Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Funkensprünge ab wieviel Volt pro mm?


von Joshua S. (joshua25)


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Hallo zusammen

Ab wieviel Volt kann es zu einem Funkensprung kommen? Ich arbeite mit 
350V DC-Spannung einer HV-Batterie. Ich habe noch ein Bild von der 
Laborplatine gemacht. Da mir ein Mitarbeiter gesagt hat, mein Aufbaue 
wäre kritisch, bin ich mir nicht mehr ganz sicher. Zwischen 350V und 0V 
sind ca. 8mm abstand, jedoch sind dazwischen die Lötaugen in der 
Längsrichtung miteinander verbunden. Somit sind da eigentlich jeweils 
nur je 0.5 mm abstand, dann kommt eine "Lötaugenstrecke", dann wieder 
1mm, dann wieder eine "Lötaugenstrecke" usw.

Bei wikipedia steht dass 3kV nötig sind, damit ein Funkensprung bei 1mm 
entsteht, jedoch wollte ich mir zu 100% sicher sein, da es eine 
Projektarbeit ist und benotet wird.

Aber wie gesagt, am besten das Bild angucken dann versteht ihr meine 
Frage.

Besten Dank

gruss joshua

von L. T. (Gast)


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Siehe Bildformate!

von MaWin (Gast)


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Dein Aufbau ist kritisch, denn 0.5 mm sind je nach Feuchte und Luftdruck 
und Staub zu wenig für 350V und der Funke springt von Leiterbahn zu 
Leiterbahn weil die keine idealen in Reihe geschalteten Kondensatoren 
bilden.
Notwendig sind glaube ich 1.4mm, siehe dse FAQ.

von Udo S. (urschmitt)


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Siehe Leiterbahnabstände
Wenn ich mir das anschaue, würde ich an deiner Stelle erst mal mit 12V 
üben.

Schon mal darüber nachgedacht rund um die Lötpunkte das Cu zu entfernen, 
daß nicht die halbe Platine ein Potential von 350V hat?

von Düsendieb (Gast)


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von G.H. (Gast)


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IEC 60947-7-1/EN 60947-7-1, Tabelle 4:

Gedruckte Schaltungen, Verschmutzungsgrad 1, 400V Effektivwert:
1,000mm Kriechstrecke

von Dirk (Gast)


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L. T. schrieb:
> Siehe Bildformate!

Manche suchen eben immer wieder bewusst eine Provokation. Ein Foto extra 
von jpg nach png zu konvertieren um es dann hier zu verwenden ist schon 
Vorsatz!

von Dirk (Gast)


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Zumal die Frage hier ja nicht zum ersten mal kommt und man die Antwort 
leicht mit ein paar Sekunden google hätte selber finden können.

von Kevin (Gast)


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Dirk schrieb:
> mit ein paar Sekunden google hätte selber finden können.

G00gle ist doch viel zu kompliziert, da werden lieber die Leute im Forum 
mit Schwachsinn gequältet. Wie konnte man früher nur ohne Internet 
überleben? Ah, da war denken noch aktuell.

von Georg W. (gaestle)


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Joshua S. schrieb:
> Projektarbeit ist und benotet wird.
Und
Joshua S. schrieb:
> HV-Batterie.

Dem Betreuer gehören aber auch die Ohren lang gezogen, wenn er so etwas 
zulässt. Das könnte ordentlich knallen wenn es überschlägt. Da kann auch 
durchaus etwas ins Auge gehen.
So etwas baut man entweder auf einer unkaschierten Platine auf oder 
entfernt wenigstens alles nicht benötigte Kupfer. Wenn man die Bahnen 
mit dem Heißluftkolben vorsichtig erwärmt kann man sie leicht abziehen 
ohne hässliche Brandflecken zu hinterlassen.

von 12345 (Gast)


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Der Abstand ist auch auf Dauer ok, wenn er z.B. Plastik 70 draufsprüht. 
Ansonsten halt irgendwann Kriechströme, dann Überschläge.

