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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schutzerdung sekundär


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Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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In der Hoffnung, dass jemand genau diese Situation und die Antwort kennt 
(denn ich kann mir die VDE 110 nicht leisten und - zugegeben - möchte 
auch vermeiden, sie nur für dieses eine Mal zu studieren zu müssen):

Situation: Simple DC-Stromversorgung aus dem Netz. Ringkern-Netztrafo, 
ca. 40 V, 150 VA, nicht schutzisoliert, mit Schmelzsicherung primär, 
dahinter Gleichrichter und Ausgangsbuchsen. Das war's. Alles im 
Metallgehäuse. Wie muss ich die Sekundärseite sichern? Zweifellos 
irgendwie mit an die Schutzerde (das Gehäuse ist schutzgeerdet, die 
erforderlichen Schraubverbindungen, Quetschverbinder, Zahnscheiben, 
Leitungs-Querschnitte sind bekannt).

Reicht eine der beiden Ausgangsleitungen mit an Gehäuse/Schutzerde? Da 
könnte ich mir Fehler vorstellen, bei denen diese Maßnahme nicht reicht. 
(Beide Ausgangsleitungen an Gehäuse/Schutzerde wäre sicherheitstechnisch 
vermutlich akzeptabel...)

Zusätzlich Maßnahmen, wie z.B. ein- oder beidseitig Schmelzsicherungen 
hinter dem Trafo? Wäre, wie bei primär, ein bestimmter 
Mindest-Querschitt zum Anschluss an den Schutzleiter erforderlich?

Danke schon mal

DZDZ

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Zweifellos
> irgendwie mit an die Schutzerde (das Gehäuse ist schutzgeerdet, die
> erforderlichen Schraubverbindungen, Quetschverbinder, Zahnscheiben,
> Leitungs-Querschnitte sind bekannt).

Nein, das ist gar nicht 'zweifellos'. Bei z.B. Labornetzgeräten ist zwar 
das Gehäuse geerdet, aber keineswegs die Ausgangsspannung.
Das Stichwort ist hier 'Schutzklasse 1':
https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzklasse_%28Elektrotechnik%29

Bei PC Netzteilen hingegen ist GND der Ausgangsspannung so gut wie immer 
mit PE verbunden. Ist also kein Zwang, sondern sollte den Erfordernissen 
deiner Anwendung entsprechen.

Autor: Günter Lenz (Gast)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
>(Beide Ausgangsleitungen an Gehäuse/Schutzerde wäre sicherheitstechnisch
>vermutlich akzeptabel...)

Das ist dann ein Kurzschluß.

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Günter Lenz schrieb:
> Der Zahn der Zeit schrieb:
>>(Beide Ausgangsleitungen an Gehäuse/Schutzerde wäre sicherheitstechnisch
>>vermutlich akzeptabel...)
>
> Das ist dann ein Kurzschluß.
Ach...! ;-)

Matthias S. schrieb:
> Nein, das ist gar nicht 'zweifellos'. Bei z.B. Labornetzgeräten ist zwar
> das Gehäuse geerdet, aber keineswegs die Ausgangsspannung.
Das kenne ich auch so, aber ich gehe davon aus, dass dann der Trafo z. 
B. eine geerdete Schutzwicklung hat oder doppelt isoliert ist.

Es muss doch irgendwie "doppelte Sicherheit" gelten: Wenn es einen 
Schluss von Primär -> Sekundär im Trafo gibt (wie geschrieben, es ist 
ein Schutzklasse 1 Trafo, da gibt es die nicht), gäbe es keine zweite 
Sicherheitsmaßnahme. Netzspannung läge direkt am Ausgang.

Das hatte ich vielleicht vergessen zu schreiben, ist aber vermutlich 
ohnehin klar: Die Ausgangsspannung ist berührbar.

Autor: René F. (therfd)
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Prinzipiell benötigst du keine Erdung der Ausgangsbuchsen solange 
wirklich galvanisch getrennt und daher kein Bezug zur Netzspannung 
vorhanden, in einem mehrkanaligen Gerät sind die Kanäle ja auch 
galvanisch voneinander getrennt. Ein verbinden mit dem Gehäuse kann zu 
Masseschleifen führen. Das Verbinden beider Buchsen mit dem Gehäuse zu 
einem Kurzschluss :D


Die Schmelzsicherung würde ich vor den Trafo setzen, eine zusätzliche 
dahinter wäre eher ein Gimmick.

