Hallo. Wir haben eine Anlage am 32A Drehstromnetz. Aufgrund des speziellen Systems können ab und zu Kürzschlüsse nach PE auftreten. Dieser Kurzschluss über PE verursacht am Gehäuse einen Spannungsabfall (bis dann die Sicherung kommt). Um dessen maximale Höhe und die Höhes des Strompulses einschätzen zu können, muss ich wissen, wie hoch der minimale Innenwiderstand eines 32A Drehstromnetztes in der Praxis ist. Also in verschiedenen Betrieben. Nicht nur bei uns. Hat hier jemand Erfahrung ? -pi-
>Aufgrund des speziellen Systems können ab und zu Kürzschlüsse nach PE >auftreten. Klingt aber nicht nach Ordnungsgemaesser Installation. Den Innenwiderstand des Netzes kann man messen. Stichwort Schleifenimpedanz http://de.wikipedia.org/wiki/Schleifenwiderstand Gruss Helmi
Die sollte, ich mein (meine Lehre ist schon lange her ;)), nicht höher als 2 Ohm sein. Genaueres weiß gewiss der VDE
Hallo Helmi, danke schön. Schleifenimpedanz war ein gutes Stichwort. Jetzt würden mir nur noch typische Werte eines 32A industriellen Drehstromnetzes fehlen. -pi-
> Aufgrund des speziellen Systems können > ab und zu Kürzschlüsse nach PE auftreten. Na, wenns weiter nichts ist... :-( > wie hoch der minimale Innenwiderstand eines 32A Drehstromnetztes > in der Praxis ist. Richtig gefragt: wie niedrig der minimale Innenwiderstand ... ist. Da gibts ne Norm: http://www.voltimum.de/catalog/prod/BFD-XX00246217/prod-S/Berechnung-von-Kurzschlu-str-men-in-Drehstromnetzen-Beispiele-bfe-Oldenburg.html Aber: geh' doch erst mal von 0 Ohm aus, und überlege, was dann passiert. Nicht überall in der Welt hält man sich an DIN-Normen.
Nach unten ist keine Grenze gesetzt nur nach oben. Aber rechne mal kurz nach: 16A B Automat um nach VDE innerhalb von 200mS auszuloessen braucht er 5 * In + 30 % macht 104 A Ri = 230V / 104A = 2.2Ohm bei 32A Automaten liegt es dann bei 208A entsprechen Ri = 230V / 208A = 1.1 Ohm Gruss Helmi
Für's Drehstromnetz "Zuhause" gibt es folgenden "Normwert": Z = ( 0,25 + j0,15 ) Ohm Gruss
Hallo, > Wir haben eine Anlage am 32A Drehstromnetz. Aufgrund des speziellen > Systems können ab und zu Kürzschlüsse nach PE auftreten. Dieser > Kurzschluss über PE verursacht am Gehäuse einen Spannungsabfall (bis > dann die Sicherung kommt). Wie wäre es an dieser Stelle mit einer Fehlerstromerkennung (FI-Schutzschalter)? > Um dessen maximale Höhe und die Höhes des Strompulses einschätzen zu > können, muss ich wissen, wie hoch der minimale Innenwiderstand eines 32A > Drehstromnetztes in der Praxis ist. > Also in verschiedenen Betrieben. Nicht nur bei uns. > Hat hier jemand Erfahrung ? So wird das glaube ich nichts. Wenn Du eine kritische Anwendung hast, solltest Du von 0 Ohm ausgehen und kannst Dich nicht auf irgendwelche Werte berufen, die in einem Forum für Mikrocontroller genannt werden, zumal Mikrocontroller-Programmierer nicht unbedingt die ausgesprochenen Fachleute für Drehstromnetze sind. Sonst knallt Dir das Ding um die Ohren, ehe Du Dich umdrehst. Wenn Du einen höheren Innenwiderstand als 0 Ohm brauchst, bau selbst einen in die Leitung ein, dann weißt Du, wie hoch er ist. Ggf. macht sich auch eine Spule ganz gut, da sie im normalen Betrieb nicht so viel Leistung verbraucht und trotzdem als Strombegrenzung dient. Gruß, Michael
Wenn er die Höhe eines Stromstoßes bei 0 Ohm Innenwiderstand abschätzen will wird ihm sicherlich über. Mir fällt dazu grad nur Buzz Lightyear ein: "Bis zur Unendlichkeit und noch viel weiter.". Von daher finde ich seine Frage schon berechtigt. Es ist unwahrscheinlich, dass es 0 Ohm sind aber mehr als 2 Ohm dürfen es ja nicht sein. Am Besten ist wohl nachmessen.