Ca. 1KV/mm ist die tatsächliche Überschlagslänge, aber das ist wiederum 
stark spannungsabhängig. Z.B. schlagen 40V auch bei 10µm noch lange 
nicht über. Ist eher ein Phänomen bei Hochspannungen.

von Anja (Gast)


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Joshua S. schrieb:
> 350V DC-Spannung einer HV-Batterie.

Ich nehme an eine Fahrzeugbatterie. -> Die 350V sind weder strombegrenzt 
noch Spannungsbegrenzt.

Joshua S. schrieb:
> Bei wikipedia steht dass 3kV nötig sind, damit ein Funkensprung bei 1mm
Bei Schaltvorgängen treten (kurzzeitig) bis zur 10-20 fachen 
Nennspannung auf. -> das sollte reichen.

Joshua S. schrieb:
> jedoch wollte ich mir zu 100% sicher sein, da es eine
> Projektarbeit ist und benotet wird.
Dann gelten die entsprechenden Normen für "Road Vehicles" die du Dir 
anschauen solltest.

Die hier erwähnten Werte von 1 oder 1,4 mm sind lächerlich gering.
Das was ich bei normgerechten Leiterplatten gesehen habe ist eher in 
Richtung > 5 mm kupferfreier Abstand.

Gruß Anja

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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12345 schrieb:
> Der Abstand ist auch auf Dauer ok, wenn er z.B. Plastik 70 draufsprüht.

Nein ist er nicht. Der Betreuer hat da schon Recht.

von Ralph B. (rberres)


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L. T. schrieb:
> Siehe Bildformate!

Dirk schrieb:
> Manche suchen eben immer wieder bewusst eine Provokation. Ein Foto extra
>
> von jpg nach png zu konvertieren um es dann hier zu verwenden ist schon
>
> Vorsatz!

Dirk schrieb:
> Zumal die Frage hier ja nicht zum ersten mal kommt und man die Antwort
>
> leicht mit ein paar Sekunden google hätte selber finden können.

Kevin schrieb:
> G00gle ist doch viel zu kompliziert, da werden lieber die Leute im Forum
>
> mit Schwachsinn gequältet. Wie konnte man früher nur ohne Internet
>
> überleben? Ah, da war denken noch aktuell.

Gelle ? Ihr habt wirklich nichts anderes zu tun, als mit euerer 
überheblichen Art auf den TO einzudreschen, ohne auch nur zu dem Problem 
selbst das geringste beizutragen?

Der TO wird schon seine Gründe haben , die Frage hier zu stellen.

Aber hier dürfen scheinbar nur noch langerfahrene Ingenieure fragen 
stellen, welche sich die Antwort schon selbst gegeben haben.

Wozu braucht man das Forum denn eigentlich noch?

Zu dem Thema selbst.

Wie schon öfters bemerkt, sollte der Abstand zwischen den Kupferbahnen 
mindestens 5mm besser mehr betragen. Das Problem der Feuchtigkeit ist 
nicht von der Hand zu weisen.

Man könnte die Leiterbahnzwischenräume der hochspannungsführende 
Leitungen auch aussägen, so das der Zwischenraum aus 5mm Luftstrecke 
besteht, das wäre noch besser.

Ich persöhnlich würde sogar noch weiter gehen, und die 
Hochspannungsführende Bauelemente von der Leiterplatte komplett 
verbannen, und auserhalb zu Fuss verdrahten.

Bei Röhrenendstufen hat man das gleiche Problem, da sind schon manche 
Leiterplatten verkohlt, weil es zwischen den Röhrenanschlüssen auf der 
Leiterplatte gefunkt hatte, obwohl noch 3-5mm Abstand zwischen den 
Röhrenanschlüssen war.

Ralph Berres

von Ja, gehts noch? (Gast)


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Mit 350V Gleichspannung so auf einer Platine zu arbeiten ist fahrlässig.

