5KV Messen über Spannungsteiler

Es gibt speziell für HV geeignete Widerstände, die du vor allem in den 
oberen Zweig des Spannungsteiler einbauen solltest, z.B. :
http://de.farnell.com/vishay-sfernice/hts05231005jpb19/widerstand-hv-1w-10m/dp/1714003?CMP=KNC-GDE-FDE-GEN-KWL-G12-VISHAY

Die sind so konzipiert, das bis zur zulässigen Spannung (entsprechenden 
Einbau vorausgesetzt) nichts 'rübersprüht'. Es wird nach erfolgreichen 
Test nicht schaden, da noch Isolationsspray zu benutzen. Im Zweifel 
schaltest du zwei solcher Rs in Reihe.

Martina schrieb:
> Autor:
>         Martina (Gast)
> Paul
Du solltest dich evtl. entscheiden.

Matthias Sch. schrieb:
> Du solltest dich evtl. entscheiden.

Setz' doch Martin und Paula nicht so unter Druck ...

Sascha schrieb:
> Die lange Kette habe ich in Schrumpfschläuche eingepackt.

Es ist vermutlich eine gute Idee, da noch etwas Trockenmittel 
(Silicalgel o.ä.) mit reinzupacken, bevor geschrumpft wird.
250V pro Widerstand ist aber harmlos, wenns nicht gerade SMD-R sind. Man 
muss eben aufpassen, das die Kette so verbaut wird, das da nichts 
rüberspringen kann.

Wenns preiswert sein darf, die VR68 Serie:

http://de.farnell.com/vishay-bc-components/vr68000006805jac00/resistor-metal-film-68mohm-5-axial/dp/2396017


Gerade bei HV würde ich Reserve lassen, d.h. für 5KV besser einen 7,5 
oder 10kV nehmen.

Michael Knoelke schrieb:
> z.B. Multimetern, 1/1 Tastköpfen etc. genau 1Meg beträgt, was dann
> einen 1/10 Tastkopf ergibt.

Falsch. Bei Multimetern beträgt der Eingangswiderstand wenn dann 10 
MOhm. Und selbst das stimmt nicht immer. Hochwertige Geräte umgehen 
intern den Eingangswiderstand in den unteren Spannungsbereichen, sodass 
der Eingangswiderstand undefiniert hochohmig ist und leicht im höheren 
GOhm Bereich liegt. Genaueres sagt einem da das Datenblatt seines 
Messgeräts.

Edit: Und wenn man sogar noch analoge Zeigerinstrumente benutzt sieht 
die Sache gleich wieder ganz anders aus.

5KV gegen Erde oder freies Netz?

Matthias Sch. schrieb:
> Isolationsspray

Der ganze Aufbau sollte lieber so erfolgen, dass man auf solche Sprays 
verzichten kann. Gerade hochspannungsfestes Silikonspray wie z.B. 
"ISOLIER 72" sind nämlich gleichzeitig Staubfänger. Und an 
hochspannungsführenden  und benachbarten isolierten Teilen lagert sich 
Staub besonders gut an. Von Fernsehrgeräten mit Braunscher Röhre sind 
die aus Staubanlagerungen resultierenden Hochspannungsüberschläge sehr 
bekannt.

Deswegen ist es wesentlich wichtiger, den Hochspannungsteiler 
staubgeschützt zu realisieren, und zwar mit bedrahteten Widerständen. 
5kV sind aber nun auch noch keine extreme Hochspannung, so dass Abstände 
im unteren Zentimeterbereich völlig ausreichen.

Es gibt auch schon fertige Spannungsteiler mit Betriebsspannungen bis 
zig Kilovolt, z.B. hier:

http://www.mb-electronic.de/sites/default/files/files/de/widerstaende/pdf/catalog_2004.pdf

Dort findet man auch einen 400kV-Widerstand mit 1m Länge. ;-)

Michael Knoelke schrieb:
> Matthias Sch. schrieb:
>> Es ist vermutlich eine gute Idee, da noch etwas Trockenmittel
>> (Silicalgel o.ä.) mit reinzupacken, bevor geschrumpft wird.
>
> Eher nicht.
> Wie gut isoliert denn aktiviertes Silicgagel ?