Als Schutzleiterquerschnitt würde ich mindestens den gleichen eher eine 
Nummer größer wie für N und L im Gerät verwenden, wichtig ist das er bei 
einem Gehäuseschluss als letztes abbrennen würde und der RPE am Gehäuse 
an keiner Stelle den Grenzwert von 0,3Ω überschreitet. Bei der 
Verdrahtung sollte darauf geachtet werden, dass der Schutzleiter so 
lange ist das er falls die Buchse oder die Netzleitung aus dem Gerät 
gerissen wird als letztes abreißt.

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Hallo René,

wir hatte ungefähr gleichzeitig auf "veröffentlichen" gedrückt.

> keine Erdung der Ausgangsbuchsen solange wirklich galvanisch getrennt
Es geht ja um den Fall eines einfachen Fehlers, konkret um den 
Primär-Sekundär-Schluss. Einfache Fehler dürfen keine Gefahr 
verursachen.

> wichtig ist das er bei einem Gehäuseschluss als letztes abbrennen würde
In diesem Fall würde der Fehlerstrom, sofern er dauerhaft fließen würde, 
über den relativ dünnen Draht der Primärwicklung kommen.  Aber auch nur, 
wenn die Sekundärseite an PE läge.

Läge sie mit einem Pol, z. B. dem Minusanschluss an PE, würden Strom 
über die Primärwicklung und die Dioden am Minusanschluss des 
Gleichrichters zum PE fließen. Wenn die Dioden dabei durchbrennen 
(hochohmig werden), läge die Netzspannung jetzt am Pluspol. Das kann 
nicht zulässig sein, die Dioden im GLR sind zweifellos keine zulässige 
Verbindung zum SL!

> in einem mehrkanaligen Gerät sind die Kanäle ja auch galvanisch voneinander 
getrennt

Auch da: Schutzwicklung und/oder -isolation im Trafo. Dass ein 
Metallgehäuse unabhängig davon geerdet sein muss, steht auf einem aneren 
Blatt.

> Verbinden mit dem Gehäuse kann zu Masseschleifen führen
Das ist bekannt und würde hier keine Rolle spielen.

> Schutzleiter so lang ist, dass er, falls die Buchse oder
> die Netzleitung aus dem Gerät gerissen wird, als letztes abreißt.
Danke, da hätte ich nicht dran gedacht. Wird beachtet.

Autor: jz23 (Gast)
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Vom "gesunden Menschenverstand" her würde ich einen der beiden Pole vom 
Ausgang an Erde anschließen und den anderen mit einer passenden 
TVS-Diode "koppeln". Dann kann ein gefährliches Potential an einem der 
beiden erst dann anliegen, wenn die Schutzleiterverbindung zum Ausgang 
kaputt geht oder die TVS Diode hochohmig wird (Normalfall ist allerdings 
Kurzschluss) sowie ein Problem mit der Isolation im Trafo o.ä. auftritt.
Ob das allerdings ausreicht - keine Ahnung, hab die VDE nicht vor mir.

Autor: Manfred (Gast)
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jz23 schrieb:
> Vom "gesunden Menschenverstand" her würde ich einen der beiden Pole vom Ausgang 
an Erde anschließen

"gesunder Menschenverstand" scheint sehr interpretierbar, Tausende bis 
Millionen von Leuchten tun das nicht.

Wenn man sich auf den Trafo verlassen kann, kommt der netzseitige 
Schutzleiter ans Gehäuse und die Kleinspannung bleibt ohne Erdbezug.

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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> Wenn man sich auf den Trafo verlassen kann
Also bei Trafos der Schutzklasse 2. Dieser ist aber Schutzklasse 1 
(zumindest trägt er kein Symbol für Schutzklasse 2).

> und die Kleinspannung bleibt ohne Erdbezug
... und muss vergrößerten (doppelten?) Abstand (Kriech- und 
Luftstrecken) zu Primärspannungen halten. Das sind, je nach Einsatzfall, 
um die 8 mm für Kriechstrecken, soviel ich weiß.

