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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fragen zur Berührungssicherheit von Hochspannungsquellen


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Autor: wW-Tech (Gast)
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Einen guten Tag

Ich möchte mir eine Hochspannungsquelle bauen um Leckströme und 
Durchschlagsicherheit von Bauteilen zu prüfen. Angestrebt werden 0-3kV 
und Strombegrenzung auf 100µA DC.

Das ganze darf nicht als berührungsfährliche Spannung gelten so daß ich 
es ohne weitere Maßnahmen in der Werkstatt betreiben darf.

Als Referenz habe ich mal 
https://www.baua.de/DE/Themen/Arbeitsgestaltung-im-Betrieb/Gefaehrdungsbeurteilung/Expertenwissen/2-Elektrische-Gefaehrdungen/Elektrischer-Schlag/Elektrischer-Schlag_dossier.html?pos=2 
gefunden. Dort werden <12mA, <50µC und <350mJ genannt.

Damit errechne ich mir eine maximale zulässige Kapazität
aus der Ladung zu
C = Q / U
C < 16,6nF

und aus der Energie
C = W / (0,5 * U²)
C < 77nF

Als Sicherheitsmaßnahme hätte ich einen Timer eingebaut der abschaltet 
wenn nicht schnell genug die erwartete Spannung erreicht wird.
Mit t = U * C / I erhalte ich t < 0,48 Sekunden



Liege ich mit den Annahmen richtig oder was habe ich eventuell 
übersehen?

Autor: Andrew T. (marsufant)
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wW-Tech schrieb:
> Einen guten Tag
>
> Ich möchte mir eine Hochspannungsquelle bauen um Leckströme und
> Durchschlagsicherheit von Bauteilen zu prüfen. Angestrebt werden 0-3kV
> und Strombegrenzung auf 100µA DC.
>
> Das ganze darf nicht als berührungsfährliche Spannung gelten ...

Tja, ist aber über 60V  DC und damit (3000V) weit über der "Freigrenze".
Also klar: BERÜHRUNGSGEFÄHRLICH


> so daß ich
> es ohne weitere Maßnahmen in der Werkstatt betreiben darf.

Warnschild, Notausschalter rot auf gelbem Grund für die Quelle, rote und 
grüne Hinweisleuchte über den Betriebszustand der Quelle.
Hinweisschild.

Das sind die Minimalmaßnahmen.


>
> Als Referenz habe ich mal
> https://www.baua.de/DE/Themen/Arbeitsgestaltung-im...
> gefunden. Dort werden <12mA, <50µC und <350mJ genannt.

...und da steht gleich im ersten Abschnitt die 60V DC Grenze. das Wort 
"und" ist dort nicht so zu verstehen das beide Bedingungen erfüllt sein 
müssen, sondern es genügt wenn EINE überschritten ist, dann bist Du aus 
dem "Freifenster".

..

>
> Liege ich mit den Annahmen richtig oder was habe ich eventuell
> übersehen?

Du liest falsch.
siehe oben.

Autor: Falk B. (falk)
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@ Andrew T. (marsufant)

>> so daß ich
>> es ohne weitere Maßnahmen in der Werkstatt betreiben darf.

>Warnschild, Notausschalter rot auf gelbem Grund für die Quelle, rote und
>grüne Hinweisleuchte über den Betriebszustand der Quelle.
>Hinweisschild.

>Das sind die Minimalmaßnahmen.

Schwachsinn. Jeder ISO-Tester bringt die Spannung bei deutlich mehr 
Strom und hat das alles nicht. Und nun?

Wir haben einen alten von Megger, Name weiß ich gerade nicht. Der bingt 
bis zu 5kV bei 1,35mA. Der hat ne TEST Taster zum HV einschalten und ein 
Zeigerinstument, fertig.

Autor: Falk B. (falk)
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Das isses. Alt aber bewährt und ohne SchnickSchnack.

https://uk.megger.com/analogue-5-kv-insulation-tester-bm15-mj15

Autor: Achim H. (anymouse)
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Hm, die Seite gibt es nicht mehr.

Ich finde nur das:

https://www.baua.de/DE/Themen/Arbeitsgestaltung-im-Betrieb/Gefaehrdungsbeurteilung/Expertenwissen/Elektrische-Gefaehrdungen/Elektrischer-Schlag/grenzwerte.html

In Annahme, dass die Inhalte genügend ähnlich sind:

Andrew T. schrieb:
> ...und da steht gleich im ersten Abschnitt die 60V DC Grenze. das Wort
> "und" ist dort nicht so zu verstehen das beide Bedingungen erfüllt sein
> müssen, sondern es genügt wenn EINE überschritten ist, dann bist Du aus
> dem "Freifenster".