Es ist jedenfalls besser, als die Feuchtigkeit in Schläuchen 
kondensieren zu lassen. Genau dieses Problem führte bei einem 
200kV/200mA (Röntgen-) Gleichrichter zu Überschlägen. Nach dem 
Hinzufügen des Trockenmittels war das Problem dauerhaft beseitigt.

Andreas Schweigstill schrieb:
> Der ganze Aufbau sollte lieber so erfolgen, dass man auf solche Sprays
> verzichten kann.

Das versteht sich natürlich von selber :-)

Martina schrieb:

> Ich würde gerne bei einem Hochspannungsnetzteil, das 5KV liefert, die
> Spannung über einen Spnnaungsteiler messen (1:100)

Wenn man da sicher gehen will, nimmt man einen fertigen 5kV-Tastkopf.

Martina schrieb:
> Ich würde gerne bei einem Hochspannungsnetzteil, das 5KV liefert, die
> Spannung über einen Spnnaungsteiler messen (1:100)

Wieviel Ausgangsstrom kann denn das Netzteil liefern? Bei 10MOhm fließen 
dann 0,5mA. Gerade Hochspannungsnetzteile können ja manchmal recht 
schwachstromig ausgelegt sein. Außerdem sollte kurz der 
Ausgangswiderstand, nicht dass der aus Sicherheitsgründen sehr groß ist.

Amateur schrieb:
> Feuchtigkeit in einem 200kV-Gerät. Wau!
> Da ist wohl noch etwas mehr in die Hose gegangen!

Bei vielen Röntgengeräten ist Feuchtigkeit ein Problem. Sie kann sich in 
Form von Kondenswasser bilden, wenn das Kühlwasser der Röntgenröhre zu 
kalt ist. Ebenso können Kühlwassertropfen beim Wechsel der Röntgenröhre 
in den Hochspannungssteckverbinder geraten.

Natürlich sollten beide Fehler vermieden werden, aber sie treten in der 
Praxis immer wieder auf. Zumindest waren dies während meiner Hiwi-Zeit 
die häufigsten Fehlerursachen bei Röntgendiffraktometern. Damals wurde 
nämlich (viel zu kaltes!) Leitungswasser zur Kühlung verwendet, was auch 
zu unnötiger Korrosion und verstopften Filtern fühlte. Geschlossene 
Kühlkreisläufe durften damals aus bürokratischen Gründen nicht 
installiert werden.

Michael_ schrieb:
> Wieso dauerhaft? Das funktioniert nicht ewig. Wenn es "vollgesogen" ist,
> wird es wirkungslos.

Zumindest lief der Gleichrichter weitere 15 Jahre, bis mein Vater die 
Praxis aufgab und in Pension ging. Das bezeichne ich schon als 
dauerhaft. Der Gleichrichter ersetzte eine vorher benutzte und nicht 
mehr verfügbare Röhrendiode durch Halbleiter.
Der Aufbau des Si-Gleichrichters musste so erfolgen, das er in die 
Fassung der Originalröhre passte und bestand aus 500 in Reihe 
geschalteter Dioden, die in einem Schlauch spiralförmig um ein 70mm 
Kunststoffrohr gelegt wurden. Das ganze war etwa 70cm lang. In den 
Schlauch wurden zwischen die Dioden kleinste Mengen Silicagel zugefügt, 
um die bei der Fertigung entstandenen Feuchtigkeiten zu absorbieren. Da 
der Betriebsraum sehr geringe Luftfeuchtigkeit hatte (und natürlich auch 
keine Putzfrau), lief das dann alles sehr gut, robust und lange.
Die Erfahrung, das Feuchtigkeit ein Problem war, hatte ich vorher bei 
zwei in die Luft geflogenen Gleichrichtern gemacht.
Ein weiteres Problem war die Anfahrschaltung mit Regeltrafo, die mit 
einem Kondensator von den Schaltspitzen befreit werden musste.