Na 0 Ohm sind es wahrscheinlich nicht. Oder er hat Supraleiter zum Schaltschrank liegen bis zum Kraftwerk. Aber die VDE schreibt ohnehin eine Schleifenimpedanzmessung vor. Gruss Helmi
Null Ohm geht nicht. Näherungswert auf der "sicheren Seite" wäre z.B. der zulässige Kurzschlussstrom, den übliche Sicherungen abschalten können, bezogen auf die Phasenspannung, Beispiel: 230 V / 6 kA = 0,04 Ohm. Oder einfach den Widerstand des letzten Stücks der Netzzuleitung nehmen. ( Keine Gewähr. ) Gruss
Hallo Michael, > Wenn er die Höhe eines Stromstoßes bei 0 Ohm Innenwiderstand abschätzen > will wird ihm sicherlich über. Mir fällt dazu grad nur Buzz Lightyear > ein: "Bis zur Unendlichkeit und noch viel weiter.". Von daher finde ich > seine Frage schon berechtigt. Es ist unwahrscheinlich, dass es 0 Ohm > sind aber mehr als 2 Ohm dürfen es ja nicht sein. Am Besten ist wohl > nachmessen. Ein Bauteil nach dem typischen Innenwiderstand des Netzes auszulegen, halte ich nicht für besonders intelligent, wenn man den Kurzschluß durch eigene Maßnahmen auch verhindern oder abmildern kann. Gruß, Michael
> Null Ohm geht nicht. Wahrscheinlich wegen der Tangens-Funktion, die für pi/2 gegen plusminus unendlich geht. Dann rechne halt mit -0,5 Ohm, dann bist du wieder im sicheren Bereich ;-) > Null Ohm geht nicht. Aber man kann so wunderschön damit rechnen. Und für Grenzwertbetrachtungen wie > der minimale Innenwiderstand .... in verschiedenen Betrieben. > Nicht nur bei uns. ist das der richtige Ansatz.
Hallo Spötter, > Null Ohm geht nicht. > > Näherungswert auf der "sicheren Seite" wäre z.B. der zulässige > Kurzschlussstrom, den übliche Sicherungen abschalten können, bezogen auf > die Phasenspannung, Beispiel: Sichere Seite wär, wenn er die Schaltung so sicher baut, daß im Normalfall die Sicherung nicht kommt. Aber ich ahne ja schon, daß das eine Fakefrage ist. Oder es ist eine Anlage, bei denen wie so häufig die Sicherheitsfunktionen ausgebaut wurden, und darum gibt es häufiger mal einen Kurzschluß. Gruß, Michael
pi koennte uns ja mal etwas naehres darueber sagen was das fuer eine Anlage ist.
Ich muss ein bisschen aufpassen, weil das Produkt in einer Entwicklungsphase steckt und ich nicht zuviel sagen darf. aber ... Es ist eine industrielle Maschine, 32A Drehstrom. Sie wird bei unterschiedlichen Kunden eingesetzt. In der Maschine sind Heizstäbe verbaut. Diese sind in einem Metallrohr und durch Keramikzeug isoliert. Es hat sich jedoch in den letzten 20 Jahren gezeigt, dass bei anderen Anlagen mit diesen Heizstäben diese schon ab und zu durchbrennen und einen Kurzschluss im Heizstab verursachen. Sicherung fliegt raus. Heizstab wird gewechselt. Kein Problem. Wir entwickeln jetzt eine Elektronik, die leider eine Masseverbindung an 2 Stellen an der Anlage hat. Fliesst dieser Kurzschlußstrom über das Gehäuse, so entsteht auf dem Gehäuse eine Masseversatz. Dieser darf einen bestimmten Wert von einigen Volt nicht überschreiten. Ich muss jetzt also den Widerstand des Gehäuses mit dem minimal zu erwartenden Widerstand des Netzes vergleichen. zB: Wenn das Gehäuse 10mR hat und das Netz 100mR. Dann habe ich bei 230V schon 23V Spannungsabfall. -pi-
Eine Netzimpedanz von kleiner 130 mOhm habe ich bisher an keiner unserer weltweit eingesetzter Maschinen gefunden. Meist waren es bei ordentlichen Netzen 150 - 200 mOhm.