Ich komme immer mehr zu der Einsicht bzw. dem dem Ergebnis, dass das, 
was ich mache, gar nicht zulässig ist bzw. ohne neuen Trafo zulässig 
gemacht werden kann :-(

Autor: Manfred (Gast)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
>> Wenn man sich auf den Trafo verlassen kann
> Also bei Trafos der Schutzklasse 2. Dieser ist aber Schutzklasse 1
> (zumindest trägt er kein Symbol für Schutzklasse 2).

Mir ist nicht bekannt, dass ein Trafo als Bauteil betrachtet eine 
Kennzeichnug der Schutzklasse aufweisen muß. Schutzlasse ist m.E. nur 
auf komplette Geräte anwendbar.

Autor: Nautilus (Gast)
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Der Trafo sollte für die Lieferung einer Schutzkleinspannung geeignet 
sein, wenn die Ausgangsspannung nicht geerdet ist. (Auch für Trafos gibt 
es Datenblätter)
Wenn die Ausgangsspannung gleichgerichtet wird sollte beachtet werden, 
dass die Fehlerstromschutzschalter, wie sie üblicherweise in 
Wohnungsinstallationen verwendet werden, durch Gleichspannung 
unempfindlicher werden und die Schutzfunktion beeinträchtigt wird.
Es gibt FI-Schutzschalter für die Industrie die unempfindlich gegenüber 
Gleichspannung sind aber dafür einen sehr hohen Kaufpreis haben.

Autor: Karl (Gast)
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Wenn Du uns mal verraten tätest, was es für ein Trafo ist, bzw. welche 
Zeichen er trägt, könnten wir Dir vielleicht verraten, ob der Trafo über 
ausreichende Isolierung verfügt.

Allerdings würden so ziemlich alle aktuellen Trafos, die mir in den 
letzten Jahren untergekommen sind und die keine Spartrafos waren die 
Anforderungen erfüllen. Was nicht heisst, dass es keine gäbe, auf die 
das nicht zutrifft, aber es dürften wenige sein.

Deshalb: Welche Zeichen auf dem Typenschild?

Autor: Blechspucker / (Gast)
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Hallo Zeitzahn!
Dein und unser aller Problem, Erdverbindung  sekundärseitig. Für 
Kleinspannungen wurden die sperrigen Abkürzungen SELV  und PELV 
(englisch) eingeführt. Näheres in kleinerer VDE-Lit. oder 
berufsbegleitender Literatur, aus zweiter Hand und dann nicht gar so 
alt, wen man schon Edison spielen will.. Die sichere Kleinspannung SELV 
( zB. Klingeltrafo), gewinnt die Sicherheit aus der Isolation und dem 
Aufbau der Quelle, das kann man vermuten - der Trafo hat unbedingt 
getrennte Kammern für Primär - und Sekundärwicklungen unbedingt erdfrei 
mehrfach isoliert, Kennzeichen und eine Prüfspannung im wesentlich 
höheren Bereich, beim Hersteller geprüft.
PELV , die etwas weniger sichere Variante, eine Funktionskleinspannung 
mit Verbindungen zu anderen Potentialen bzw. Erde (PE) usw. (zB. als 
Computernnetzteile mit mehreren Ausgangsspannungen). Wenn eine Seite 
Masse -Charakter bekommt, würde man die ander Seite absichern, aber auch 
da muss die Quelle unbedingt sicher sein. Welche Variante gewählt wird 
ist inzwischen durch Vorschriften festgelegt, die ein Hersteller 
beachten muss!Frohes Schaffen

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Karl schrieb:
> Wenn Du uns mal verraten tätest, was es für ein Trafo ist, bzw. welche
> Zeichen er trägt, könnten wir Dir vielleicht verraten, ob der Trafo über
> ausreichende Isolierung verfügt.
Wenn er solche Zeichen tragen würde, hätte ich das schon längst hier 
gezeigt. Und wahrscheinlich gar nicht erst gefragt. Neben dem aktuellen 
Anlass geht es mir aber auch um das Prinzip. Also auch, wenn meine 
Trafos hier doppelt isoliert wären: Was wäre bei einfach isolierten?

