Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Messungen am Netz


von R. F. (rfr)


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Hallo allerseits,

ich habe folgendes Problem:

Ich möchte gerne die Netzspannung darstellbar machen. Dieses soll zum 
Test von Ausgangssignalen von Wechselrichtern dienen, aber auch der 
Beurteilung von Störungen aus dem Netz. Leider kann mein Oszi nur ca 40V 
Eingangsspannung verkraften, ausserdem ist mir der Gedanke an Messungen 
im Netz sehr suspekt, solange ich diese selbst machen muss.

Zur Abhilfe habe ich dann folgende Überlegung angestellt:

-) Das Filter muss die Spannung herabsetzen auf verträgliche Werte.
-) Das Filter muss einen Frequenzgang ab 100 Hz haben.
-) Obereres Ende des Frequenzganges ist ca 50 MHz.
-) Eine Sicherung durch Strombegrenzung oder galvanische Trennung ist 
erforderlich.

Die weiterführenden Überlegungen sind im der anhängenden Darstellung 
sichtbar. Für alle Varianten gilt:

-) Die eine der Spannungsquellen ist eine Quellle mit U = Û * sin ( 
2*pi*f*t) und û = 350 V.

-) Die andere ist die Quelle der Störung, sie kann frei definiert 
werden.

Folgende Fragen habe ich hierzu:

Allgemein:

Welcher Strom soll fliessen? Bei einer Störanalyse habe ich einige mA 
für ausreichend gehalten, bei einem Wechselrichter ist aber auch ein 
Test unter Leistung sinnvoll.

Zu Schaltungen:
-) wie dimensioniere ich die einzelnen Bauelemente hinsichtlich des 
Frequenzganges?
-) Wie sind die Kondensatoren zu dimensionieren, reicht eine Spannung 
von 400 V aus?
-) wie dimensioniert sich die Spule? Ich habe hier einige Kerne von 
Zeilentrafos herumliegen, aber   auch zB Ft114-43. Ich brauche die 
Induktivitäten primär und sekundär.

-) Gibt es HV-Anforderungen an die Widerstände?

So, fürs erste war es das, ich werde aber uU noch Fragen haben.

Mir sind die Sicherheitsrichtlinien der Elektrik bekannt, wenn ich 
Fragen zum Personenschutz habe, werde ich diese
auch hier stellen.

Gruss

Robert

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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R. F. schrieb:
> Ich möchte gerne die Netzspannung darstellbar machen.
Nimm einen galvanisch getrennten Hochspannungstastkopf.
https://de.rs-online.com/web/p/oszilloskop-tastkopfe/5126438
https://de.rs-online.com/web/p/oszilloskop-tastkopfe/2241225
Oder dort ab Seite 22:
https://scdn.rohde-schwarz.com/ur/pws/dl_downloads/dl_common_library/dl_brochures_and_datasheets/pdf_1/Tastkoepfe_und_Zubehoer_bro_de_3606-8866-11_v1301.pdf

> Zur Abhilfe habe ich dann folgende Überlegung angestellt:
Was ist denn das eigentliche Problem?

: Bearbeitet durch Moderator
von Ralph B. (rberres)


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R. F. schrieb:
> Das Filter muss einen Frequenzgang ab 100 Hz haben.

Das ist unrealistisch. Ab Norm wird erst ab 9KHz gefordert.

google mal nach Netznachbildung

hier hat wohl jemand mal sowas selbst gebaut.
http://www.dl2khp.de/projekte/netznachbildung.html

Ralph Berres

von R. F. (rfr)


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Lothar M. schrieb:
> Was ist denn das eigentliche Problem?

Ich möchte gerne die Netzspannung darstellbar machen. Dieses soll zum
Test von Ausgangssignalen von Wechselrichtern dienen, aber auch der
Beurteilung von Störungen aus dem Netz.

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Ralph B. schrieb:
>> Das Filter muss einen Frequenzgang ab 100 Hz haben.
>
> Das ist unrealistisch. Ab Norm wird erst ab 9KHz gefordert.

noch bzw. nein...

