Welche Widerstände dürfen Schutzklasse 2 überbrücken?

A-Freak schrieb:
> Ich möchte einen Differenztastkopf bauen. Gemessen werden soll
> Netzspannung (DC bis paar 10kHz) und der Signal-Ausgang zum Osziloskop
> muß Schutzklasse 2 entsprechen.

Nimm keine Widerstände. Da musst du im MOhm-Bereich gehen, was die Sache 
schwierig macht.

Stattdessen würde ich einen Trennverstärker benutzen.
Analog hat sowas:
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADuM4190.pdf

Da liegst du bei 1% Genauigkeit und 400kHz. Für deine Anforderungen 
(Oszilloskop, 10kHz) könnte das genügen. Er hat 5kV AC Isolation, das 
müsste die normale Isolationsprüfung für die Klasse überleben. Die 
offene Frage ist halt, ob das Normgerecht ist, dazu kann ich leider 
nichts sagen.

Du brauchst eine Versorgung, entweder einen DCDC-Wandler (der ebenfalls 
die hohen Anforderungen für sichere Trennung erfüllen muss), oder 
Batterie und Spannungsregler.

Hallo,

die DIN EN 50178 spezifiziert "Schutz durch Schutzimpedanz". Dort ist 
dann auch angegeben, wieviel Strom noch fließen darf.

Und ja, in der Praxis wird das so gemacht, das viele Widerstände in 
Reihe geschaltet werden, wo dann auch ein Einfachfehler dazu führt, das 
es immer noch sicher ist. Dabei auch die entsprechenden Abstände 
beachten.

(P.S. schau mal in eine "Differenzenprobe", da wird das genau so 
gemacht.

Prometheus schrieb:
> (P.S. schau mal in eine "Differenzenprobe", da wird das genau so
> gemacht.

Echt? Das wäre mir neu.

Mein stand war, dass differential Probes für hohe Spannungen galvanisch 
getrennt sind.

Beispiel:
https://www.tek.com/datasheet/high-voltage-differential-probes

Zitat:
"The P5200A Active Differential Probe converts floating signals to low-
voltage ground-referenced signals that can be displayed safely and 
easily
on any ground-referenced oscilloscope."
Das klingt nicht so, als wäre das mit Widerständen gelöst ;-)

Das Problem bei der Sache mit den Widerständen ist:
Das Signal wird belastet, und zwar abhängig von der Spannung mit der 
"isoliert" wird. Stell dir vor, du misst an einem GATE eines IGBT und 
der zweite Anschluss geht ab. Peng, denn über die Widerstände ziehtst du 
das Gate auf ein hohes Potential. Wenig praktikabel.
Bei einer galvanischen Trennung hat man dieses Problem definitiv nicht, 
und die Diff-Probes von LeCroy und Textronics tun das auch nicht.

soso... schrieb:
> Bei einer galvanischen Trennung hat man dieses Problem definitiv nicht,
> und die Diff-Probes von LeCroy und Textronics tun das auch nicht.

Bah. Das ist mehrdeutig. Sorry.
Die Diffprobes für hohe Isolationsspannungen tun das nicht.

Die schnellen für hohe Frequenzen sind ja nicht galvanisch getrennt. 
Allgemeingültig ist das also nicht gemeint!

Also dann einmal vielen Dank für die Beiträge soweit.

Ein Trennverstärker wie der "adum" ist unnötig und würde ohnehin genauso 
einen Spannugnsteiler am Eingang benötigen, außerdem eine zusätzliche 
Versorgungsspannung. Ich benötige keine galvanische Trennung sondern nur 
diese "Schutzimpedanz" daß der Berührstrom an der Ausgangsbuchse zum 
Osziloskop grundsätzlich harmlos ist.

Widerstände von mehreren Megaohm sind für mich kein Problem. Da ich 
sonst ehr Kleinsignal- und HF-Mensch bin sehe ich auch kein Problem die 
Frequenzgangkompensation passend hinzubiegen.

Gemessen werden soll an Netzspannung und ähnlichem also z.B: 
Phasenanschnittsteuerungen, gesteuerte Gleichrichter oder kleine 
Wechselrichter. Wenn der Differenzverstärker ein paar MOhm // ein paar 
10pF hat ist das völlig vernachlässigbar.

Daher ist der Differenzverstärker auf den ich oben verlinkt hatte genau 
das was ich benötige. Ich suche nur Tipps und Grundlagen welche 
Anforderungen die Widerstände erfüllen müssen damit ich den hier 
offiziell in die SchutzklasseII einordnen und sicher betreiben kann.

