Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schutz vor elektrischem Schlag


von TwiTwi (Gast)


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Hallo.
Ich arbeite gerade an einem Projekt für eine EMV-Lehrveranstaltung. 
Dabei soll ein Hochsetzsteller so angefertigt werden, dass er bestimmten 
EMV-Ansprüchen gerecht wird.
Was nur sekundär damit zu tun hat, mich aber trotzdem interessiert, ist 
der Sicherheitsaspekt.

Angenommen, das Gerät wird von einer 9V-Batterie gespeißt und setzt 
diese Spannung auf 600V hoch. (Wie z.B. bei elektrischen 
Fliegenklatschen) Weiterhin angenommen, am Ausgang befindet sich ein 
100nF-Kondensator.
Ist die gespeicherte Energie im Kondensator (600V*100nF=0,6µC=0,6µAs) 
für einen Menschen gefährlich (abgesehen von der Gefahr durch 
Schreckreaktionen).
Ab welcher Energiemenge wird es kritisch?
Ist es überhaupt möglich, sich nach der Energiemenge in einem System zu 
richten?

Der genaue Entwurf steht übrigens wegen dieser Unklarheit noch nicht 
fest.

von MaWin (Gast)


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> Hochsetzsteller

Willst du wirklich einen Steller bauen, ungeregelt ?

> Ab welcher Energiemenge wird es kritisch?

Siehe
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9
VDE sagt:

Alles was galvanisch getrennt ist und maximal 25V~ oder 60V= bringt, 
darf nach Schutzklasse III berührbar sein. Nach DIN VDE 0100-410 ist die 
DAUERND zulässige Berührungsspannung bei DC 120V. Allerdings ist bereits 
ab 60V ein Basisschutz gefordert (z.B. ein Gehäuse). Kondensatoren mit 
mehr als 1Ws Ladung müssen mit einem Parallelwiderstand versehen sein 
der sie in weniger als 1 Minute entlädt (auf unter 60V). Ladungen bis 
45mC sind für Spannungen bis zu 15 kV erlaubt, gespeicherte Energie von 
350mJ darüber. Oder der Strom ist auf unter 2mA begrenzt.

von Friedhofsgärtner (Gast)


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>von einer 9V-Batterie gespeißt
Ungesund, wenn der Lehrer weniger als die Wiki weiß.
Suche 9V-Weidezaungerät und lies 
http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrozaun

von Anja (Gast)


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TwiTwi schrieb:
> (600V*100nF=0,6µC=0,6µAs)

wie rechnest Du denn?

die Energie ist immer noch W = 1/2 C U²

Gruß Anja

von Ben _. (burning_silicon)


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Die Weidezaungeräte haben oft richtig Bumms. Das sind bei Geräten für 
richtig lange Zäune schon mal 20-30 Joule drin. Wenn Du da drankommst 
weißt Du erstmal nicht mehr wo Du bist. Ohne Zaun mit kurzen 
Drahtstücken machen die Dinger auch richtig helle laut knallende Blitze, 
da fasst schon bei kleinen Geräten niemand freiwillig an.

von Klaus D. (kolisson)


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mach dir keine sorgen, solange die 9V Batterie eine Blockbatterie
ist. (kommt mir jetzt bitte nicht mit 100AH 9V Batterien.
Solange du die Zunge an einen 9V Block legen kannst um festzstellen,
ob sie nun voll oder leer ist wird da Problem nich so gross sein.
Schlimmstenfalls verzwickt man sich die Pfoten.

Ich hab meine kleine Schwester früher auch schon auf 1uF 300V
laufen lassen und sie hat es überlebt.

Gruss Klaus

von M. K. (sylaina)


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Ben _ schrieb:
> Die Weidezaungeräte haben oft richtig Bumms. Das sind bei Geräten für
> richtig lange Zäune schon mal 20-30 Joule drin.

Die meisten batteriebetriebenen Weidezaungeräte, die in unseren 
Breitengraden zum Einsatz kommen, haben selten einen zweistelligen 
Joule-Wert.  Und die Einwirkdauer spielt ja auch eine Rolle und die ist 
bei solchen Teilen so gering, dass es für den Menschen im Allgemeinen 
auch noch bei 30 Joule ungefährlich ist, tut halt nur weh ;)

von TwiTwi (Gast)


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Danke für die vielen Antworten!

MaWin schrieb:
> Willst du wirklich einen Steller bauen, ungeregelt ?

Es soll nur darum gehen, ein Schaltung unter EMV-Gesichtspunkten zu 
entwerfen. Die eigentliche Funktion ist zweitrangig.

