Stromwandler CT — Strommessung über Analogeingang

Ein Stromwandler CT mit 0–10-V-Ausgang ermöglicht die Strommessung auf einzelnen Stromkreisen in der Unterverteilung — ohne Unterbrechung der Leitungen. Der Stromwandler wird um einen einzelnen Leiter gelegt, erfasst den durchfließenden Strom mit einem Hall-Sensor und gibt ein proportionales 0–10-V-Signal aus, das vom Universaleingang (UI) des TapHome-Moduls im Analogmodus gelesen wird.

Wann Stromwandler CT, wann Modbus-Stromzähler verwenden:

Ein Stromwandler CT ist die richtige Wahl, wenn Sie eine kontinuierliche Strommessung auf einem einzelnen Stromkreis (pro Leitungsschutzschalter) benötigen — zum Beispiel um zu erkennen, ob ein bestimmtes Gerät in Betrieb ist. Für vollständiges Energiemanagement (Spannung, Strom, Leistung, Leistungsfaktor, Frequenz, kumulierte kWh) empfehlen wir stattdessen einen Modbus-RTU-Stromzähler. Modbus-Stromzähler liefern deutlich mehr Messwerte, sind genauer und werden direkt über den Bus mit TapHome verbunden.

Eine Liste der unterstützten Stromzähler finden Sie im Abschnitt Kompatibilitätsliste — Stromzähler.

Auswahl des Stromwandlers

Damit ein Stromwandler CT mit den TapHome-Universaleingängen funktioniert, muss er folgende Anforderungen erfüllen:

Empfohlenes Produkt: YHDC TST024L

Der YHDC TST024L ist ein Stromwandler mit geteiltem Kern und Hall-Sensor mit 0–10-V-Ausgang, erhältlich in mehreren Strommessbereichen.

Auswahl des richtigen Messbereichs: Wählen Sie einen Messbereich, der zum Leitungsschutzschalter des jeweiligen Stromkreises passt. Für einen 16-A-Leitungsschutzschalter (typisch für einen Steckdosenstromkreis) ist ein 100-A-Stromwandler mehr als ausreichend. Für einen 63-A-Leitungsschutzschalter (z. B. Wärmepumpe) wählen Sie 100 A oder 150 A, um gut im linearen Bereich zu bleiben.

Alternative: SENECA T201DCH

Für Installationen mit höheren Genauigkeitsanforderungen (0,5 % AC / 1 % DC), Gleichstrommessung oder DIN-Schienenmontage empfiehlt sich die Baureihe SENECA T201DCH (~60–115 EUR). Der T201DCH misst auch Gleichstrom (TRMS) und ist mit Modbus-Ausgang erhältlich (Variante T201DCH-M).

Verdrahtung

Der Stromwandler CT verfügt über ein 3-adriges Abschirmkabel (50 cm) mit farbcodierten Leitern:

• Rot — Versorgungsspannung (+24 V)
• Schwarz — Masse (GND)
• Grün — Signalausgang (0–10 V)

Im obigen Schema ist „Power" das 24-V-DC-Netzteil und „Acquisition equipment" das TapHome-Modul. Die drei Anschlüsse sind:

Der schwarze GND-Leiter wird an den Minuspol des Netzteils angeschlossen, der gemeinsam mit der GND-Klemme des TapHome-Moduls sein muss. Damit entsteht eine gemeinsame Spannungsreferenz für das 0–10-V-Signal.

Gemeinsame Masse ist unbedingt erforderlich. Der Stromwandler CT und das TapHome-Modul müssen dasselbe 24-V-DC-Netzteil teilen (oder zumindest ihre GND-Klemmen miteinander verbinden). Bei separaten Netzteilen ohne gemeinsame Massereferenz kommt es zu falschen oder instabilen Messwerten.

Wichtige Regeln

• Nur ein Leiter — klemmen Sie den Stromwandler CT um einen einzelnen Leiter (Phasenleiter L), niemals um das gesamte Kabel. Wenn Sie den Stromwandler um L + N legen, heben sich die Magnetfelder gegenseitig auf und der Messwert ist null.
• Pfeilrichtung — der auf dem Stromwandler-Gehäuse aufgedruckte Pfeil gibt die erwartete Stromflussrichtung an. Bei negativen oder null Messwerten drehen Sie den Stromwandler CT um 180°.
• Kurze Kabel — das 0–10-V-Signalkabel zwischen dem Stromwandler und dem TapHome-Modul sollte so kurz wie möglich sein (idealerweise < 5 m), um elektromagnetische Einstreuungen zu minimieren.
• Galvanische Trennung — der Stromwandler CT verfügt über eine eingebaute galvanische Trennung mit 2,5 kV (50 Hz, 1 min). Für Standard-Wohninstallationen ist keine zusätzliche optische oder galvanische Trennung erforderlich.
• Zero- und Gain-Potentiometer — der Stromwandler CT besitzt auf dem Gehäuse zwei Kalibrierungspotentiometer mit der Bezeichnung „Zero" und „Gain". Diese sind werkseitig kalibriert. Verstellen Sie diese nicht, sofern Sie keine Referenzstromquelle zur Neukalibrierung haben.