Michael Knoelke laberte im Beitrag #3725624:
> Matthias Sch. schrieb:
>> Zumindest lief der Gleichrichter weitere 15 Jahre, bis mein Vater die
>> Praxis aufgab und in Pension ging.
>
> Ja, ich bin auch der Meinung das ein Gesundheitssystem das es einem Arzt
> erlaubt seine Patienten mit einem hobbymäßig reparierten >>15 Jahre
> altem Röntgengerät zu traktieren nur als desolat zu bezeichnen ist.

Tja, hätte Andreas Vater auf die "professionellen" Servicetechniker des 
Rö-Herstellers vertraut,
hätte er nur von denen die Antwort bekommen das es keine Ersatzteile 
mehr für's Gerät gibt ("aus dme Programm genommen").
Und eine ansonsten hervorragende Rö-anlage wäre ausgemustert worden.

So wurde das Teil von Andreas für ca. 200 euro + XY Stunden repariert. 
Und jede Menge Sondermüll wurde vermieden.

Andreas Schweigstill schrieb:
> 5kV sind aber nun auch noch keine extreme Hochspannung, so dass
> Abstände im unteren Zentimeterbereich völlig ausreichen.

Da kriege ich schon Angst beim Lesen.

@ F. Fo (foldi)

>> 5kV sind aber nun auch noch keine extreme Hochspannung, so dass
>> Abstände im unteren Zentimeterbereich völlig ausreichen.

>Da kriege ich schon Angst beim Lesen.

Warum? Wir hier dimensionieren z.B. mit 4mm/kV Kriechwege, d.h. für 5kV 
reichen 20mm, das schaffen die oben genannten VR68 HV-Widerstände ohne 
alles. Nix Spray, Pampe etc. Einfach in Luft. Für Indooranwendungen ist 
das OK, da darf auch ein wenig dreckig werden. In Aussenanlagen hat man 
natürlich ein Vielfaches an Kriechweg, schließlich muss dort bei Wind 
und Wetter eine Mindestwert an Isolation erhalten bleben.

Falk Brunner schrieb:
> Wir hier dimensionieren z.B. mit 4mm/kV Kriechwege

So viel?

Schau Dir mal den STP3N150 im TO-220 an:
http://de.farnell.com/stmicroelectronics/stp3n150/mosfet-n-to-220/dp/1456344

Der Abstand zwischen den Pins ist:
e - b1 = 2,4 - 1,7 = 0,7mm
Und daran fallen 1500V ab, d.h. 0,47mm/kV

Peter Dannegger schrieb:
> Der Abstand zwischen den Pins ist:
> e - b1 = 2,4 - 1,7 = 0,7mm
> Und daran fallen 1500V ab, d.h. 0,47mm/kV

Es reicht also ein Material zu finden, für das dies ein geeigneter 
Isolationsabstand ist.

--> Beitrag "IGBT Hochspannung Abstand / Isolierschicht"

Ohne ganz besondere Maßnahmen ( "Spray, Pampe etc." ) könnten die 4mm/kV 
durchaus gerechtfertigt sein.

Andreas Schweigstill schrieb:

> Bei vielen Röntgengeräten ist Feuchtigkeit ein Problem. Sie kann sich in
> Form von Kondenswasser bilden, wenn das Kühlwasser der Röntgenröhre zu
> kalt ist.

Das würde ich für einen Designfehler halten. Wir hatten für unser
REM, welches auch mit immerhin 100kV betrieben wird, auch einen
Kühlwasseranschluss mit 10° zur Verfügung. Über einen Wärmetauscher
und einen offenen Seundärkreislauf wurde aber dafür gesorgt, das
das ins Gerät laufende Kühlwasser nicht kälter als 20° war.
Gruss
Harald

Michael schrieb:

> Und wieso genau? Nur weil das Gerät so alt ist?

Man sollte nicht Äpfel mit Birnen vergleichen. "Alte" Röntgengeräte
traktieren die Patienten mit unnötig hohen Strahlungsdosen.
Gruss
Harald

Falk Brunner schrieb:

>>Da kriege ich schon Angst beim Lesen.
>
> Warum? Wir hier dimensionieren z.B. mit 4mm/kV Kriechwege,

Ich hatte sowohl unseren 5kV, als auch unseren 25kV-Tastkopf
mal geöffnet. Der Widerstand im 5kV-Kopf war etwa 4cm lang,
der im 25kV-Kopf etwa 12cm. Ansonsten gab es ausser Luft
und dem dicken Plastikgehäuse keine weiteren Isolationen.
Gruss
Harald

Harald Wilhelms schrieb:
> Das würde ich für einen Designfehler halten.