"Sichere Seite wär, wenn er die Schaltung so sicher baut, daß im Normalfall die Sicherung nicht kommt." Dummerweise wurde anfangs gefragt, was im FEHLERFALL <> Normalfall passiert. 0 Ohm geht dabei nicht ( Division durch 0 ist immer blöd ), Minus 0,5 Ohm hilft hierbei auch nicht so recht weiter ( bei 230 V hätte man dann einen kplx. Kurzschlussstrom von nur -460 A, hoffentlich ist das genug für die Sofort-Abschaltung bei alten 32 A-Sicherungen ) ... Die oben vorgeschlagenen Werte für die Netzimpedanz sind dann vergleichsweise doch gar nicht so unbrauchbar ... MfG.
Warum nimmst du nicht einfach einen FI Schalter. Wenn da irgendwo vom Heizstab ein Strom gegen PE anzufliessen faengt loest der aus und Peng das wars Maschine aus. Dieser FI muss ja nicht zwingend in der naechsten Unterverteilung sein der kann genaus gut in der Machinensteuerung sitzen. Elektronik zu verwenden um irgendeinen Gehaeuseschluss zu detektieren und dann Abzuschalten ist nach meinen Wissen sowieso vom VDE verboten. Da darf nur gute alte Elektromechanik rein aus Sicherheitgruenden. Also im Schaltschrank nach dem Hauptschuetz fuer die Heizung einen FI Schalter gesezt und gut ist. Den gibt es sogar mit Hilfskontakten um der Steuerung zu zeigen hier ist was faul bitte nachsehen. Gruss Helmi
@Frank: Super - Danke schön. Ich werde die Werte mal als Basis nehmen und dann noch ordentlich Reserve dazu. @Helmut: FI geht leider nicht. Die Heizstäbe stehen teilweise im Wasser und es gibt recht große Fehlerströme. Selbst ein 150mA FI lößt oft aus. >Elektronik zu verwenden um irgendeinen Gehaeuseschluss zu detektieren >und dann Abzuschalten ist nach meinen Wissen sowieso vom VDE verboten. Die Elektronik überwacht nichts. Sie erfasst nur Sensorwerte. Aber sie soll eben nicht kaputtgehen. -pi-
Es gibt auch FI-Schalter mit 500mA Ausloesestrom. Mit einem Trick kann man auch beliebige Ausloesstroeme einstellen. Du nimmst einen Stromwandler und steckst alle 3 Phase durch. Die Sekundaerseite kommt an einen FI. Mit dem Hilfskontakt kannst du dann das Netzschuetz abschalten. http://www.hager.de/menu/e-katalog/fi-schalter/1024-113615.htm Gruss Helmi
> Wir entwickeln jetzt eine Elektronik, die leider eine Masseverbindung an > 2 Stellen an der Anlage hat. Zwischen diesen beiden Massepunkten eine Ausgleichsleitung legen. Und dann nochmals von hieraus nach Schutzleiter.
Also du solltest bei so einer Anlage mal überlegen, wo es zu den Fehlerströmen kommen kann und wie man sie vermeidet. Ansonsten klingt das nach erheblich viel gebastel Arbeit und das ist nicht wirklich gut, da macht man sich auch beim Kunden keine große Freude mit. 150 mA Fehlerstrom ist nicht grad ohne. Das ist LEBENSGEFÄHRLICH. Und so wie ich deinen Beitrag lese würdest du so einen Fehlerstrom zulassen wollen. Das ist kein gute Idee, da stehst du mit eineinhalb Beinen im Knast (mit einem steht man eh immer im Knast wenn man elektrische Anlage baut/entwickelt ;)xD). Mir ist jetzt so auf Anhieb keine Anlage bekannt, die im "Normalfall" auch nur 10 mA Fehlerstrom aufweist geschweige denn das zehnfache.