50Hz-2kHz sind Harmonics Grenzwerte ja schon da.

2-9kHz kommt als nächste Schritt nach 9-150kHz.

Damit hast du demnächst 100Hz-2kHz mit Harmonics und dann 2kHz-30MHz 
fast wie gehabt an der LISN.

Das mit den HV Tastköpfen ist übrigens die richtige Richtung!
Habe ich schon einmal ausprobiert.

BTW bei einem halbwegs aktuellen WR wirst du am Netz praktisch keine 
Störungen sehen.

73

: Bearbeitet durch User
von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Ralph B. schrieb:
> hier hat wohl jemand mal sowas selbst gebaut.
> http://www.dl2khp.de/projekte/netznachbildung.html


Puhh, das würde ich so nicht unterschreiben, dass das passt...
Du musst von ca. 1Mhz bis 30MHz 50Ohm zusammen bekommen. Dafür fehlt da 
die 50µH Induktivität...

https://en.wikipedia.org/wiki/Line_Impedance_Stabilization_Network

Die gezeigte Schaltung ist schon besser. Es fehlt aber noch eine 
Entkopplung von Netz. Ansonsten passts unter 150kHz nicht mehr.

Ich hab sowas in sauber designed (also von 9kHz-30MHz)... das ist aber 
noch nicht fertig dokumentiert.

Ansonsten gibt's von tekbox auch eine LISN mit Schaltplan...

73

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Lustige Anforderungen. Glaube da bleibt nur das Signal mit einem 
schnellen DSP zu digitalisieren und den Filter damit digital zu 
realisieren. Oder gehts am Ende sowieso wieder nur um FFT? Dann evtl. 
gleich ein passendes Specki nehmen.

Nicht vergessen, die Wechselrichter unter verschiedenen Lastbedingungen 
zu testen. Da kommt dann auch die Frage mit oder ohne Ausgangsfilter? 
Ohne hast Du natürlich die ganze PWM mit auf der Leitung.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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R. F. schrieb:
> Ich möchte gerne die Netzspannung darstellbar machen.
Worauf soll diese Darstellung erfolgen? Was hat dieses ominöse "Filter" 
damit zu tun? Und wie mischt da der "Leistungstest" mit rein? Ich 
kapiers nicht, da wird mir zu viel auf einmal vermischt...

von R. F. (rfr)


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Ein Tastkopf der gezeigten Art ist nicht finanzierbar. Das ist auch ein 
Grund, was eigenes zu fertigen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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R. F. schrieb:
> Ein Tastkopf der gezeigten Art ist nicht finanzierbar.
Man lebt nur einmal. Leben ist im Grunde eigentlich unbezahlbar. 
Besonders das eigene...

Ich wollte dir nur einen Tipp geben, wie du halbwegs sicher stellen 
kannst, dass du möglichst lange Freude am Leben hast.

> Ein Tastkopf der gezeigten Art ist nicht finanzierbar.
Such billigere. Ich habe nach kürzseter Zeit schon mal die gefunden:
https://www.amazon.de/Micsig-DP10013-Differential-Attenuation-Tektronix/dp/B074K4XPW3/ref=sr_1_1?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&dchild=1&keywords=differential+probe&qid=1600695678&quartzVehicle=36-1246&replacementKeywords=differential&sr=8-1

> Das ist auch ein Grund, was eigenes zu fertigen.
Ja, das sieht man. Was meinst du, warum die Dinger so viel kosten? Weil 
die jeder aus seiner Grabbelkiste mit ein paar alten Zeilentrafos 
nachbauen kann?

BTW: denk an meine Worte, wenn dein Oszi beim Umklemmen am Testaufbau 
auf einmal den magischen Rauch ausstößt.

: Bearbeitet durch Moderator
von Karl H. (Gast)


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R. F. schrieb:
> Ich möchte gerne die Netzspannung darstellbar machen.