Wie schon zuvor erwähnt, war es kein technisches, sondern bürokratisches 
Problem.

Damals(tm) wurden die meisten der Diffraktometer über DFG-Mittel 
beschafft. Bei der Bewilligung verfügte die DFG aber, dass bauseits eine 
geeignete, wohltemperierte Kühlwasserversorgung bereitgestellt werden 
müsse. Dummerweise sah die Hochschulverwaltung das genau anders herum; 
sie lehnte die Installation von Kühlkreisläufen für 
nicht-hochschuleiegen Röntgengeräte ab.

Daraufhin blieb den Wissenschaftlern nichts anderes übrig, als die 
Geräte einfach an den Wasserhahn anzuschließen, wo eben viel zu kaltes 
Wasser herauskam.

Am Institut für anorganische Chemie gelang es aber, eine geschlossene 
Kühlwasserversorgung für deren Röntgendiffraktometer anzuschauen. Und 
was war die Folge: bei der nächsten routinemäßigen Abwasserkontrolle 
ergab sich eine zu hohe Schadstoffbelastung des Wassers. Vorher konnten 
sie völlig unbedarft jede Brühe in die Kanalisation kippen, weil immer 
sichergestellt war, dass sie hinreichend verdünnt wurde.

Die flächendeckende Umrüstung auf geschlossene Kühlkreisläufe wurde dann 
um 2000 herum vorgenommen.

Andreas Schweigstill schrieb:

> Daraufhin blieb den Wissenschaftlern nichts anderes übrig, als die
> Geräte einfach an den Wasserhahn anzuschließen, wo eben viel zu kaltes
> Wasser herauskam.

Auch da kann man sich etwas bauen, was das kalte Wasser aus dem
Hahn mit dem warmen Wasser, welches hinten rauskommt, mischt.
Gruss
Harald

Karl schrieb:

>> Auch da kann man sich etwas bauen, was das kalte Wasser aus dem
>> Hahn mit dem warmen Wasser, welches hinten rauskommt, mischt.
>
> Z.B. Ein Thermostatmischer

Eine interessante Lösung. Daran hatte ich noch gar nicht gedacht.
Ich dachte da eher an ein T-Stück und Kontrolle der Mengen über
Schlauchklemmen. Zur Messung der Temperatur reicht da wohl
ein digitales aus dem Supermarkt.
Gruss
Harald

@ Peter (Gast)

>>  Wir hier dimensionieren z.B. mit 4mm/kV Kriechwege, ...

>Wer ist in diesem Fall "Wir"?

Die Leute in der Firma, in der ich arbeite. Wobei ICH das eher nicht 
bin, weil ich kein (gelernter) HV-Entwickler bin.

@Peter Dannegger (peda)

>> Wir hier dimensionieren z.B. mit 4mm/kV Kriechwege

>So viel?

Es geht um verschmutzende Oberflächen im Hochspannungsumfeld.

>Schau Dir mal den STP3N150 im TO-220 an:
>http://de.farnell.com/stmicroelectronics/stp3n150/...

>Der Abstand zwischen den Pins ist:
>e - b1 = 2,4 - 1,7 = 0,7mm
>Und daran fallen 1500V ab, d.h. 0,47mm/kV

Das hält der aber nur, wenn es sauber und trocken bleibt. Als 
Dimensonierung von Hochspannungsaufbeuten nicht zu gebrauchen.

Denk mal dran, bei der Trennung von Netz zu Schutzkleinspannung macht 
man auch um die 6mm Kriechweg, und dort sind nur 230VAC (aber auch böse 
Transienten im einstelligen kV Bereich).
Ein Tastkopf ist ähnlich, den hält ggf. jemand in der Hand.

Falk Brunner schrieb:

> Die Leute in der Firma, in der ich arbeite. Wobei ICH das eher nicht
> bin, weil ich kein (gelernter) HV-Entwickler bin.

