SHELLY Pro 3EM-400 Dreiphasen-Energiezähler für DIN-Schiene, Messung bis 400 A über Stromwandler, WiFi, Bluetooth, LAN

Produktdetailbeschreibung

Eine Zuleitung, durch die mehrere hundert Ampere fließen, passt in die Klemmen eines kleinen Moduls nicht hinein. Shelly Pro 3EM-400 misst den Strom deshalb nicht direkt, sondern über aufsetzbare Stromwandler, die um die Leiter gelegt werden und bis 400 A je Phase erfassen. Im Verteiler belegt das Gerät neunzehn Millimeter.

Ist das etwas für Sie?

• Ja, wenn Sie eine Hauptzuleitung erfassen, durch die mehr fließt, als sich in die Klemmen eines Moduls legen lässt.
• Ja, wenn Sie gespeicherte Daten brauchen und nicht nur den Momentanwert. Das Gerät hält mindestens sechzig Tage in Minutenauflösung.
• Ja, wenn Sie eine Photovoltaikanlage beobachten. Die Vierquadrantenmessung trennt bezogene und eingespeiste Energie.
• Ja, wenn Sie die Daten über MQTT, HTTP oder WebSocket in ein eigenes System holen.
• Nein, wenn Sie zugleich schalten möchten. Das Gerät hat kein eingebautes Relais, ein Schütz wird erst über das Shelly Pro 3EM Switch Add-on angesteuert.
• Nein, wenn Sie auch den Strom im Neutralleiter erfassen möchten. Der vierte Stromwandler liegt nicht bei und wird einzeln bestellt.
• Nein, wenn nur eine Gleichspannungsversorgung zur Verfügung steht. Das Modul wird mit 110 bis 240 V Wechselspannung versorgt.

Auf einen Blick

• Messung von drei Phasen und dem Neutralleiter über Stromwandler
• Strombereich 0 bis 400 A je Kanal, kompatibler Wandler CT-400A
• Spannungsmessung 100 bis 260 V mit ±1 % Genauigkeit
• Vierquadrantenmessung, auch für Photovoltaik geeignet
• Genauigkeitsklasse B für Wirkenergie
• Speicher für mindestens 60 Tage in Minutenauflösung
• Datenexport als CSV und als JSON über RPC
• Echtzeituhr, die einen Ausfall der Zeitquelle im Netz übersteht
• Wi-Fi, Bluetooth und Ethernet über RJ45
• 19 mm Baubreite auf der DIN-Schiene, Versorgung 110 bis 240 V AC

Funktionen

Für jede Phase meldet das Gerät in Echtzeit Spannung, Strom, Wirk- und Scheinleistung, den Leistungsfaktor und dazu Wirk- und Blindenergie der Grundschwingung. Die Messwerte legt es in einem Speicher ab, der einen Spannungsausfall übersteht, und aus dem sich mindestens sechzig Tage in Minutenauflösung zurücklesen lassen. Die Vierquadrantenmessung trennt bezogene von eingespeister Energie und passt damit auch dorthin, wo Erzeugung aus Modulen ins Netz zurückfließt. Auf Wunsch überwacht das Gerät zusätzlich die Phasenfolge und meldet einen Fehler, wenn sich die Reihenfolge der Nulldurchgänge umkehrt. Die Kalibrierung zwischen den Kanälen gleicht Unterschiede zwischen den einzelnen Wandlern aus, verlangt dafür aber auf jedem Kanal eine Last von mindestens 5000 W. Bei sehr kleiner Last, konkret unter 30 VA je Kanal, zeigt das Gerät die Leistung zwar an, rechnet sie aber nicht mehr in die Energiestatistik ein.

Steuerung und Kommunikation

Das Gerät lässt sich rein lokal über die eingebaute Weboberfläche betreiben oder über die Cloud mit MQTT, HTTP und WebSocket. Alle eingehenden Verbindungen unterstützen TLS. Die Firmware beherrscht Scripting sowie zwanzig Webhooks mit je fünf Adressen, CoAP dagegen wird nicht unterstützt. An der Front sitzt eine Taste. Fünf Sekunden Halten schaltet den Access Point ein, zehn Sekunden setzen auf Werkseinstellungen zurück. Auf der Frontseite sitzen vier Leuchtdioden:

• Versorgung
• Wi-Fi-Zustand, über die Farbe unterschieden
• bestehende LAN-Verbindung
• durchfließende Energie, die Leuchtdiode blinkt in ihrem Takt