Bei Frequenzumrichter messen denke ich an Gossen Metrawatt Energy

https://www.youtube.com/watch?v=BEuls6zXFas

Beitrag #6413048 wurde von einem Moderator gelöscht.
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Beitrag #6413050 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6413051 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Karl H. (Gast)


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In letzter Zeit werden hier aber viele Antworten gelöscht.

von Egon D. (Gast)


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R. F. schrieb:

> Ich möchte gerne die Netzspannung darstellbar machen.
> Dieses soll zum Test von Ausgangssignalen von
> Wechselrichtern dienen, aber auch der Beurteilung von
> Störungen aus dem Netz. Leider kann mein Oszi nur
> ca 40V Eingangsspannung verkraften,

Dazu verwende ich einen üblichen 10:1-Teilertastkopf,
den man für ca. 25 Euro bei der ehemals eingetragenen
Kauffrau erwerben kann.


> ausserdem ist mir der Gedanke an Messungen im Netz
> sehr suspekt, solange ich diese selbst machen muss.

Das ist nicht gut; irrationale Vorbehalte verleiten
einen dazu, viel Energie in das Lösen von Problemen
zu investieren, die sich überhaupt nicht stellen.

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Egon D. schrieb:
> Dazu verwende ich einen üblichen 10:1-Teilertastkopf,

Damit siehst du am Netz aber die Spannung gegenüber PE.

Das kann jetzt gewünscht sein - muss es aber nicht.

Masse an N und das Scope an den Trenntrafo würde ich nicht unbedingt 
empfehlen... auch wenn's prinzipiell geht.

"Störungen aus dem Netz beurteilen", wie es ganz oben stand,  würde für 
mich heißen CM und DM zu trennen und zu bewerten.

Das geht mit simplen Tastköpfen und etwas Software (entweder im Scope 
mit Math Funktionen oder halt im Postprocessing am PC) zugegebenermaßen 
schon - man sollte aber doch erst einmal sagen was man wirklich tun 
will.

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von Egon D. (Gast)


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Hans W. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Dazu verwende ich einen üblichen 10:1-Teilertastkopf,
>
> Damit siehst du am Netz aber die Spannung gegenüber PE.

Natürlich. Logo.


> Das kann jetzt gewünscht sein - muss es aber nicht.
> [...]
> [...] man sollte aber doch erst einmal sagen was man
> wirklich tun will.

Eben.
Ich hatte primär das Gefühl, den TO plagt eine irrationale
Angst vor der Netzspannung. Man soll vorsichtig sein, sich
informieren und im Zweifelsfalle lieber einmal mehr als
einmal zu wenig nachfragen -- das ist alles richtig. Dazu
gehört auch, eben nicht einfach den Schutzleiter abzuknipsen
oder an der falschen Stelle einen Trenntrafo zu verwenden.

Aber warum man für 230V nicht einfach einen bis 600V
geeigneten Teilertastkopf verwenden sollte, das erschließt
sich mir nicht so recht. Notfalls gibt's auch 1:100-Teiler,
die bis 2'500V vertragen.

Beitrag #6415185 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6415200 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6415226 wurde von einem Moderator gelöscht.
von R. F. (rfr)


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Egon D. schrieb:
> Eben.
> Ich hatte primär das Gefühl, den TO plagt eine irrationale
> Angst vor der Netzspannung.

Ganz so schlimm ist es nicht, aber eine gewisse Vorsicht ist nicht Fehl 
am Platze. Ich will Wechselrichter unter Last betreiben und eine 
Sichtung des Ausgangssignales vornehmen. Das Oszilloskop ist ein Uni-T, 
es kann bis 40 V ertragen.

Derzeit brauche ich 300 W Verlustleistung, ich muss also entsprechende 
Widerstände schalten, uU sogar per Relais. Weitere Anwendung soll sein, 
das Netz zu beobachten, zB hinsichtlich des Verhaltens von 
Rundsteueranlagen,




> Aber warum man für 230V nicht einfach einen bis 600V
> geeigneten Teilertastkopf verwenden sollte, das erschließt
> sich mir nicht so recht. Notfalls gibt's auch 1:100-Teiler,
> die bis 2'500V vertragen.