Ooh, die Bezeichnung HV-Entwickler hab ich ja noch garnicht gehört. :-)
Aber teilweise lernt man da schmerzhaft. Ich habe z.B. geglaubt, man
könne im 1kV-Meßbereich auch 1500V messen, wenn der Endwert 2000V
beträgt. Die Schmerzen hatte allerdings nur das Multimeter, denn bei
solchen Messungen fasse ich das Meßgerät nicht an. :-)
Gruss
Harald
PS: Ich wollte die Ausgangsspannung eines Inverters nachmessen.
Vielleicht lagen dort ja auch wesentlich höhere Spannungsspitzen an.

Falk Brunner schrieb:
> Warum?

Als ich noch so gar keine Ahnung hatte, habe ich mal im Fernseher 
nachsehen wollen was da so knistert.
Am Ende hatte ich ein Loch im Finger und einen fürchterlichen Schrecken 
bekommen.
Seit dem habe ich höllischen Respekt vor Hochspannung.

Darum halt!

Michael Knoelke schrieb:
> Matthias Sch. schrieb:
>> Zumindest lief der Gleichrichter weitere 15 Jahre, bis mein Vater die
>> Praxis aufgab und in Pension ging.
>
> Ja, ich bin auch der Meinung das ein Gesundheitssystem das es einem Arzt
> erlaubt seine Patienten mit einem hobbymäßig reparierten >>15 Jahre
> altem Röntgengerät zu traktieren nur als desolat zu bezeichnen ist.

Klar, das weisst du ja auch, das es hobbymäßig repariert war. Das du von 
Dosismessungen keine Ahnung hast und dich in der Materie null auskennst, 
hast du uns ja schon mitgeteilt.
Selbstverständlich wurde die Anlage von der PTB und später dem TÜV 
abgenommen, der uns auch dafür lobte, das die Bremsstrahlung des 
Gleichrichters nicht mehr vorhanden war und die Dosis dieser 
Therapieanlage (Diagnose läuft mit wesentlich geringeren Spannungen und 
Strömen) viel stabiler und kontrollierbarer war als mit dem alten 
Röhrenventil. Viele dankbare Patienten sind mir da wichtiger als ein 
ahnungsloser Forenteilnehmer.

5KV kann man natürlich mit 200kV vergleichen, die 200kV töten dich 
alleine durch die Ladung der Siebkondensatoren. Respekt sollte man bei 
beiden Spannungen haben.

Offtopic: @Matthias

Matthias Sch. schrieb:
> dieser Therapieanlage
200kV gibt schon recht harte Röntgenstrahlung.
Was wird denn mit der Strahlung therapiert? Ich kann mir fast nur 
Tumorbestrahlung vorstellen.
Ich kenne von meiner Zeit bei (damals Siemens, jetzt Sirona) eigentlich 
nur die Hochspannungserzeugung im Tank, also evakuiert und mit Öl 
gefüllt.

Das Gerät muss da ja schon recht rüstig gewesen sein, gibts davon 
irgendwo Bilder?

Gruß

Andrew Taylor schrieb:
> Tja, hätte Andreas Vater auf die "professionellen" Servicetechniker des
> Rö-Herstellers vertraut,

Was soll mein Vater getan haben?

Michael Knoelke schrieb:

> Ich habe nur bei einem der größten Röntgengerätehersteller der Welt
> gelernt und dort Röntgengeräte gebaut und gewartet, aber macht ja nix.

Nun, Röntgengeräte werden überwiegend von Ärzten verwendet und da
kommt es beim Endpreis auf ein paar Euro mehr oder weniger meist
nicht an. Sicherlich sind Isolierungen durch Öl o.ä. besser als
reine Luftisolierungen. In einem meist verhältnismäßig sauberen
Labor und Spannungen im unteren kV-Bereich reichen typische HV-
Tastköpfe aber normalerweise aus. Die bei uns verwendete 100kV-
Spannung für das REM wurde übrigens irgendwie indirekt im Netz-
teil gemessen. Für den Meßpunkt reichte ein normales Multimeter.
Gruss
Harald