU-Protokoll
und die Baudrate kann auf 1200, 2400, 4800, 9600 oder 19200 (optional) gesetzt werden.
Nach der Installation einer entsprechenden Software kann Ihr PC über einen an den Klemmen 10 und 11 angeschlossenen
RS485-Adapter sofort mit dem Zähler kommunizieren.
h) Infrarotschnittstelle
Die Infrarotschnittstelle befindet sich auf der rechten Seite der LC-Anzeige. Es handelt sich dabei um eine kabellose Infrarotschnittstelle.
Die Baudrate beträgt 1200 Baud, die Distanz zwischen dem Zähler und dem Auslesegerät sollte nicht mehr als 5 Meter
betragen.
i) Wandlerverhältnis konfigurieren
¼ Folgende Einstellungen werden nur beim Einsatz als Wandlerzähler benötigt.
Bitte stellen Sie das Wandlerverhältnis nach der Installation ein, ansonsten wird der Zähler den Energieverbrauch im Verhältnis
5:5 anzeigen.
Um das Wandlerverhältnis zu ändern, drücken Sie nach der automatischen Erkennung die PRG-Taste. Nun betätigen Sie die
SEL-Taste und wählen von 27 möglichen das gewünschte Verhältnis aus. Sie haben die Wahl für ein Verhältnis von “5:5” bis zu
einem Verhältnis von “7500:5”. Bestätigen Sie das ausgewählte Verhältnis durch Drücken auf die PRG-Taste, sodass das
Schaltersymbol verschwindet.
Wenn Sie die SEL-Taste nicht innerhalb von 10 Sekunden drücken, kehrt der Zähler automatisch zum Umschaltdisplaymodus
zurück. Nach 60 Sekunden verschwindet das Schlosssymbol und das Wandlerverhältnis kann nicht mehr geändert werden.
Wenn Sie vergessen, den Programmiermodus zu schließen, beendet der Zähler diesen automatisch nach 60 Minuten. Außerdem verschwindet auch das Schaltersymbol .
¼ Das Wandlerverhältnis kann nur in eingeschaltetem Zustand eingestellt werden. Alle dazugehörigen Einstellungen werden
unwirksam, wenn das Schlosssymbol verschwindet
8. ENTSORGUNG
Entsorgen Sie das Produkt am Ende seiner Lebensdauer gemäß den geltenden gesetzlichen Vorschriften; geben
Sie es z.B. bei einer entsprechenden Sammelstelle ab.
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9. TECHNISCHE DATEN DER MITGELIEFERTEN HARDWARE
Leistungsmerkmale
Luftfeuchtigkeit (Betrieb) ....................................... 75 %
Luftfeuchtigkeit (Lagerung) .................................... 95 %
Betriebstemperatur ................................................ -10 °C bis +50 °C
Lagerungstemperatur ............................................ -30 °C bis +70 °C
Internationale Standards:
Wirkverbrauchzähler der Klasse 1 ............ IEC62052-11, IEC62053-21
Blindverbrauchzähler der Klasse 2 ........... IEC62053-23
Wirkverbrauchzähler der Klasse A, B ........ EN50470-1, EN50470-3
Genauigkeitsklasse:
Spannung, LN & LL (Phasen 1, 2, 3) ........ ±0,5%
Stromstärke (Phase 1, 2, 3) ...................... ±0,5%
PF (Phase 1, 2, 3 & Σ) .............................. ±0,2%
Wirkleistung (Phase 1, 2, 3 & Σ) ............... ±0,5%
Blindleistung (Phase 1, 2, 3 & Σ) .............. ±0,5%
Scheinleistung (Phase 1, 2, 3 & Σ) ........... ±0,5%
Frequenz ................................................... ±0,2%
Wirkenergie ............................................... ±1%
Blindenergie .............................................. ±2%
Schutzart (Gehäuse) ............................................. IP51
Schutzklasse ......................................................... II
Zählerspezifikationen
Zählertyp ............................................................... VSM-103 (LC-Anzeige)
Nennspannung (Un) ............................................... 230/400 V/AC (3~)
Betriebsspannung ................................................. 161/279 … 300/520 V/AC (3~)
Isolationsvermögen:
Wechselspannungsfestigkeit ..................... 4 kV für 1 Minute
Stoßspannungsfestigkeit ........................... 6 kV – 1,2 µS Wellenform
Basisstrom (Ib):
Typ Wandlermessung: .............................. 1,5 A
Typ Direktmessung ................................... 10 A
Grenzstrom (Imax):
Typ Wandlermessung: .............................. 6 A
Typ Direktmessung: .................................. 100 A
Betriebsstrombereich ............................................ 0,4% Ib – Imax
Stromfestigkeit ...................................................... 30 Imax für 0,01 Sekunden
Betriebsfrequenzbereich ....................................... 50 Hz ±10%