Der Trafo ist keine Katalogware ("Auch für Trafos gibt es Datenblätter", 
manchmal - aber nicht immer) und wurde vor vielen, vielen Jahren in 
mittleren Stückzahlen (nach meinen elektrischen Spezifikationen) für ein 
schutzgeerdetes Gerät gefertigt. Wenn's weiter hilft: Es ist ein Block 
RK150/5860. Und er trägt ein CE-Zeichen. Das ist alles. Seinerzeit wurde 
die Gerätemasse auf Schutzerde gelegt, die Fertigung wusste, wie man das 
korrekt machte, und gut war's. Heutzutage mache ich mir Gedanken, dass 
das nicht immer so einfach sein kann, weil die Ausgangsspannung 
berührbar ist, es keine doppelte Isolation gibt und ein Anschluss der 
Ausgangsspannung an PE zu legen nicht sicher sein kann.

Blechspucker / schrieb:
> Wenn eine Seite Masse -Charakter bekommt, würde man die andere
> Seite absichern, aber auch da muss die Quelle unbedingt sicher sein.
Ich fürchte, so ist es. Wie schon mehrfach gesagt: Ich bin überzeugt, 
dass Primär- und Sekundärseite nicht besonders isoliert sind, also nicht 
SELV, so dass ich ein PELV-Gerät davon machen muss.

Minus an Masse ist ja irgendwie naheliegend, aber was für eine Sicherung 
in die Plus-Leitung? Egal, die würde nicht verhindern, dass im oben 
angenommen Fehlerfall (Primär/Sekundär-Schluss, als Folge werden die 
GLR-Dioden nach Masse hochohmig) die Netzspannung nach außen kommt. Oder 
braucht man diesen Fehlerfall nicht anzunehmen?
> Welche Variante gewählt wird ist inzwischen durch Vorschriften
> festgelegt, die ein Hersteller beachten muss!
Ich bin kein Hersteller, will nur wenige dieser "Netzteile" (ganz 
einfache DC-Versorgungen) mit diesen Trafos machen, aber trotzdem die 
Vorschriften, die in diesem Fall gelten, wissen. Ich dachte, es ist 
Standardwissen für einen Profi - eine Frage, eine Antwort, mehr sollte 
nicht notwendig sein. Ist aber offensichtlich nicht so. Ich bin wohl mit 
meinem Unwissen in guter Gesellschaft :-(

Bei Neukonstruktion würde ich vorsichtshalber doppelte Trafo-Isolation 
fordern, auch wenn es vielleicht ohne ginge. Man weiß es halt nicht...

Blechspucker / schrieb:
> Frohes Schaffen
Danke, das kriege ich trotzdem noch hin :-)

Autor: Blechspucker / (Gast)
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Hallo Zahn der Zeit!
Die Auswahl des Trafo's liegt letztlich in der Verantwortung des 
Erbauers, aber man kann sich noch mal Rat holen,einen Experten schauen 
lassen. Minimal eine Hochspannungsprüfung mit .... gefühlt mehr als 1kV, 
genauen Wert aus VDE besorgen und eventuell mal einen schlachten und 
kritisch besehen und dann beriechen, ha-ha! Die Story :"Geschlagener 
Bastler  bessert sich" Mit 11 Jahren schenkte man mir einen 
Volksempfänger mit Netztrafo, umgewickelt, später Experementiernetzteil 
von 1 bis 15V. Nach über 20 Jahren gab es den vollständigen 
Ritterschlag- Durchschuss mit Volltreffer! Material altert, besonders 
nach Überlastungen. Wenn Primär-und Sekundärwicklungen übereinander 
liegen, Zwischenisolatinen liederlich ausgeführt wurden oder 
Wicklungsteile seitlich abrutschen gleich in die Tonne. Eisenkerne nicht 
verrostet, Wicklungen und Spulenkörper ordentlich fixiert, vergossen wär 
sicher gut.- ist alles bekannt. Neukauf mit ausgewiesen Eigenschaften 
aus vernünftigen Quellen, auch für die Steuertrafo's  von 
Schützschaltungen, ist ja teuer, aber die sichere Seite. Oder aus der 
Bucht " Prüfungsstücke, Laborleichen ,Verschrottungen", Augen auf und 
bewerten. Wir bleiben derweil hübsch mißtrauisch, denn " Sakon ohma " 
(russisch ), wörtlich " Die Großmutter des Sakon" oder "Die Pflicht des 
Ohmes" gilt ja heut und demnächst noch. Gutes Gelingen!

