7. Anwenderforum Relaistechnik Schalten, Führen, Trennen: Ohne Relais geht nichts!

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Sicheres Schalten, Führen und Trennen von elektrischer (DC) Leistung wie auch von Datenströmen steht mehr denn je im Fokus von Elektrotechnik und Elektronik. Das Anwenderforum Relaistechnik bringt Sie Ende Oktober auf den aktuellen Stand der Technik.

In Europa boomen derzeit die Relais-Applikationen vor allem im DC-Bereich und auch in Asien erfährt das Relais eine massive Renaissance. Mit einem klassischen elektromechanischen Relais (dem sogenannten Elementarrelais), das auf einem Elektromagneten basiert, lassen sich mit kleinen Spannungen Stromkreise mit hohen Spannungen bzw. Strömen schalten. Anwendungen reichen vom Schalten der Treppenhausbeleuchtung bis hin zum Schalten großer Leistung. In vielen Bereichen werden in den letzten Jahren zunehmend Halbleiterrelais und Hybrid-Relais – beispielsweise in Gleichstromanwendungen – verwendet.

Diese Entwicklungen und Applikationen rund um Relais stehen im Mittelpunkt des 7. Anwenderforums Relaistechnik, das vom 29. bis 30. Oktober 2025 im Vogel Convention Center in Würzburg stattfindet. Themengebiete erstrecken sich von der Gleichspannungstechnik über die Normung bis zu Nachhaltigkeit und Circular Economy.

Zukünftige Elektroenergieverteilsysteme verändern die Anforderungen an die Schalt- und Schutzgeräte, die die Energieflüsse zuverlässig und sicher steuern müssen: In der Niederspannungstechnik beispielsweise aufgrund der leistungselektronischen Umrichter, was zu einem deutlich kapazitiven Charakter der Systeme führt. Im Fall von Kurzschlüssen ist die resultierende Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes damit deutlich größer.

Gleichstromtechnik: Hybride Schalt- und Schutzgeräte

Ebenso müssen bei verteilten Energiequellen und Energiespeichern bidirektionale Lastflüsse im Normalbetriebs- und Fehlerfall beherrscht werden. Diesen neuen Anforderungen kann man am besten mit hybriden Schalt- und Schutzgeräten begegnen. Die hybriden Geräte sind eine Kombination von mechanischen Schaltern, leistungselektronischen Schaltern und Energieabsorptionsschaltungen. Da die Schaltaufgabe auf diese Komponenten aufgeteilt wird, kommen in vielen Konzepten Relais als mechanische Schalter in Betracht. So sind Relais aufgrund des sehr geringen Kontaktwiderstandes als mechanischer Bypassschalter im Hauptstrompfad wesentlich für eine verlustarme Stromführung. Auch zur Herstellung einer sicheren Trennstrecke finden Relais ihren Einsatz.

Matthias Streck (TU Ilmenau) stellt in seinem Vortrag „Relais als Komponenten hybrider Schalt- und Schutzgeräte“ unterschiedliche Konzepte von hybriden Schalt- und Schutzgeräten für den Niederspannungsbereich vor. Er diskutiert die daraus resultierenden Anforderungen an die verschiedenen mechanischen Schalter in den hybriden Gerätetypen und erklärt, warum Relais nicht nur in hybriden Lastschaltgeräten, sondern auch in hybriden Schutzgeräten sehr gut geeignet sind.

Auch in der Keynote thematisiert Guido Bachmann (Schaltbau) die Gleichstromtechnik bei Niederspannungs-/ Mittelspannungsanwendungen am Beispiel der NExT Factory. Dabei handelt es sich um ein zukunftsweisendes Pilotprojekt für die Produktion und Logistik von elektromechanischen Schaltgeräten, das auch in der Fertigung europaweit neue Maßstäbe bei der Nutzung von regenerativen Energien in Verbindung mit Hochleistungsbatterien und dem Energiemanagement über ein eigenes Gleichstrom-Netz setzt.

Um eine sichere, zuverlässige und kompatible Nutzung von Gleichstrom in verschiedenen Anwendungen zu gewährleisten, wie z.B. in der Photovoltaik, der Elektromobilität und der Industrieautomation, ist die Normung von DC-Systemen wichtig. Die Normen umfassen sowohl technische Aspekte der Gleichstromversorgung als auch die Sicherheitsaspekte, insbesondere im Niederspannungsbereich. Bernd Wunder (Fraunhofer IISB) gibt einen aktuellen Überblick zur DC-Normung.