Montage und Anwendung

Das Modul ist für die DIN-Schiene bestimmt, misst 94 x 19 x 69 mm und wiegt 62 g. Versorgt wird es aus Phase C und dem Neutralleiter mit 110 bis 240 V, die Eigenaufnahme liegt unter 3 W. In die Schraubklemmen gehören Leiter von 0,5 bis 2,5 mm² mit 6 bis 7 mm Abisolierlänge, das Anzugsmoment beträgt höchstens 0,4 Nm. Die äußere Absicherung soll 16 A betragen, mit Charakteristik B oder C, mindestens 6 kA Schaltvermögen und Energiebegrenzungsklasse 3. Die Stromwandler werden um die Phasenleiter gelegt und an die Eingänge IA, IB und IC angeschlossen, der vierte Eingang IN ist für den Wandler am Neutralleiter vorgesehen. Das LAN-Kabel darf nur bei ausgeschalteter Stromversorgung gesteckt oder gezogen werden, und sein Steckverbinder darf an den vom Benutzer berührten Stellen keine metallischen Teile haben.

Ausstattung

Im Gerät arbeitet ein Prozessor ESP32-D0WDQ6 mit 16 MB Flash-Speicher, dem Doppelten dessen, was die Schaltmodule der Pro-Reihe mitbringen. Der größere Speicher ist nötig, weil das Gerät nicht nur misst, sondern die Messwerte auch über längere Zeit vorhält.

• vier Spannungsklemmen A, B, C und N sowie vier Eingänge für Stromwandler IA, IB, IC und IN
• Messbereich der Voltmeter 100 bis 260 V je Phase mit einer Genauigkeit von ±1 %
• Messbereich der Amperemeter 0 bis 400 A über den Stromwandler, kompatibel ist der CT-400A
• ein interner Temperatursensor, der seinen Messwert weitermeldet
• eine RJ45-Buchse sowie Wi-Fi 802.11 b/g/n und Bluetooth 4.2 im Band von 2400 bis 2495 MHz
• eine serielle Schnittstelle für ein Zusatzmodul von Shelly
• eine Taste, die mit einem kurzen Druck das Relais im angesetzten Switch Add-on umschaltet
• vier Leuchtanzeigen für Versorgung, Wi-Fi-Zustand, LAN-Verbindung und durchfließende Energie
• Scripting, MQTT und zwanzig Webhooks mit je fünf Adressen, CoAP dagegen nicht

Die Erkennung der Phasenfolge ist eine zuschaltbare Funktion. Das Gerät wertet die Nulldurchgänge der Spannungen aus, und folgt auf Phase A die Phase C und erst danach B, meldet es einen Fehler der Phasenfolge. Bei Drehstrommotoren und Pumpen ist genau das der Punkt, der vor der ersten Inbetriebnahme auffallen soll.

Was Sie noch brauchen

• Einen vierten Stromwandler CT-400A, wenn Sie auch den Neutralleiter erfassen wollen. Die drei Wandler für die Phasen liegen bei, den für den Neutralleiter führt der Hersteller als optional und liefert ihn nicht mit.
• Einen Messschieber für den Phasenleiter. Der Stromwandler wird um den Leiter gelegt, maßgeblich ist also sein Außendurchmesser samt Isolierung. Messen Sie ihn aus, bevor Sie die Zuleitung bestellen.
• Eine Vorsicherung nach Herstellerangabe. Auslösecharakteristik B oder C, Bemessungsstrom höchstens 16 A, Kurzschlussausschaltvermögen von mindestens 6 kA und Energiebegrenzungsklasse 3. Geschützt wird damit das Gerät und nicht die gemessene Zuleitung.
• Das Zusatzmodul Shelly Pro 3EM Switch Add-on, wenn auch geschaltet werden soll. Ein eingebautes Relais hat das Gerät nicht, der Hersteller weist ausdrücklich darauf hin.
• Eine Last von 5000 W je Kanal, wenn Sie den Kanalabgleich wünschen. Bei schwach belasteter Zuleitung läuft der Abgleich also nicht an.
• Einen Schraubendreher für 0,4 Nm. Die Klemmen nehmen eindrähtige und mehrdrähtige Leiter sowie Aderendhülsen von 0,5 bis 2,5 mm² auf, abisoliert werden 6 bis 7 mm.
• Einen spannungsfreien Zustand beim Umgang mit Netzwerkkabel und Zusatzmodul. Das LAN-Kabel wird nur spannungsfrei gesteckt und gezogen, und sein Stecker darf an der Griffstelle kein blankes Metall zeigen. An der Schnittstelle für das Zusatzmodul liegt bei eingeschalteter Versorgung Hochspannung an.
• Einen Einbauort im Innenraum. Temperatur -20 bis 40 °C, Luftfeuchte 30 bis 70 %, Höhe bis 2000 m.