Eigenleistungsbezug ............................................. 2 W/10 VA pro Phase
Impulsrate (Puls-LED):
Typ Wandlermessung: .............................. 3200 imp/kWh
Typ Direktmessung: .................................. 400 imp/kWh
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Impulsrate (Pins-8 & 9):
Typ Wandlermessung ............................... 3200 imp/kWh
Typ Direktmessung ................................... 400 imp/kWh
Wandlerverhältnis für Wandlermessung ................ 27 Wandlerverhältnisse zur Auswahl
Anzeige der Phasen .............................................. Zähler ist verbunden und A/B/C-Spannung aktiv
(LEDs A, B, C für Phase L1, L2, L3)
Verbrauchsanzeige (Puls- & SO-LEDs) ................ Blinkt, wenn Last aktiv
Kommunikationsanzeige ....................................... Kommunikationssymbol im LC-Display blinkt
Datenkommunikation ............................................. RS485 und fernes Infrarot
Datensicherheit ..................................................... Daten können mehr als 20 Jahre gespeichert werden, wenn
von Stromversorgung getrennt
Abmessungen (B x H x T) ..................................... 126 x 130 x 65 mm
Gewicht ................................................................. 0,7 kg (netto)
RS485-Kommunikationsschnittstelle
Bustyp ................................................................... RS485
Protokoll ................................................................ MODBUS RTU mit 16 Bit CRC
Baudraten .............................................................. 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 (optional)
Adressbereich ....................................................... 1 … 255 (einstellbar); 256 Teilnehmer
Max. Leitungslänge ............................................... 1200 m
Infrarot-Kommunikationsschnittstelle
Infrarotwellenlängen .............................................. 900 … 1000 nm
Baudrate ................................................................ 1200 bps
Kommunikationsdistanz ........................................ 5 m
Kommunikationswinkel .......................................... -15° … +15°
Protokoll ................................................................ MODBUS RTU mit 16 Bit CRC
Messabweichungen
Wirk-Energie:
- mit symmetrischer Belastung:
0,05 Ib
Cosϕ = 1
±1,5%
0,1 Ib
Cosϕ = 0.5L
±1,5%
Cosϕ = 0.8C
±1,5%
0,1 Ib - Imax
Cosϕ = 1
±1,0%
0,2 Ib - Imax
Cosϕ = 0.5L
±1,0%
Cosϕ = 0.8C
±1,0%
- mit Einzelphasenbelastung:
0,1 Ib - Imax
Cosϕ = 1
±2,0%
0,2 Ib - Imax
Cosϕ = 0.5L
±2,0%
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Gehäusebeschreibung
Materialien:
Frontplatte ............................................................. PC schwer entflammbar
Abdeckung ............................................................ ABS schwer entflammbar
Grundplatte ........................................................... ABS schwer entflammbar
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10. WEITERFÜHRENDE INFORMATIONEN ZUM ZÄHLER
a) Anschlussbelegung – Direktmessung
1/2:
Ia (Leiter 1) IN/OUT
8/12:
Messimpulsausgangskontakt (P+/P-)
3/4:
Ib (Leiter 2) IN/OUT
9/12:
Messimpulsausgangskontakt (Q+/Q-)
5/6:
Ic (Leiter 3) IN/OUT
10/11: RS485-Schnittstelle
7:
Neutralleiter
b) Anschlussbelegung – Wandlermessung
1/2:
Ia (Phase 1) IN/OUT
18/16/14: Spannung Phase A/B/C
3/4:
Ib (Phase 2) IN/OUT
8/12:
Messimpulsausgangskontakt (P+/P-)
5/6:
Ic (Phase 3) IN/OUT
9/12:
Messimpulsausgangskontakt (Q+/Q-)
8:
Neutralleiter
10/11:
RS485-Schnittstelle
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 Impressum
Diese Bedienungsanleitung ist eine Publikation von Voltcraft®, Lindenweg 15, D-92242 Hirschau,
Tel.-Nr. 0180/586 582 7 (www.voltcraft.de).
Alle Rechte einschließlich Übersetzung vorbehalten. Reproduktionen jeder Art, z. B. Fotokopie, Mikroverfilmung, oder die
Erfassung in elektronischen Datenverarbeitungsanlagen, bedürfen der schriftlichen Genehmigung des Herausgebers.
Nachdruck, auch auszugsweise, verboten.
Diese Bedienungsanleitung entspricht dem technischen Stand bei Drucklegung. Änderung in Technik und Ausstattung
vorbehalten.
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