Integration von Relais in eigene Produkte

Bei der Integration von Relais in eigene Produkte können vielfältigste Anforderungen umgesetzt werden. Die Produktfunktionalität reicht von einfachen Sockel-Applikationen über universelle Ausgänge bis zu speziellen Lastanforderungen (z.B. „Functional Safety“ oder Jalousieansteuerung). Durch viele Einflussfaktoren sind die konkreten Kundenanforderungen häufig nicht eindeutig identifizierbar. Durch übergeordnete Produktnormen können zusätzliche funktionale oder sicherheitsrelevante Anforderungen an die Schaltausgänge notwendig werden.

Im europäischen Umfeld hat der Produkthersteller für die Konformitätsbewertung einen Ermessensspielraum durch die gezielte Auswahl der einzuhaltenden harmonisierten Normen. Im internationalen Umfeld (beispielsweise UL, BIS, CCC, RCM) oder für spezielle Einsatzumgebungen (wie zum Beispiel Schifffahrt) können die zugrunde liegenden Standards durch externe Zertifizierungsstellen vorgegeben werden. Weiterhin können durch nationale Abweichungen zusätzliche Bewertungen notwendig werden. Frank Maximowitz (Wago) erklärt, was hinsichtlich der Normenkonformität bei der Integration von Relais im internationalen Kontext zu beachten ist.

Auf probabilistische Ansätze und 50 Jahre Relais mit zwangsgeführten Kontakten blickt Eberhard Kirsch zurück. Der Begriff zwangsgeführte Kontakte wurde Anfang der 1970er-Jahre von der Berufsgenossenschaft in eine Verbindung mit elektromechanischen Schaltkreisen definiert. Anlass waren die registrierten schweren, tödlichen Arbeitsunfälle, insbesondere an Pressen. Die konstruktive Umsetzung dieser Anforderungen hat einen wesentlichen Anteil an funktionaler Sicherheit erbracht. Elementarrelais mit zwangsgeführten Kontakten sind zwar für sich keine Sicherheitsbauteile, sie bieten aber die Möglichkeit Sicherheitsbauteile zu kreieren, ohne deren Kernfunktion probabilistisch bewerten zu müssen.

Relais: Nachhaltigkeit und Circular Economy

Auch die Relaistechnik wird durch die „Grüne Revolution“ getrieben, deren Erfolg an die Automatisierung gekoppelt ist. Die Essenz heißt Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und Ressourcenschonung. Aktuelle Recyclingprozesse gewinnen nur wenige Materialien in hoher Reinheit zurück, was zu Ressourcenverlusten und einem ineffizienten Materialkreislauf führt. Es geht aber auch anders: Die nachhaltige Entwicklung von Materialien, Prozessen und Produkten ist das Vortragsthema von Prof. Gesa Beck (SRH Hochschule Berlin).

Als Ausblick gibt Prof. Kerstin Kuchta (TU Hamburg) einen Überblick zu den Forschungs- und Entwicklungsansätzen zur Umsetzung einer nachhaltigen Circular Economy. Was ist eine umweltgerechte Produktentwicklung? Wie können Erkenntnisse aus Rohstoffverknappung und Recycling für die Produktentwicklung nutzbar gemacht werden? Was bringt eine Kennzeichnung für die Kreislauffähigkeit und nachhaltige Produktgestaltung?

Grundlagen der Relaistechnik

Traditionell ist der erste Tag der Veranstaltung dem Grundlagenwissen gewidmet: Jürgen Steinhäuser und Christoph Oehler erklären (fast) alles, was Sie zu Elementarrelais wissen müssen. Die Grundlagen von Halbleiter- und Hybridrelais vermittelt Dr. Dieter Volm und auf die Anwendung und Verarbeitung von REED-Kontakten und REED-Relais geht Erich Hörl ein.

Bis zum 15. Juli 2025 können Sie sich noch Ihr Frühbucher-Ticket zum reduzierten Preis sichern.

Ein Ticket – drei Events besuchen: Mit Ihrem Ticket erhalten Sie auch Zugang zu den Vorträgen der Veranstaltungen Power of Electronics und Technologietage Leiterplatte, die parallel mit übergreifender Fachausstellung stattfinden. (kr)

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