SHELLY Pro 3EM-120 V2 Třífázový elektroměr na DIN lištu pro měření do 120 A vč. tří proudových svorek CT 120A, WiFi, Bluetooth, LAN, Matter

Potřebujete zjistit, jak je zatížená každá fáze hlavního přívodu, a odlišit energii odebranou ze sítě od té, kterou do sítě posílá fotovoltaika? Shelly Pro 3EM-120 V2 je třífázový elektroměr na DIN lištu do rozvaděče. Silové vedení se kvůli němu nikam nepřepojuje. Tři dělené proudové svorky CT 120A se pouze rozevřou a nacvaknou na fázové vodiče, obvod přitom zůstane celý.

Je to pro vás?

Ano, pokud

• máte třífázový přívod jištěný tak, že proud v žádné fázi nepřesáhne 120 A
• vnější průměr vodiče včetně izolace se vejde do otvoru svorky, tedy do 15 mm
• provozujete fotovoltaiku a zajímá vás poměr mezi vlastní spotřebou a přetoky
• chcete tři nezávislé jednofázové okruhy měřit odděleně, každý s vlastní historií
• preferujete v rozvaděči kabelovou síť, protože za plechovými dveřmi bývá Wi-Fi slabá
• data chcete číst lokálně, přes MQTT nebo prohlížeč, bez závislosti na cloudu
• na liště je volná pozice o šířce 19 mm pro jeden modul

Ne, zvolte jiný model, pokud

• potřebujete zároveň spínat. Tento přístroj měří a nespíná, relé v sobě nemá. Kontakt pro sepnutí stykače doplní teprve Shelly Pro 3EM Switch Add-on
• proud v měřeném vedení překračuje 120 A. Pro takový přívod je určen Shelly Pro 3EM-400 se svorkami CT 400A
• vodiče jsou silnější, než jakých 15 mm pojme otvor svorky. Shelly Pro 3EM-400 má otvor 35 mm
• měříte podružné okruhy s tenkými vodiči a hodil by se vám jeden kompaktní snímač místo tří svorek. Takto je řešený Shelly Pro 3EM-3CT63 s rozsahem do 63 A

Hlavní vlastnosti

• tři měřicí kanály pro fáze, čtvrtý vstup je připraven pro nulový vodič
• rozsah 0 až 120 A na kanál, přesnost ±1 % v pásmu 2 až 120 A
• měření ve čtyřech kvadrantech, činná energie ve třídě přesnosti B
• činný a zdánlivý výkon, účiník, k tomu činná a jalová energie základní harmonické
• tři dělené svorky CT 120A v dodávce, otvor pro vodič 15 mm
• vnitřní paměť podrží 45 dnů měření s krokem jedné minuty
• Wi-Fi 802.11 b/g/n, Bluetooth 4.2 a kabelový Ethernet
• MQTT a rozhraní RPC pro nadřazené systémy, vlastní skripty a webové rozhraní v přístroji
• napájení přímo ze sítě 100 až 260 V AC při vlastní spotřebě do 3 W
• šířka jednoho modulu, tedy 19 mm místa na liště

Co produkt umí

Za každou fázi zvlášť ukazuje elektroměr napětí, proud, činný i zdánlivý výkon a účiník. Kromě běžné činné a zdánlivé energie sleduje zvlášť i složku základní harmonické, a to jak činnou, tak jalovou. Počítá se ve čtyřech kvadrantech, proto přístroj rozezná směr toku a odebranou energii vede jinde než tu vrácenou do sítě. U instalací s fotovoltaikou je to zásadní, protože přetoky do sítě zůstanou oddělené od odběru. Firmware zná dva režimy. Ve výchozím trojfázovém režimu pracuje jediný měřič, který tři fáze sečte a vykazuje souhrn za celé odběrné místo. Jednofázový režim naopak rozdělí přístroj na tři samostatné měřiče, z nichž si každý vede vlastní databázi. To se hodí, když se místo jednoho přívodu sledují tři různé okruhy. Do vnitřní paměti se hodnoty zapisují každou minutu a zpětně jich přístroj podrží nejméně 45 dnů. Historii lze vyexportovat do souboru CSV, nadřazený systém si ji vyzvedne přes RPC ve formátu JSON. Vestavěné hodiny reálného času udrží správný čas i po výpadku spojení, takže záznamy nezůstanou bez správného časového údaje. Volitelně přístroj hlídá i sled fází a ohlásí chybu, když po fázi A nenásleduje fáze B, ale fáze C. Vlastní vnitřní teplotu si modul měří sám a kontrolka Count blikáním ukazuje, kolik energie právě protéká.