->Internet:

"Wechselspannungen über 50V sind lebensgefährlich
Gleichspannungen über 120V sind lebensgefährlich

Durch die chemische Wirkung des Stromes kann, vor allem bei längerer 
Einwirkungsdauer, das Blut elektrolytisch zersetzt werden. Dadurch kommt 
es zu schweren Vergiftungserscheinungen. Solche Folgeerscheinungen 
können erst nach einigen Tagen eintreten. Aus diesem Grund sollte man 
nach einem Spannungsunfall in jedem Fall einen Arzt aufsuchen, auch wenn 
zunächst keine Anzeichen auftreten.

Bei Betriebsspannungen über 50V Wechselspannung oder 120V Gleichspannung 
sind Arbeiten an Teilen, die unter Spannung stehen, nur dann gestattet, 
wenn diese Teile aus wichtigen Gründen (z.B. Großer wirtschaftlicher 
Schaden durch längeren Stromausfall) nicht spannungsfrei geschaltet 
werden können. Solche Arbeiten dürfen nur Elektrofachkräfte mit 
Zusatzausbildung ausführen, nicht aber Auszubildende (DIN VDE 0105)."

Nebenbei:
Joshua, du kannst dir nicht vorstellen, was wir als Automobilhersteller 
für ein Aufwand hinsichtlich Sicherheit mit diesen Batterien treiben.

Wenn ich dieses Bild mit dieser -entschuldige- dilettantischen 
Herangehensweise schon sehe wirds mir echt anders.

Mein Rat: FINGER WEG. Es zig andere schöne Projekte.

Dein Betreuer sollte auf keinen Fall weiter betreuen.

von Ja, gehts noch? (Gast)


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Außerdem:

Auf keinen Fall werde ich hier über die technische Umsetzung eines 
Funkenüberschlags antworten.

Jeder Teilnehmer hier kann überlegen, ob er das wirklich tun möchte!

von 12345 (Gast)


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Ja, gehts noch? schrieb:
> Durch die chemische Wirkung des Stromes kann, vor allem bei längerer
>
> Einwirkungsdauer, das Blut elektrolytisch zersetzt werden. Dadurch kommt
>
> es zu schweren Vergiftungserscheinungen. Solche Folgeerscheinungen
>
> können erst nach einigen Tagen eintreten. Aus diesem Grund sollte man
>
> nach einem Spannungsunfall in jedem Fall einen Arzt aufsuchen, auch wenn
>
> zunächst keine Anzeichen auftreten.

Vielen Dank für diesen abgekupferten theoretischen Beitrag. Was hat denn 
die chemische Wirkung von (dauerhaftem oder extrem hohem) Gleichstrom 
mit dem eventuellen Überschlag auf seiner Leiterbahn zu tun? Da wären 
eher Tips zur Brandbekämpfung empfehlenswert.

Simon K. schrieb:
>> Der Abstand ist auch auf Dauer ok, wenn er z.B. Plastik 70 draufsprüht.
>
>
>
> Nein ist er nicht. Der Betreuer hat da schon Recht.

Selbstverständlich genügt das. Die 350V schlagen noch nicht mal ohne 
Schutzlack, und bei zwei benachbarten Bahnen der Streifenplatine über. 
Daß man das nicht macht, und es auch nicht auf Dauer funktioniert, ist 
schon klar.
Einfach mal Wiki und Google beiseite lassen, und stattdessen mehr testen 
und basteln...

von F. F. (foldi)


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Ich hab auch immer "Mut zur Lücke", aber das sieht so aus wie: "Ich bin 
noch nie Moped gefahren, aber gleich fahre ich mal meine neue Hayabusa!"

Mittlerweile verstehe ich hier einige Leute immer besser.

Hab fast alle Sachen für meine Bastelecke zusammen und dann mit Trenn- 
und Regeltrafo.

@MaWin:

Dein Ausruf im anderen Thread, "Liest denn keiner mehr Bücher!", ich 
finde hier sollte  vorher  ausführlich gelesen werden.

von Wolfgang-G (Gast)


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12345  schrieb:
>Einfach mal Wiki und Google beiseite lassen, und stattdessen mehr testen
>und basteln...