Hallo pi, > @Frank: Super - Danke schön. Ich werde die Werte mal als Basis nehmen > und dann noch ordentlich Reserve dazu. > > @Helmut: FI geht leider nicht. Die Heizstäbe stehen teilweise im Wasser > und es gibt recht große Fehlerströme. Selbst ein 150mA FI lößt oft aus. > >>Elektronik zu verwenden um irgendeinen Gehaeuseschluss zu detektieren >>und dann Abzuschalten ist nach meinen Wissen sowieso vom VDE verboten. > > Die Elektronik überwacht nichts. Sie erfasst nur Sensorwerte. Aber sie > soll eben nicht kaputtgehen. Achso, die Elektronik soll bloß nicht kaputtgehen. Ich hatte ja schon vorgeschlagen, eine Spule in die Leitung einzusetzen, damit Fehlerströme begrenzt werden. Wenn Du allerdings die Elektronik schützen willst und nicht irgendein Bauteil vor dem thermischen Tod bewahren willst, würde ich erstmal andere Möglichkeiten durchdenken, die vielleicht einfacher und effektiver sind. Nun kenne ich Deine Sensoren nicht genau. Ich vermute aber mal, daß Du im normalen Betrieb keine höheren Ströme über das Gehäuse schickst. Vielleicht kannst Du die Verbindung beider Schaltungsteile zum Gehäuse also über einen Widerstand realisieren und die beiden Schaltungsmassen über einer Draht verbinden. Dann fällt der Spannungsabfall, den der Kurzschluß verursacht, über dem Widerstand R ab und Du hast im Normalbetrieb trotzdem an der Schaltungsmasse dasselbe Potential wie am Gehäuse. Schaltungsmasse1 Schaltungsmasse2 __________________________________________________ | | | | | | _____|__________ _______|________ | Widerstand R | | Widerstand R | ---------------- ---------------- | | | | Gehäusepunkt 1 Gehäusepunkt 2 Gruß, Michael
Hi, ich bin der Meinung an den Netz-Eingangsklemmen ein Potentialausgleich anzubringen. Also die Elektronik isoliert aufzubauen und nur! die Elektromik mit den Potenialausgleich mit PE verbinden. Dann würde die Elektronik irgendwelche Gehäuse-R nicht spüren. Wigbert
Ich halt's nicht aus. Du denkst, die Spannung zwischen den zwei Punkten entsteht nur durch U=R*I. Der weitaus größere Anteil wird aber aus der Induktivität kommen. Sobald die Punkte 1 Meter auseinander sind und Kurzschlußströme im 100A-Bereich fließen, kannst Du mit Spikes im kV-Bereich rechnen. Da hilft nur eines: Optische Trennung oder satte hochspannungsfeste Filter. Um welche Sensoren geht es denn? Temperatur? PT100 / 1000?
>Mir ist jetzt so auf Anhieb keine Anlage bekannt, >die im "Normalfall" auch nur 10 mA Fehlerstrom aufweist geschweige denn >das zehnfache. Mir schon: Ein Prüfgerät für FI-Schalter ;-)
moment mal, wenn ich alles auf ein gleiches Potenzial hebe, interessieren mich auch die Spikes nicht mehr, denn U muss zwischen 2 Bezugspunkte gemessen werden. Beim Potenzialausgleich hab ich ja nur einen. Optische Trennung würde ich auch empfehlen. Wigbert
Erdschlüsse können nur sicher mit Fehlerstromschutzeinrichtungen erfasst werden. Im Hochspannungsnetz oder in Krankenhäusern werden dazu Isolationswächter eingesetzt die einen Potentialunterschied zwischen isolierten Netzen und dem Erdpotential auswerten. Dein Vorhaben erscheint mir wirklich wagemutig. - Es reicht bei weitem nicht nur die Netzimpendanz zu "kennen". Der spezifische Erdwiderstand der je nach Bodenbeschaffenheit 1 Ohm/m bis zu 1500 Ohm/Meter betragen kann und zudem Witterungsabhängig ist, kommt erschwerdend hinzu. Eine Messung des Potentialunterschiedes zwischen zwei Potentialausgleichen ist schier unmöglich, da ortsfremde Systeme DEINE Potentialausgleiche als "besserer Leiter" benutzen können und somit dein Messergebnis verfälschen. Mit einer Netzimpendanzmessung können, wie der Name schon sagt, nur Impendanzsprünge erfasst werden. Die VDE hat hierzu Richtlinien erlassen die Impendanzsprunge bis zu 0,5 Ohm dulden. (Bei Netzerzeugungsanlagen) Das hilft dir aber auch nicht weiter. Die einfachste und billigste Lösung wurde ja hier schon mehrfach genannt: -> Fehlerstromschutzschalter (Gibts auch mit Hilfskontakten zum Auswerten. Und das beste ist: Die Konformitätserklärung ist auch schon mit dabei, oder gibts zum gratis downloaden ;-). Gruss Chris
>>Mir ist jetzt so auf Anhieb keine Anlage bekannt, >>die im "Normalfall" auch nur 10 mA Fehlerstrom aufweist geschweige denn >>das zehnfache. > >Mir schon: Ein Prüfgerät für FI-Schalter ;-) Das ist kein Fehlerstrom sondern ein Prüfstrom. Und ich kann mir grad auch nicht vorstellen, dass dieser Prüfstrom über das Gehäuse des Prüfgeräts abfließt. Zumindest die, die ich kenne machen das nicht, die haben auch einen Anschluss für PE.