Ovládání a komunikace

Připojení do sítě obstará buď bezdrátová Wi-Fi 802.11 b/g/n na 2,4 GHz, nebo metalický Ethernet v zásuvce RJ45. Rozhraní Bluetooth 4.2 se uplatní při prvním spárování a přístroj jím zároveň sbírá hodnoty ze senzorů BTHome. Zabudovanou webovou stránku otevřete v běžném prohlížeči. Napoprvé se k ní dostanete po připojení k přístupovému bodu modulu, na adrese 192.168.33.1, potom už stačí adresa, kterou modul dostal v domácí síti. Internet ani cloud k tomu potřeba nejsou. Domovská stránka nabízí tři pohledy. Klasický ukazuje sloupce jednotlivých fází a řádek se součtem, diagram promítne stejné hodnoty do obrázku přístroje a energetické grafy kreslí činnou a činnou vrácenou energii za posledních třicet minut. Odtud se také stahuje CSV, a to buď za zadaný počet hodin, za zadaný počet dnů, nebo celá historie. V nastavení měřiče se dá obrátit směr měření u vybrané fáze, přepnout kontrolku mezi činnou a zdánlivou energií, vybrat fázi, která kontrolku řídí, a zapnout hlídání sledu fází. Nadřazeným systémům slouží MQTT a rozhraní RPC, které umí i variantu přes protokol UDP, a příchozí spojení podporují TLS. Nastavit lze dvacet akcí, které zavolají adresy URL, a v každé z nich až pět cílů. Spouští je změna napětí, proudu nebo činného výkonu. Do přístroje se nahrávají vlastní skripty v podmnožině JavaScriptu, k dispozici je úložiště párů klíč a hodnota do padesáti položek i virtuální komponenty. Webové rozhraní se dá zamknout heslem a doplnit vlastním certifikátem TLS. Úsporný režim sníží takt procesoru a aktivitu modemu. Přístroj si pamatuje až dvě Wi-Fi sítě a při výpadku jedné přejde na druhou. Po aktualizaci firmwaru na poslední verzi lze zapnout také Matter.

Instalace a použití

Modul zaklapne na lištu a jeho tělo měří 94 x 19 x 69 mm. Jednotlivé fáze míří na napěťové svorky označené A, B a C, zatímco svorka N patří nulovému vodiči. Napájení modulu jde ze svorky C. Je-li rozvod jednofázový, míří tentýž vodič současně na svorky A, B i C a každý sledovaný okruh dostane vlastní proudovou svorku. Ta se rozevře, obemkne vodič a zaklapne bez jediného šroubu. Značení K a L na jejím těle přitom ukazuje, kterou stranou míří k přívodu a kterou k zátěži. Konektor potom zapadne do vstupu IA, IB nebo IC. Protože kabel svorky měří 650 mm, musí snímané vedení procházet v jeho dosahu. Průřez připojených vodičů smí být 0,5 až 2,5 mm², odizolovat je třeba 6 až 7 mm a dotáhnout momentem 0,4 Nm. Vhodné jsou plné jednožilové vodiče s izolací odolnou nejméně jako PVC T105 °C. Modul sám váží 62 g, každá proudová svorka dalších 75 g. Její dělené feritové jádro pracuje s převodem 3000 ku 1 a zvládne zkoušku elektrické pevnosti 3000 V trvající 60 sekund.

Co si ještě připravit

• Posuvné měřítko na fázový vodič. Otvor proudové svorky má průměr 15 mm a rozhoduje vnější průměr vodiče i s izolací, ne jeho průřez v mm². Tohle je nejčastější důvod, proč svorku po dodání nejde nasadit.
• Místo na liště do 650 mm od měřených vodičů. Tolik měří kabel proudové svorky a prodloužit se nedá. Pokud přívod vchází do skříně jinde, patří modul blíž k němu.
• Čtvrtou proudovou svorku, pokud vás zajímá nulový vodič. V balení jsou tři a vstup IN zůstane volný. Objednává se samostatně.
• Předřazené jištění podle výrobce. Charakteristika B nebo C, jmenovitý proud do 16 A, zkratová vypínací schopnost nejméně 6 kA a třída omezení energie 3. Není to ochrana měřeného okruhu, ale samotného modulu.
• Doplněk Shelly Pro 3EM Switch Add-on, má-li se také spínat. Modul měří a relé v něm není. Bez doplňku se podle naměřených hodnot nedá rozhýbat stykač.
• Momentový šroubovák na 0,4 Nm. Svorky přijmou plný vodič, lanko i dutinku s průřezem 0,5 až 2,5 mm², odizolovat je třeba 6 až 7 mm a izolace má být odolná nejméně jako PVC T105 °C.