Also vor allem ob bei den Widerständen 10 mal 200V Nennspannung und 10 
mal 2mm Kriechstrecke auf sauberer Platine im Gehäuse ausreichen.

Einen Gesamtwiderstand von > 2 MOhm und einen Ableitstrom von < 0,5mA 
kann ich damit sowohl rechnerisch einhalten als auch mit der Prüfung 
nach der 0702 bestätigen lassen.

Vielen Dank für weitere fachkundige Antworten vom A-Freak

Hallo,

ich habe jetzt die Diff-Probe nicht aufgeschraubt um nochmal 
nachzusehen. In meiner Erinnerung waren das ca. 10 bis 15 Widerstände 
auf jeder Seite (Plus und Minus) in Baugröße 1206. Da war zu jedem 
Widerstnad ein Kondensator parallel.

Die Testec TT-SI9110 haben 4MOhm zwischen Plus und PE und 4MOhm zwischen 
Minus und PE und 8MOhm zwischen Plus und Minus.
Alles im ausgeschalteten Zustand.

Soweit ich weiss, brauchst du mindestens 2 Widerstaende, von
denen jeder einzelne die Spannungsfestigkeit fuer die maximale
Impulsspannung hat. Also 2500 Volt bei Klasse-II Installation.

Im Anhang mal das Bild einer kaputten Tektronix THDP0100 100MHz
differenziellen Probe.

Du siehst, dass da wirklich viel Aufwand betrieben worden ist,
- aufwaendige Schirmung
- Spezielle SMD Widerstaende mit hoher Spannungsfestigkeit
  (Bourns 500 Volt)
- Verguss, um Ueberschlaege zu vermeiden
- Wasserdichtes Gehaeuse

Die grosse Kunst dabei ist, die Common Mode Unterdrueckung auch
bei hohen Frequenzen hoch zu halten.  Da brauchst du auf jeden
Fall Potis und C Trimmer mit hoher Stabilitaet.

Die Vorlaeufer waren noch in Through Hole, und hatten keinen Verguss.
Da waren nur 2-3 spezielle Widerstaende drinnen, die hohe
Impulsspannung abkoennen, pro Widerstand glaube ich 10kVolt Vishay
Spezialtypen.  Das sind keine Metallschichtwiderstaende,
sondern da wird eine spezielle Keramik verwendent.

Als Bastler wuerde ich definitiv Through Hole verwenden, da
du wirklich viele Widerstaende brauchst, um einen THD zu ersetzen.

Ich habe mir einmal eine billige China diff Probe (Pintek DP50) gekauft.
Der innere Aufbau ist deutlich schlechter, bis kriminel.
Die Probe ist mit vielen kV spezifiziert, damit meinen sie aber nicht
die Arbeitsspannung wie bei den Profigeraeten, sondern die maximale
Impulsspannung!!!
Taugt daher nur bis ca. 500 Volt, wenn man auf der sicheren Seite sein 
moechte.
Im Bild sieht man auch, dass da nur 2 Keramik C verwendet werden, die
nicht mehr als 1kV aushalten duerften.  Hoffentlich haben die
nie einen Kurzschluss...

Gebhard R. schrieb:
> das wäre aus Gründen der Sicherheit kontraproduktiv. Die Widerstände
> gelten als sicher, weil sie im Fehlerfall hochohmig werden. Das trifft
> bei einem Kondensator nicht zu.

Das sollte auch weniger ein Vorschlag sein, als viel eher eine 
Feststellung, wie nahmhafte Hersteller so etwas machen.

Und wie Du sehen kannst macht Tektronix das auch genau so.

Letztendlich betrachtest Du dann ja die Sicherheit wenn ein oder zwei 
Bauteile ausfallen. Das es immer Szenarien gibt wo das gefährlich wird 
ist wohl allen klar.
Der Fehlerfall "10cm Draht in Gehäuse vergessen" wird ja auch nicht 
betrachtet.

Die Auslegung ist IMHO so, das bei Ausfall eines 
Widerstandes/Kondensators die Sicherheit gegeben sein muss. Ich würde 
das ja auf 2 oder gar 4 erhöhen, was dann bei 10 Widerständen in Reihe 
überhaupt kein Problem mehr darstellt.

----
Prometheus

Prometheus schrieb:
> Die Auslegung ist IMHO so, das bei Ausfall eines
> Widerstandes/Kondensators die Sicherheit gegeben sein muss. Ich würde
> das ja auf 2 oder gar 4 erhöhen, was dann bei 10 Widerständen in Reihe
> überhaupt kein Problem mehr darstellt.

Oder alle 10 Kondensatoren machen einen kurzen, weil sie alle beim
Transport zu sehr beleidigt werden...