Mit 350V zu basteln ist wohl nicht gerade empfehlenswert.
Es gibt bestimmt genügend Fachliteratur, wo Fachleute ihre 
Messergebnisse und Schlussfolgerungen veröffentlicht haben

von Georg W. (gaestle)


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12345 schrieb:
> Die 350V schlagen noch nicht mal ohne
> Schutzlack, und bei zwei benachbarten Bahnen der Streifenplatine über.
Das ist hier nicht der Punkt. Wir haben hier keine Funken-, sondern eine 
Kriechstrecke. Da kann es ganz anders aussehen, je nach 
Oberflächenbeschaffenheit und Verschmutzung. Und dann sind die 350V wohl 
die Nennspannung der Batterie. Da kommen u.U. noch kräftige Spikes 
ausgelöst z.B. durch Schaltvorgänge oben drauf. Und wenn das jetzt 
wirklich eine Automobilanwendung ist, da gibt es Spikes von 500V oder 
noch mehr, ich habe die genauen Zahlen jetzt nicht im Kopf.

Die oben verlinkte Tabelle gilt übrigens nicht für Hartpapier!

Wie sieht es eigentlich mit einer Sicherung aus? Kann diese, so 
überhaupt vorhanden, überhaupt den im Falle des Falles fließenden 
Kurzschlussstrom sicher unterbrechen?

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Georg W. schrieb:
> 12345 schrieb:
>> Die 350V schlagen noch nicht mal ohne
>> Schutzlack, und bei zwei benachbarten Bahnen der Streifenplatine über.
> Das ist hier nicht der Punkt. Wir haben hier keine Funken-, sondern eine
> Kriechstrecke. Da kann es ganz anders aussehen, je nach
> Oberflächenbeschaffenheit und Verschmutzung. Und dann sind die 350V wohl
> die Nennspannung der Batterie. Da kommen u.U. noch kräftige Spikes
> ausgelöst z.B. durch Schaltvorgänge oben drauf. Und wenn das jetzt
> wirklich eine Automobilanwendung ist, da gibt es Spikes von 500V oder
> noch mehr, ich habe die genauen Zahlen jetzt nicht im Kopf.

Genau darum geht es. Einfach mal etwas weiter denken.
Und was zum Beispiel passiert, wenn der Lack einen Kratzer bekommt? 
Schon ist die Luft wieder als Überschlagsstrecke da. Super.

von Johannes E. (cpt_nemo)


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12345 schrieb:
> Selbstverständlich genügt das. Die 350V schlagen noch nicht mal ohne
> Schutzlack, und bei zwei benachbarten Bahnen der Streifenplatine über.

Bei 400V und Verschmutzungsgrad 2 gilt nach EN 60664 auf Leiterplatten 
eine Mindestkriechstrecke von 2 mm.

Für 360V ist dort kein Wert definiert, deshalb habe ich den nächst 
höheren Wert verwendet.

Wenn die Platine mit einem isolierenden Schutzlack beschichtet wird, 
kann  man für die Kriechstrecke unter dem Lack Verschmutzungsgrad 1 
annehmen; in diesem Fall wäre die Mindestkriechstrecke 1 mm.

Das bedeutet, wenn die Streifenrasterplatine zwischen den Streifen genau 
0,5 mm Abstand hat (incl. Fertigungstoleranzen), dann würde es mit 
Schutzlack gerade so ausreichen, wenn die Isolation über zwei 
Trennlinien geht. Ich würde das aber nicht so kanpp auslegen.

Deshalb sollte im Bereich der Isolation mindestens ein Kupferstreifen 
entfernt werden; so dass man eine Kriechstrecke von ca. 3mm erhält.

von Timm R. (Firma: privatfrickler.de) (treinisch)


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Hallo,

bei dieser Platine hier:
http://drsvanhay.de/wp-content/uploads/2013/03/Explosion.jpg

ist rechts ausserhalb des Bildes ein Gleichrichter gestorben, man sieht 
die Leiterbahn nach rechts, die sich durch die Hitze vom Board gelöst 
hat.