Ein Widerstandsteiler reicht aber doch auch, wenn 
Sicherheitswirerständer verwendet werden?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Karl H. schrieb:
> In letzter Zeit werden hier aber viele Antworten gelöscht.
Das war
a) die Werbung einer Firma aus Shenzen und
b) der Post eines Troll und die Reaktionen darauf.

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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R. F. schrieb:
> Weitere Anwendung soll sein, das Netz zu beobachten, zB hinsichtlich des
> Verhaltens von Rundsteueranlagen,

Dann hilft dir das alles nix.

Vor allem pv Wechselrichter haben fette EMV Filter.
Damit machen sie alle Störer (also das rundsteuer signal) "platt".

Du musst dir auch die Ströme anschauen. Alles was nicht 50Hz ist wird 
von allem das nach den Regel der Kunst gebaut ist kurzgeschlossen.

Ich hab sowas jahrelang vermessen und bin da auch in der akuellen 
Normenentwicklung involviert.

Glaub mir, direkt am Netz kannst du da garnix bewerten. Da steckst du 
einen 2kW Heizstrahler an und die Impedanz hat sich soweit geändert, 
dass du garnix mehr vergleichen kannst.

73

von Egon D. (Gast)


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R. F. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Eben.
>> Ich hatte primär das Gefühl, den TO plagt eine irrationale
>> Angst vor der Netzspannung.
>
> Ganz so schlimm ist es nicht, aber eine gewisse Vorsicht
> ist nicht Fehl am Platze.

Auf jeden Fall. Veränderungen an der Anlage unter Spannung
sind verboten; die fünf Sicherheitsregeln sind einzuhalten
(--> VDE).

Damit ist man schon ganz gut dabei.


> Ich will Wechselrichter unter Last betreiben und eine
> Sichtung des Ausgangssignales vornehmen. Das Oszilloskop
> ist ein Uni-T, es kann bis 40 V ertragen.

Okay... da sehe ich mit einem Teilertastkopf keine
Probleme. Die 20 bzw. 40 Euro sollte einem das eigene
Leben schon Wert sein.


> Derzeit brauche ich 300 W Verlustleistung, ich muss
> also entsprechende Widerstände schalten, uU sogar per
> Relais.

Das ist sicher WESENTLICH vernünftiger, als kampfbastler-
mäßig unter Spannung umzuklemmen ;-)


>> Aber warum man für 230V nicht einfach einen bis 600V
>> geeigneten Teilertastkopf verwenden sollte, das erschließt
>> sich mir nicht so recht. Notfalls gibt's auch 1:100-Teiler,
>> die bis 2'500V vertragen.
>
> Ein Widerstandsteiler reicht aber doch auch, wenn
> Sicherheitswirerständer verwendet werden?

Kann sein; dazu stecke ich nicht tief genug in der Materie,
und ich will unbeabsichtigter Selbsttötung keinen Vorschub
leisten ;)
Wenn wir von zwei oder drei Messstellen reden, würde ich
normale Teilertastköpfe verwenden. So absurd teuer sind
die nicht.

von Michael (Gast)


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Die Ausgänge eines Umrichters anzuschauen ist aber höchsten zu 
Studienzwecken sinnvoll. Da siehst du nicht viel, bzw. viel zu viel. Und 
bitte nur mit Differentialtastkopf. Sowas wie TT-SI51 ist das Minimum an 
Spannungsfestigkeit. Das sind sehr große Amplituden und die wirksame 
Spannung ist nicht auf PE bezogen. Außerdem ist eigentlich nur der Strom 
interessant, weil induktive Lasten.
Eingangsseitig wurde ja schon gesagt, das eine Netznachbildung 
sinnvoller ist, es sei denn du willst die Steckernetzteile deiner 
Nachbarn zählen. Unter 9kHz wird es dann sportlich, weil Du erstmal die 
50Hz hinreichend unterdrücken mußt. Und das bitte nicht mit Teilen aus 
der Bastelkiste.

von Michael (Gast)


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ja, ich hab es gemerkt. Sorry

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