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Um dir einen Eindruck von der Qualität des Trafos zu verschaffen, kannst 
du ja mal seinen Berührstrom wie für die Schutzklasse 2 messen. Das 
wären max. 0,25mA zwischen Erde und einem der sekundären Anschlüsse.

Bleibt er da weit drunter, könnte er sogar ein SK II Trafo sein, ist er 
knapp dran oder gar drüber, solltest du dich mit der Erdung der 
Sekundärseite anfreunden - was ja bei Audio z.B. meistens nicht so schön 
ist.

: Bearbeitet durch User
Autor: Baum (Gast)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Simple DC-Stromversorgung aus dem Netz. Ringkern-Netztrafo

Habe auch noch so einen liegen, mit mehreren Sec. Wicklungen.
Alle galvanisch getrennt, aber mit (Teils) mittelabgriffen (+XV, 0V, 
+XV)
Auch ringkern,bei mir liegen Pri. und Sek. Übereinander. Aber gut 
isoliert mit einer menge "Klebeband".

Wäre echt genial wenn jemand dazu was sagen kann. Würde mir als bastler 
auch helfen ein Sicheres netzteil zu bauen.

Liebe Grüße
Baum

Autor: Ralf D. (doeblitz)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Minus an Masse ist ja irgendwie naheliegend, aber was für eine Sicherung
> in die Plus-Leitung? Egal, die würde nicht verhindern, dass im oben
> angenommen Fehlerfall (Primär/Sekundär-Schluss, als Folge werden die
> GLR-Dioden nach Masse hochohmig) die Netzspannung nach außen kommt. Oder
> braucht man diesen Fehlerfall nicht anzunehmen?

Du hast sekundär 40V, 150VA, also knapp 4A. Dein Eingangsstrom sollte 
(bei 230V) damit in der Größenordnung 600mA liegen, also sicherst du den 
Primärkreis wohl mit 800mA oder 1A ab. Das sollten die Dioden bei einem 
Isolationsfehler lange genug aushalten, um die Primärsicherung 
ansprechen zu lassen.

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Hallo Ralf,

ich glaube, das ist ein zumindest sicherheitstechnisch richtiger Ansatz. 
Ob es auch dem VDE genügt, sei mal dahin gestellt.

Allerdings müsste ich die Primärseite doppelt absichern, zurzeit ist nur 
eine Primärsicherung vorgesehen.

Annahme: Die (einzige) Sicherung liegt zufällig auf der N-Seite, der 
Schluss geht von dem Wicklungsende, das an L angeschlossen ist, auf die 
Sekundärseite. Die Sicherung würde nicht ansprechen. Daher zwei 
Sicherungen.

Nun würden aber bei der positiven Halbwelle die nach PE gehenden Dioden 
sperren. Dabei dürften sie zwar defekt = niederohmig werden, aber nicht 
defekt = hochohmig. Mit einem für 250 V spezifizierten GLR kann man das 
auch nicht unbedingt garantieren, den bei einem Brückengleichrichter 
muss jede Diode nur die halbe Eingangsspannung sperren können, hier 
liegen die vollen 300 V in der Spitze an. Dass die Dioden bei jeder Art 
Stromstoß zumindest so lange halten (= nicht hochohmig werden), dass die 
Primärsicherung auslöst, scheint mir wahrscheinlich. Aber garantiert?

Frage ist, was der VDE dazu sagt. "Nach bestem Wissen und Gewissen" gilt 
sicherlich nicht.

Matthias: Es ist nicht Audio, kein Problem mit Erdung. Es ist aber 
Veranstaltungstechnik, und da will ich nichts machen, wo eine 
Versicherung den Kopf schütteln könnte, wenn was passiert. Und natürlich 
soll gar nicht erst was passieren können. Da bin ich Hasenfuß.

Autor: Kribbelfinger (Gast)
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Hier noch ein anderer Ansatz: primärseitig einen 
Fehlerstromschutzschalter 30mA zwischenschalten, auf der Sekundärseite 
beide Anschlüsse über 2200 Ohm/2W mit dem Gehäuse verbinden.

Autor: Kribbelfinger (Gast)
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sollte heißen: ...über jeweils 2200 Ohm/2W...

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