Kde najde využití

• domovní rozvaděč s třífázovým přívodem, kde je potřeba vidět zatížení fáze po fázi
• fotovoltaická elektrárna a oddělené sledování vlastní spotřeby od přetoků
• nabíjecí bod pro elektromobil a hlídání rezervy před hlavním jističem
• podružné měření nájemních jednotek nebo společných prostor bytového domu
• výrobní hala a stroje, u kterých se sleduje nerovnoměrné zatížení jednotlivých fází
• technologický rozvaděč se stálým odběrem, kde se sledují minima a maxima napětí

Důležité před nákupem

• Tento model měří a nespíná, relé v něm zabudované není. Stykač nebo jiný spotřebič rozpohybuje teprve doplněk Shelly Pro 3EM Switch Add-on. Jeho kontakt je galvanicky oddělený a snese 2 A při 240 V AC i při 30 V DC.
• Nejvyšší měřitelný proud je 120 A na kanál. Nad tuto hranici přístroj hlásí chybu a vyšší proud jej poškodí.
• Bezpečná mez napětí je 280 V. Vyšší napětí na měřicích vstupech vyvolá chybu a přístroj poškodí.
• Otvor proudové svorky má průměr 15 mm. Vnější průměr fázového vodiče i s izolací si proto změřte ještě před objednáním, tlustší vodič se do svorky nedostane.
• Kabel proudové svorky je dlouhý 650 mm. Měřené vodiče proto musí vést v jeho dosahu od místa, kde je modul na liště.
• Mezi 2 A a 120 A se ampérmetr drží v pásmu ±1 %. V rozmezí od 1 A do 2 A klesá přesnost na ±2 % a pod 1 A na ±5 %, velmi malé odběry se tedy vyhodnocují hruběji než plná zátěž.
• Klesne-li zátěž pod 30 VA na kanál, okamžitý výkon zůstane na obrazovce, do počítadla odebrané energie se ale takový odběr nezapíše.
• Aby proběhla kalibrace mezi kanály, musí na každém z nich viset alespoň 500 W.
• Proudová svorka pro měření nulového vodiče v balení není. Vstup IN pak zůstane volný a proud nulovým vodičem se nevyhodnocuje. Objednat ji lze samostatně.
• Modul pracuje v rozmezí od -20 do 40 °C, vlhkost okolí smí být 30 až 70 % a nadmořská výška do 2000 m. Proudové svorky snesou -10 až 50 °C a vlhkost 0 až 80 %. Pokud modul i svorky pracují ve stejném prostředí, vejde se do obou rozsahů teplota -10 až 40 °C a vlhkost 30 až 70 %.
• Přístroj nepatří na místo, kde by mohl navlhnout.
• Montáž v rozvaděči smí provést jedině kvalifikovaný elektrikář. Předřazené jištění má mít vypínací charakteristiku B nebo C, jmenovitý proud do 16 A, zkratovou vypínací schopnost nejméně 6 kA a třídu omezení energie 3.
• Kabel do zásuvky RJ45 zapojujte a odpojujte jedině tehdy, když je přístroj bez napětí. Konektor navíc nesmí být kovový v místech, kterých se přitom dotýkáte.
• Jakmile je modul pod napětím, vede vysoké napětí i sériové rozhraní pro doplněk.
• Matter se zpřístupní až po aktualizaci firmwaru na poslední verzi.

Připojovací svorky

Časté dotazy

Kolik proudových svorek dostanu v balení?
Tři kusy CT 120A pro fáze. Čtvrtá svorka na nulový vodič je volitelné příslušenství a objednává se zvlášť.

Musím kvůli montáži rozpojit hlavní vedení?
Ne. Svorka se rozevře, obemkne vodič a zaklapne. Vodič zůstane nepřerušený.

Dokáže modul vypnout zátěž, když spotřeba stoupne?
Sám ne, relé v sobě nemá. Sepnutí stykače zvládne doplněk Shelly Pro 3EM Switch Add-on, který se připojí přes rozhraní pro doplněk a řídí se z automatizace nebo ze skriptu.

Poslouží i v jednofázové instalaci?
Ano. Napěťové svorky A, B i C se v takovém případě připojí na tentýž vodič a pro každý ze tří sledovaných okruhů zbude jedna proudová svorka.

Jak daleko od přístroje smí být měřený vodič?
Kabel proudové svorky měří 650 mm, takže měřené vodiče musí vést do této vzdálenosti od modulu.

Jak hluboko do minulosti se dá podívat?
Nejméně 45 dnů zpět, s krokem jedné minuty. Data se stáhnou jako CSV nebo se vyzvednou přes RPC ve formátu JSON.

Potřebuje k práci internet?
Ne. Prohlížeč i MQTT si vystačí s místní sítí, takže bez cloudu a bez mobilní aplikace se přístroj obejde.

Proč jedna fáze ukazuje záporný výkon?
Buď do sítě právě teče přebytek z fotovoltaiky, nebo je svorka nasazená obráceně. Značení K a L na ní má směřovat od přívodu k zátěži, případně se směr měření dané fáze obrátí v nastavení.

Kdy zvolit Shelly Pro 3EM-120 V2 a kdy Shelly Pro 3EM-400?

Shelly Pro 3EM-120 V2 zvolte pro běžný domovní nebo provozní přívod, kde proud nepřesahuje 120 A a vodiče projdou otvorem 15 mm. Shelly Pro 3EM-400 zvolte pro silové rozvody s proudy až 400 A a pro vodiče, na které je potřeba otvor 35 mm.