Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik GFCI / RCD - 50 Hz / 60 Hz


von Patrick B. (pbeck)


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Hallo,

mich beschäftigt aktuell eine Frage die ich mir nicht so einfach 
beantworten kann und vielleicht habt ihr hier eine Idee.

Für eine Maschine die in die USA geht führe ich aktuell eine 
Maschineninbetriebnahme durch. Dort wird ein GFCI (RCD in den USA) Class 
A (4-6 mA) an einem 120V Trafo an unserem üblichen 50 Hz Netz betrieben. 
Der GFCI löst unregelmäßig aus. Eine Fehlerstrommesszange zeigt ca. 1,3 
mA an und sollte damit unterhalb der Auslöseschwelle sein.

Nach Rückfrage beim Hersteller meinte er das der GFCI nur für eine 
Frequenz von 60 Hz ausgelegt ist.

Nach meinem Verständnis eines Summenstromwandlers sollte bei gleichem 
Strom im Hin- und Rückleiter auch bei unterschiedlichen Frequenzen keine 
Auslösung erfolgen.

Wo spielt denn da die Frequenz genau rein?

Vielen Dank bereits vorab.

Grüße Patrick

von H. H. (hhinz)


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Patrick B. schrieb:
> Wo spielt denn da die Frequenz genau rein?

Bei den alternativen Fakten.

von Patrick B. (pbeck)


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Hallo hhinz,

anbei noch ein Auszug von einem GFCI-Hersteller. Hubbel hat die gleiche 
Aussage per Mail getätigt.

https://www.graceport.com/en/help/are-graceport-gfci-outlets-able-to-use-50hz-frequency

A: No, Graceport GFCIs are rated for 60Hz frequency.

Falls es nichts technisches ist könnte es natürlich auch nur eine 
Zertifizierung sein.

Grüße Patrick

von H. H. (hhinz)


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Patrick B. schrieb:
> A: No, Graceport GFCIs are rated for 60Hz frequency.
>
> Falls es nichts technisches ist könnte es natürlich auch nur eine
> Zertifizierung sein.

Genau das hat man geschrieben. Auf die eigentliche Frage wurde nicht 
eingegangen.

von Stefan K. (stk)


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Entsprechen die amerikanischen GFCIs unseren FIs im Aufbau?
In der englischsprachigen Wikipedia finde ich die folegende Aussage 
wonach die meisten GFCIs heutzutage aktive Elektronik enthalten:

"Some early RCDs were entirely electromechanical and relied on finely 
balanced sprung over-centre mechanisms driven directly from the current 
transformer. As these are hard to manufacture to the required accuracy 
and prone to drift in sensitivity both from pivot wear and lubricant 
dry-out, the electronically-amplified type with a more robust solenoid 
part as illustrated are now dominant."

https://en.wikipedia.org/wiki/Residual-current_device

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Stefan K. schrieb:
> Entsprechen die amerikanischen GFCIs unseren FIs im Aufbau?

Nein.


> In der englischsprachigen Wikipedia finde ich die folegende Aussage
> wonach die meisten GFCIs heutzutage aktive Elektronik enthalten:

Das ist richtig, aber die läuft auch bei 50 Hz.

von Klaus F. (klaus27f)


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Eigentlich sollte so ein "GFCI" auch eine exakte Typenbezeichnung und 
einen Hersteller haben, und mit den Infos ein Datenblatt auffindbar 
sein.
Und genau dort sollte drinstehen was der nutzbare Frequenzbereich ist.
Falls Datenblatt nicht veröffentlicht, vielleicht beim Hersteller 
freundlich anfragen.
Notfalls das Gerät durch es "besseres" ersetzen.

von H. H. (hhinz)


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Das Maschine soll doch ins gelobte Land der 60Hz exportiert werden. Ein 
FI ohne UL kommt da weniger gut.

von Patrick B. (pbeck)


Angehängte Dateien:

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Hallo,

danke bereits für eure Antworten. Anbei mal noch ein Datenblatt.

Das das Gerät für den Betrieb hier in DE nicht gedacht ist, ist klar.

Grüße Patrick

von Torsten B. (butterbrotstern)


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GFCI = Ground Fault Circuit Interrupter
https://en.wikipedia.org/wiki/GFCI  wird redirected auf
https://en.wikipedia.org/wiki/Residual-current_device

> Eine Fehlerstrommesszange zeigt ca. 1,3 mA an und sollte
> damit unterhalb der Auslöseschwelle sein.
Ich würde mal mit einer CurrentProbe den Gnd-Strom oszillografieren.
Spikes?  HF?
Was hängt den als Last alles dran?  Frequenzumrichter?
Dann wundert mich nichts.

> Dort wird ein GFCI (RCD in den USA) Class A (4-6 mA)
In einer Industrie-Umgebung? Woher stammt diese Forderung?
Da würd ich was unempfindlicheres einbauen.

von Patrick B. (pbeck)


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Den Strom mit einem Oszilloskop aufzuzeichnen ist eine gute Idee.

Die Last ist ein Messgerät. In einer CE-Anlage gibt es den RCD nicht.

Tatsächlich ist es nicht ganz so einfach UL-Konforme Maschinen in Europa 
zu bauen. Solche GFCI ermöglichen bei nicht zugelassenen UL-Geräten 
Ausnahmen zu definieren (hier z. B. in Kombination mit einem UL 
recognized Netzteil). Ist eine von vielen Möglichkeiten.

Ich hatte vor der Antwort von hhinz noch die Vermutung das womöglich der 
GFCI bei 60 Hz anders funktioniert und ich es nur nicht verstanden hatte 
:)

Dadurch habe ich ein paar Ansätze mehr die ich untersuchen kann - 
Störungen, Verhalten des Messgeräts, etc.

Grüße Patrick

von H. H. (hhinz)


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Weshab so ein empfindlicher RCD?

Und ist das Netz nach Trafo überhaupt geerdet?

von Patrick B. (pbeck)


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Der Trafo ist sekundärseitig geerdet.

Die Empfindlichkeit des GFCI zu ändern liegt auch im möglichen.

Werde heute den GFCI mal ohne Last betreiben. Mal schauen ob er dann 
auch auslöst.

Grüße Patrick

von Patrick B. (pbeck)


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Hallo,

die Eingangsfrage kann ich nun mit großer Sicherheit beantworten:

Der verwendete GFCI hat keine Frequenzabhängigkeit.

Er hat nicht ausgelöst als er ohne Last betrieben wurde. Mittlerweile 
gibt es auch eine Konstellation die ihn mit Last nicht auslösen lässt. 
Dazu muss ich aber noch ein wenig die Umgebung beschreiben. Soweit hatte 
ich bisher nicht ausgeholt, aber die Diskussion führt ein wenig in diese 
Richtung.

Der GFCI versorgt ein Messgerät. Das Netzteil dieses Messgeräts hat 
einen eingebauten Netzfilter. Der GFCI hängt hinter einer 120V USV die 
von einem 120V Trafo versorgt wird. Wird der GFCI nun direkt vom Trafo 
und nicht von der USV versorgt, löst er nicht aus.

Am USV Ausgang hängen aktuell diverse Geräte wie PCs, Switche, PLCs. Die 
USV ist im Grunde nur dafür da Netzschwankungen auszugleichen.

Die Suche geht also in die Richtung gegenseitige Beeinflussung :)

Grüße Patrick

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