Friedhofsgärtner schrieb:
> Ungesund, wenn der Lehrer weniger als die Wiki weiß.
> Suche 9V-Weidezaungerät und lies
> http://de.wikipedia.org/wiki/Elektrozaun

Danke für den Lesetipp. Da ein extra Stromgrenzer und ein Gehäuse zum 
Isolieren des 600V-Bereichs vor dem Begrenzer nicht zeitlich eingeplant 
ist, wird sich meine Projektgruppe wohl auf ein Hochsetzen auf einen 
niedrigeren Wert beschränken müssen. Der Dozent hat damit auch nur wenig 
zu tun. Die Idee mit der Fliegenklatschen-Schaltung kam von mir. :-s

Anja schrieb:
> die Energie ist immer noch W = 1/2 C U²

Autsch verdammt. Ich kann jetzt nur die Zeit gestern als Entschuldigung 
geltend machen. 36mC also.

Ben _ schrieb:
> Die Weidezaungeräte haben oft richtig Bumms. Das sind bei Geräten für
> richtig lange Zäune schon mal 20-30 Joule drin
Wikipedia sagt "bis zu 6 Joule". AFAIK stecken in einer 9V-Batterie um 
die 20 Joule, die sich aber kaum auf einmal in den Körper entladen 
werden.
Unter diesem Gesichtspunkt sollte die Schaltung also sicher sein.

Klaus De lisson schrieb:
> mach dir keine sorgen, solange die 9V Batterie eine Blockbatterie
> ist.
Es soll eine handelsübliche Blockbatterie sein. Nichts exotisches.



Die Entscheidung ist im Moment ein bisschen schwierig. Dass die 
Einwirkdauer entscheidend ist, klingt jedenfalls logisch und deckt sich 
mit den Quellen, ich bisher gelesen habe. Aber vermutlich ist diese 
durch die niedrige Kapazität schon ausreichend eingeschränkt.

von citb (Gast)


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TwiTwi schrieb:
> die 20 Joule, die sich aber kaum auf einmal in den Körper entladen
> werden.

Wie wird das sichergestellt?

Wenn ein Hochsetzsteller die Energie des 9V-Blocks komplett in einen 
Kondensator mit entsprechend hoher Spannung laedt, dann passiert beim 
Beruehren genau das.

citb

von tzztzz! Ich schlafe noch! (Gast)


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Nimm einen Trenntrafo und fummel nur mit der rechten Hand - von der 
linken hand steckst dir den Zeigefinger in den Ar###.

Dann hast schonmal vieles verhindert. :-)
Gegen ein schlg von Ls oder Cs hilft das natürlich net´!

Aber auch da hilft wie beim Trenntrafo immer nur einen Leiter anfassen!

von Ben _. (burning_silicon)


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... und aufpassen, daß man nicht doch irgendwie geerdet steht!

Die 9V sind für die Frage nach der Gefährlichkeit völlig unerheblich. Da 
kann man sogar dran lecken, zieht zwar schon ordentlich wenn die 
Batterie voll ist, aber tut einem nichts.

Das einzig gefährliche ist eine hohe Spannung in einem Kondensator, wenn 
der groß genug ist zerfällt derjenige der da anfasst zu Staub.

Wenn Du also sicherstellen kannst, daß der Ausgangsstrom des Wandlers 
(mit dem der Kondensator geladen wird) ungefährlich niedrig ist und die 
Stoßentladung des Kondensators durch Deine Pfoten keine Schäden 
anrichtet gibts da auch kein Problem und das Ganze ist nur unangenehm 
beim anfassen. Denke dabei aber an alle Kapazitäten, eine Bildröhre 
z.B. kann auch ohne Zeilentrafo sehr gut eine verdammt hohe Spannung 
speichern.

War übrigens früher ein gerne gemachter Scherz irgendwo kleine geladene 
Folienkondensatoren rumliegen zu lassen. irgendwer wird sie schon 
wegräumen...

von U. B. (Gast)


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> AFAIK stecken in einer 9V-Batterie um
> die 20 Joule,

9 V * 0,1 Ah = 3240 J       ...

von M. K. (sylaina)


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U. B. schrieb:
> 9 V * 0,1 Ah = 3240 J

Nochmal rechnen üben? Ich komm auf 54 Joule bei 9V und 0,1 Ah

von ''' (Gast)


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Seit wann hat 'ne Stunde 60 Sekunden?

von TwiTwi (Gast)


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Okay. Es gibt wohl einfach zu viele Unsicherheiten, als dass wir so ein 
Gerät so bauen könnten, dass es sicher zu handhaben ist.
Wir werden daher nur von 9V auf rund 40V hochsetzen.

von M. K. (sylaina)


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''' schrieb:
> Seit wann hat 'ne Stunde 60 Sekunden?

Stimmt...ahh ^^

von Etrick (Gast)


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"
Okay. Es gibt wohl einfach zu viele Unsicherheiten, als dass wir so ein
Gerät so bauen könnten, dass es sicher zu handhaben ist.
Wir werden daher nur von 9V auf rund 40V hochsetzen."

Sehr vernünftigt.

Und zu den dummen Sprüchen, wer was schon überlebt hat: Es sind schon 
Leute 30m tief gefallen und haben sich nur leicht verletzt. Ergo sind 
Geländer überflüssig. Oh Mann...

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