Der resultierende Stromstoß hat wohl im linken Bereich ausreichend 
Spannung induziert, um die 2.5 mm Abstand zu überbrücken, so dass es zu 
einem gleißenden Lichtbogen kam, der, wie man sieht, einen guten Teil 
der betroffenen Leiterbahnen verdampft hat.

Die 350 mA Sicherung (F) direkt daneben hat zwar angesprochen, aber 
vermutlich nicht getrennt, denn getrennt hat dann im Endeffekt erst der 
Leistungsschutzschalter (16 A, B) in der Unterverteilung.

Insgesamt nicht sonderlich spektakulär, ich möchte damit nur die hier 
ausgesprochenen Warnungen unterstreichen.

Vlg

Timm

von Udo S. (urschmitt)


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Timm Reinisch schrieb:
> Insgesamt nicht sonderlich spektakulär, ich möchte damit nur die hier
> ausgesprochenen Warnungen unterstreichen.

Und das war keine Hartpappe, sondern richtiges Platinenmaterial!
Wie ich oben schon geschrieben habe, so wie gezeigt ist die Platine oben 
zumindest versuchte schwere Körperverletzung!
Rund um die Lötstellen mit Spannung > 120V 5mm Cu weg!

von Ja, gehts noch? (Gast)


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12345 schrieb:

> Vielen Dank für diesen abgekupferten theoretischen Beitrag. Was hat denn
> die chemische Wirkung von (dauerhaftem oder extrem hohem) Gleichstrom
> mit dem eventuellen Überschlag auf seiner Leiterbahn zu tun? Da wären
> eher Tips zur Brandbekämpfung empfehlenswert.

Bitte schön, denn genau das passiert wenn man da hinlangt. Kannst nimmer 
loslassen.

> Einfach mal Wiki und Google beiseite lassen, und stattdessen mehr testen
> und basteln...

Unglaublicher Blödsinn. Wir reden nicht von 12V, sondern von 350V und 0 
Erfahrung.

von Georg W. (gaestle)


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Johannes E. schrieb:
> Wenn die Platine mit einem isolierenden Schutzlack beschichtet wird,
> kann  man für die Kriechstrecke unter dem Lack Verschmutzungsgrad 1
> annehmen; in diesem Fall wäre die Mindestkriechstrecke 1 mm.
>
> Das bedeutet, wenn die Streifenrasterplatine zwischen den Streifen genau
> 0,5 mm Abstand hat (incl. Fertigungstoleranzen), dann würde es mit
> Schutzlack gerade so ausreichen, wenn die Isolation über zwei
> Trennlinien geht. Ich würde das aber nicht so kanpp auslegen.

Kann man unterstellen dass sich die Spannung gleichmäßig aufteilt, 
besonders bei schnellen Spannungsänderungen? Das ist ja im Prinzip die 
Reihenschaltung aus zwei nicht idealen Kondensatoren. Wenn die jetzt 
leicht unterschiedlich sind bekommt einer davon mehr ab als der andere. 
Wenn der durchschlägt liegt die volle Spannung über einer Strecke von 
0,5mm.

von Grendel (Gast)


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Die Abstände zwischen den Bahnen bei so billigstplatinen sind sicher 
nicht sonderlich gleichmäßig. Und das Material kann sich auch leicht mal 
verformen (hab hier richtig schön krumme Hartpapierplatinen die sich mit 
der Zeit durchgebogen haben).

350V = RICHTIGE Platine mit FR4 professionell fertigen lassen und alle 
notwendigen Sicherheitsmaßnahmen ergreifen.
Das kostet vielleicht was um die 50 - 75 Euro für ne Eurokarte und etwas 
Zeit fürs Routen aber das sollte wohl drin sein.

350V + Hartpapier = lol + roflmao
350V + 0 Erfahrung = Finger weg oder jemanden suchen der sich damit 
Auskennt



Tehehe und ich hab mir mal bei 50V Sorgen gemacht, dass ein 0.5mm 
Abstand (auf FR4 mit Stopplack) nicht ausreichen könnte und alles 
drangesetzt das noch zu ändern...  ;-)

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