Hat sich schon mal jemand ueberlegt was der Unterschied zwischen einem 60A und einem 300A Anschluss ist ? So ganz nebenbei koennen die zwei einen Metaer von einander weg sein ? Richtig, die Sicherung. Die industrielle Massnahme zur Eingangsstrombegrenzung : Ein Trafo. Widerstaende werden keinen verwendet.
@so nicht >Hat sich schon mal jemand ueberlegt was der Unterschied zwischen einem >60A und einem 300A Anschluss ist Das kann ich Dir sagen: wenn Du im Kurzschlussfall eine 250A oder 315A Sicherung reindrückst, gehe ich vorher mid. 10m zurück. um 300A zu übertragen werden ganz andere Leitungsquerschnitte benötigt, und damit treten auch ganz andere Impedanzen auf als bei 60A auf Es wird nicht nur eine andere Sicherung verwendet. Der Netzaufbau ist unterschiedlich. >Dieindustrielle Massnahme zur Eingangsstrombegrenzung : Ein Trafo. Trafos werden in der Industrie verwendet, da mit Mittelspannungssysteme verlustloser Leistung übertragen weden kann. Sicher spielt sein Kurzschussverhalten für die Netzberechnung auch eine Rolle. Schützen sollen aber die Sicherungen. @Chris D. >Eine Messung des Potentialunterschiedes zwischen > zwei Potentialausgleichen ist schier unmöglich. im Gegenteil, der Poti-R wird im mOhm bereich nachgewiesen >da ortsfremde Systeme DEINE Potentialausgleiche >als "besserer Leiter" benutzen können und somit dein Messergebnis >verfälschen. da ortsfremde Systeme ein parallel R darstellt sollte der schlechtere!! R der "nicht zum Betriebsstromkreis gehörenden leitenden Teile" den Potenzialausgl. noch verbessern. Wobei ein ordentlicher Hauptpotenzialausgleich diese "Nebenwiderstände" sehr gering halten soll. Es sollen ja keine Gehäusekrichströme entstehen, und alles auf ein Potenzial gebracht werden. Der Potenzialausgleich nuss nur "ordentlich" ausgeführt werden. Wigbert
Du hast keine Ahnung was sich hinter einem xx-A Anschluss verbirgt. Da kommt ein Kabel aus der Wand auf die Sicherung, das ist es. Du weisst in der Regel nicht ob 2m daneben, hinter einer Wand, nochmals ein xx-A Anschluss ist, oder einer, der das 10fache kann. Moeglicherweise kann der Trafo in der Naehe das 10fache wie ueblich, denn als er installiert wurde war eine Grossueberbauung geplant, andersherunm kann der Trafo jderzeit durch einen groesseren getauscht werden wenn Bedarf besteht. Das Elektrizitaetswerk kommt dich nicht benachrichtigen wenn sie den Trafo tauschen. Eine Sicherung ist nur eine Massnahme. Dass im Ausloesefall mindestens das 10fache kommt versteht sich von selbst. Wenn man eine Strombegrenzung will, muss man einem Trafo nehmen. Regel Nummer 1 in der Leistungselektronik: Bei Thyristoren hat man immer einen Trafo zum Netz hin. Wurd uns als Mantra aufgetischt. Das gilt auch ohne Thyristoren, denk ich. Ich hab mal auf einem System, dass aus beliebig vielen ungesicherten 16A Anschluessen bestand, und nur am Generator mit 2000A abgesichert war, mit einem 1.5 Quadrat einen Kurzen gemacht. Da ist man in der Tat wach, nachher. Das bleibt fuer eine Woche in den Knochen.
>ungesicherten 16A Anschluessen bestand,
Ja was denn nun ? 16A oder ungesichert ?
Gruss Helmi
Die Steckdosen waren 16A, die Sicherung wurde am einzusteckenden Geraet erwartet. Auch das gibt es.
Wer baut denn so was. Leitungsverdampfungsmaschine Aber da haette man die 2000A Sicherung auch noch sparen koennen.
"Die industrielle Massnahme zur Eingangsstrombegrenzung : Ein Trafo. Widerstaende werden keinen verwendet." Gelegentlich werden Drosseln genommen, wenn die gegebene Spannungsebene schon die "Richtige" ist. MfG.
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