Einsatzbereiche

• Hauptzuleitung eines Einfamilienhauses oder eines Betriebs
• Mehrfamilienhaus mit Verbrauchserfassung je Strang
• Photovoltaikanlage mit Überwachung der Einspeisung
• Landwirtschaftlicher Betrieb, Werkstatt oder Lager mit hohen Lasten
• Verteiler, aus dem die Daten über MQTT oder RPC in ein übergeordnetes System gehen

Wichtig vor dem Kauf

• Das Gerät hat kein eingebautes Relais. Schalten kann es allein nicht, ein Schütz wird über das Shelly Pro 3EM Switch Add-on angesteuert.
• Den Strom erfasst das Gerät ausschließlich über Stromwandler. Ohne sie misst es nur die Spannung.
• Kompatibel ist der Stromwandler CT-400A.
• Der Wandler für den Neutralleiter ist optional und gehört nicht zum Lieferumfang.
• Die Stromgenauigkeit beträgt ±1 % im Bereich 5 bis 400 A, jedoch ±2 % im Bereich 0 bis 5 A. Bei niedrigen Strömen ist mit größerer Abweichung zu rechnen.
• Sinkt die Last auf jedem der drei Kanäle unter 30 VA, wird die Energie nicht in die Statistik eingerechnet.
• Die Versorgung erfolgt ausschließlich mit 110 bis 240 V Wechselspannung. Eine Gleichspannungsversorgung unterstützt das Modul nicht.
• An der Schnittstelle für das Zusatzmodul liegt bei eingeschalteter Versorgung Hochspannung an.
• Die Betriebstemperatur beträgt -20 bis 40 °C, die Luftfeuchte 30 bis 70 % RH.
• Der Einbau in den Verteiler ist einer entsprechend qualifizierten Elektrofachkraft vorbehalten.

Anschlussklemmen

Seine Versorgung bezieht das Gerät aus der Klemme C und dem Neutralleiter, die Phase C muss also stets angeschlossen sein, selbst wenn nur eine Phase gemessen wird. Die Klemmen nehmen Leiter von 0,5 bis 2,5 mm² mit 6 bis 7 mm Abisolierlänge auf und werden mit höchstens 0,4 Nm angezogen.

Häufige Fragen

Wie viel Ampere misst das Gerät tatsächlich?
Der Bereich reicht von 0 bis 400 A je Kanal, gemessen über einen Stromwandler.

Kann das Gerät eine Last abschalten?
Allein nicht. Ein eingebautes Relais gibt es nicht, geschaltet wird über das Zusatzmodul Shelly Pro 3EM Switch Add-on mit einem Schütz.

Wie lange bleiben die Messdaten gespeichert?
Mindestens sechzig Tage in Minutenauflösung, und zwar in einem Speicher, der einen Spannungsausfall übersteht.

Bekomme ich die Daten heraus?
Ja, die Werte zur Netzqualität lassen sich als CSV exportieren, über die RPC-Schnittstelle auch im JSON-Format.

Sehe ich, wie viel ich eingespeist habe?
Ja, die Messung arbeitet in vier Quadranten und trennt bezogene von eingespeister Energie.

Muss das Gerät am Internet hängen?
Nein. Es arbeitet auch eigenständig im lokalen Netz über die Weboberfläche, per LAN wie per Wi-Fi.

Was welche Leuchtanzeige meldet

Die Anzeige Count ist die schnellste Probe, ob die Messung tatsächlich läuft. Leuchtet die Versorgung, steht das Netz auf Grün und blinkt Count dennoch nicht, prüfen Sie zuerst in den Einstellungen, welche Phase die Anzeige verfolgen soll. Verfolgt sie alle und blinkt trotzdem nicht, sind entweder die Stromwandler nicht angeschlossen oder es fließt durch die gemessenen Leiter praktisch nichts.