TapHome-Module mit Analogeingang

Alle TapHome-Module mit Universaleingängen (UI) unterstützen den analogen 0–10-V-Betrieb. Der wesentliche Unterschied liegt in der ADC-Auflösung:

Die Auflösung ist bei der Strommessung entscheidend. Bei einem 200-A-Stromwandler:

• 8-Bit-Modul → Auflösung von ca. 0,8 A pro Schritt (ausreichend zum Erkennen von Ein/Aus-Zuständen)
• 12-Bit-Modul → Auflösung von ca. 0,05 A pro Schritt (geeignet für präzise Überwachung)

Für Energiemanagement-Anwendungen empfehlen wir die Verwendung eines DIN-Schienen-Moduls (32 UI oder 12 DO 12 UI) mit 12-Bit-ADC-Auflösung.

Konfiguration in der TapHome-App

Schritt 1: Analogeingang aktivieren

1. Gehen Sie zu Einstellungen → Hardware → TapHome Bus
2. Wählen Sie das Modul aus, an das der Stromwandler CT angeschlossen ist
3. Im Abschnitt Universaleingänge wählen Sie einen freien Eingang (z. B. UI3)
4. Unter Funktion wählen Sie Analoger Eingang
5. Weisen Sie eine Zone und Kategorie zu und speichern Sie

Der Eingang zeigt nun einen Wert in Prozent (0–100 %), der die Rohspannung als prozentualen Anteil des konfigurierten Bereichs darstellt. Zum Beispiel wird 1,5 V bei einem 0–10-V-Eingang als 15 % angezeigt.

Schritt 2: Wertumrechnung in Ampere hinzufügen

Ohne Umrechnung zeigt der Analogeingang nur einen Prozentwert — für die Strommessung nicht geeignet. Um den Wert in Ampere anzuzeigen:

1. Öffnen Sie die Serviceeinstellungen des Analogeingang-Gerätes
2. Tippen Sie im Abschnitt Wertumwandlung auf Wertschöpfung
3. Wählen Sie Analoger Eingang → Elektrischer Strom [A]

Schritt 3: Lineare Interpolation konfigurieren

Nach dem Hinzufügen der Umrechnung erscheint der Abschnitt Lineare Interpolation. Hier werden zwei Eingangs-/Ausgangspunkte definiert, um eine lineare Skala zwischen Spannung und Strom zu erstellen.

Die Standardzuordnung ist 0–10 V → 0–10 A. Sie müssen den Ausgangswert an den Nennstrom Ihres Stromwandlers anpassen:

Für einen 200-A-Stromwandler (YHDC TST024L-200A):

Der Stromwandler gibt bei 0 A eine Spannung von 0 V und bei seinem Nennstrom eine Spannung von 10 V aus. Indem Sie den Ausgangswert 2 auf den Nennstrom Ihres Stromwandlers setzen, rechnet das System die Spannung korrekt in Ampere um.

Die Eingangswerte (0 und 10) entsprechen der Minimale Spannung (0 V) und Maximale Spannung (10 V), die im Abschnitt Andere weiter unten konfiguriert sind. Belassen Sie diese für Standard-Stromwandler bei den Standardwerten (0 V und 10 V).

Schritt 4: Messwert überprüfen

Nach dem Speichern zeigt das Dashboard den gemessenen Strom in Ampere statt einem Prozentwert. Schalten Sie eine bekannte Last ein (z. B. ein 2-kW-Heizgerät ≈ 8,7 A bei 230 V), um zu überprüfen, ob der Messwert korrekt ist.

Eine allgemeine Übersicht der Umrechnungsfunktionen und weitere Anwendungsbeispiele (Wasserstand, Regenmesser, Stromkosten) finden Sie unter Umrechnungsfunktionen.

Berechnung von Leistung und Energieverbrauch

Der Stromwandler CT misst den Strom (A). Um die Leistung (W) und Energie (kWh) zu berechnen, müssen Spannung und Leistungsfaktor berücksichtigt werden:

Leistungsformel:

P = U × I × cos(φ)

Dabei gilt:

• P = Wirkleistung (W)
• U = Spannung (≈ 230 V für einphasige Netze in Europa)
• I = gemessener Strom (A)
• cos(φ) = Leistungsfaktor (0,95–1,0 für ohmsche Lasten wie Heizgeräte, 0,5–0,8 für Motoren)

Für eine vereinfachte Berechnung bei ohmschen Lasten können Sie verwenden:

P ≈ 230 × I

Um den kumulierten Energieverbrauch (kWh) zu erfassen, erstellen Sie in TapHome ein virtuelles Gerät mit einer Equation Smart Rule, die die Leistung über die Zeit integriert.

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