Im (neuen) Text steht (verkürzt):
"Spannung zwischen einem aktiven Teil und Erde oder die Spannung 
zwischen aktiven Teilen höher als 25 V Wechselspannung ... oder 60 V 
Gleichspannung .. ist ..) und der Kurzschlussstrom an der Arbeitsstelle 
größer 3 mA Wechselstrom ... oder 12 mA Gleichstrom beträgt"

Dann ist die 12V-Autobatterie also auch Berührungsgefährlich?
Oder der Piezo-Zünder beim Gasherd?

Autor: Achim H. (anymouse)
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Bei der Begrenzung auf "C < 16,6nF" müssten auch parasitäre Kapazitäten 
etc.  berücksichtigt werden.

Die 50µC und 350mJ gelten mW für statische Entladungen. Hier wird es 
vermutlich auf eine Kombination "Geladener Kondensator + nachfolgender 
Ladestrom" hinauslaufen.

Der Querstrom zur Spannungsmessung ist noch zu berücksichtigen. 
Möglicherweise wäre noch ein Begrenzungswiderstand notwendig.

Relevant ist auch, dass die Grenzwerte auch bei einem Fehler nicht 
überschritten werden!

Autor: fhghrs (Gast)
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Achim H. schrieb:
> Im (neuen) Text steht (verkürzt):
> "Spannung zwischen einem aktiven Teil und Erde oder die Spannung
> zwischen aktiven Teilen höher als 25 V Wechselspannung ... oder 60 V
> Gleichspannung .. ist ..) und der Kurzschlussstrom an der Arbeitsstelle
> größer 3 mA Wechselstrom ... oder 12 mA Gleichstrom beträgt"

Bedeutet wohl, die Gefahrgrenze solle je sein:

>= 25 V AC bei gleichzeitig >= 3mA
>= 60 V DC bei     -"-      >= 12mA

So weit ich weiß, gilt wegen der Foldback-Eigenschaften einiger 
Netzteile etwas allgemeiner: "Maximalstrom." Denn bei Foldback kann der 
Kurzschlußstrom ja geringer sein, als der bei Nennlast. Oder nicht?

Und sind Deine letzten beiden Sätze scherzhaft zu verstehen?

Autor: Achim H. (anymouse)
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fhghrs schrieb:
> Und sind Deine letzten beiden Sätze scherzhaft zu verstehen?

Du meinst diese?

Achim H. schrieb:
> Dann ist die 12V-Autobatterie also auch Berührungsgefährlich?
> Oder der Piezo-Zünder beim Gasherd?

Jein, eher ein klassisches "ad absurdum führen" der Behauptung 'sondern 
es genügt wenn EINE überschritten ist, dann bist Du aus dem 
"Freifenster".':

ad absurdum
ad ab|sur|dum eine Behauptung ~ führen
jmdm. die Unsinnigkeit einer Behauptung beweisen, indem man ihm ihre 
(unmöglichen) Folgen vor Augen führt u. sie dadurch lächerlich macht
[lat., »zur Untauglichkeit (führen)«]

Autor: nachtmix (Gast)
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wW-Tech schrieb:
> Hochspannungsquelle bauen um Leckströme und
> Durchschlagsicherheit von Bauteilen zu prüfen.

Also Wechselspannung?

Dann sind deine  Überlegungen hinsichtlich Kapazität und Timeout sowieso 
nicht anwendbar.
Dafür gibt es -nicht ganz billig- Streufeldtrafos, die trotz z.B. 6kV 
Ausgangsspannung selbst im Kurzschlußfall nur ein paar mA liefern 
können.


Für Gleichspannung verwendet man am einfachsten einen kleinen, evtl. 
battereiebetriebenen Spannungswandler, der bausrtbedingt keine 
gefährlichen Energien liefern kann.

Autor: fhghrs (Gast)
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Achim H. schrieb:
>> Und sind Deine letzten beiden Sätze scherzhaft zu verstehen?
>
> Du meinst diese?
>
> Achim H. schrieb:
>> Dann ist die 12V-Autobatterie also auch Berührungsgefährlich?
>> Oder der Piezo-Zünder beim Gasherd?

Entschuldige bitte - ja, genau, diese beiden hatte ich gemeint.
Hätte mittels "...Sätze dieses Beitrages..." konkretisieren sollen.
Aber Du hattest zum Glück trotzdem gleich verstanden.

Achim H. schrieb:
> (...) ad absurdum führen (...)

Das also war die Absicht - ok, das hatte ich nicht gerafft.

Es steht ja das Wörtchen "und" zw. Spannungs- und Strom-Festlegung.
Damit kann nur Gleichzeitigkeit gemeint sein - ganz eindeutig.

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