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Sel(R)

Radebeul,
10.12.2019,
18:27
(editiert von Sel
am 10.12.2019 um 18:46)
 

Sicherheit beim Ringtransformator (Schaltungstechnik)

Hallo,

bin am Einbau meines fetten Ringkerntrafos (600VA/24V/Sedlbauer RSO 861206). Der Trafo kommt auf eine 5mm starke Aluplatte, welche gleichzeitig diverse siliziumhaltige Arbeitstiere kühlt. Als Gehäuse mache ich Sperrholz 12mm stark drumrum, oben mit fast ganzflächigem Ausschnitt, abgedeckt mit Alulochblech (da soll das bissel Wäre raus).

Ein Test unter voller Last (16A Strom bei gleichgerichteten 24V und ca. 14000µF Stützkondensatoren) ergab eine handwarme Alu-Montageplatte, der Trafo war nach 24 Stunden mit 32°C dabei. Gemessen mit Infrarotthermometer. Auch wenn ich das Lochblech oben am Gehäuse komplett abdecke mit Holz, wirds nur 5°C wärmer am Trafo. Ich mache mir also wegen dem Holzgehäuse keine Sorgen. Ach so, im Bastelzimmer hatte ich stolze 24°C, auch nächtens, also fast konstant. Und damit wirds auch im Sommer kaum viel höher gehen mit der Temperatur, sagen wir mal auf 30°C. Ich bastele mir noch den Versuchsaufbau zusammen, mit dem ich mein Trafogehäuse auf eine Umgebungstemperatur von 35°C bringen kann. Mal sehen was dann passiert. Eventuell ändere ich noch die Einbaulage. Fotos kommen auch noch...

Muß ich eigentlich für den Aufbau, also für mein Gerät insgesamt, einen Schutzleiter vorsehen? Oder reicht hier eine zweiadrige Netzzuleitung? Der Trafo versorgt ja lediglich eine 380-Watt-Heizung und bissel Steuerelektronik. Die Netzzuleitung wollte ich über eine Einschaltstrombegrenzung (zeitverzögertes Relais mit strombegrenzendem Widerstand) und Steuerleitung (Schwachstrom von Steuerelektronik, kleiner Printtrafo versorgt die Sache) einschalten, zweipolige Trennung und Netzsicherung. Zusätzlich wird die Temperatur des Trafos mittels eines auf die Wicklungen aufgeklebten Bimetallschalters 60°C überwacht und im thermischen Fehlerfall die Netzspannung direkt gekappt. Insgesamt funktioniert die Trafoeinheit ähnlich einem ferngesteuerten "Steckernetzteil". Ja, einen Schaltplan male ich auch noch...

Am Gerät selbst (wo die Heizung drin ist) soll nur Niederspannung sein. Dort ist auch alle Steuerelektronik. Letztendlich wird das Gerät ein etwas luxeriöser Wärmeschrank mit paar Zusatzfunktionen :-D Kann sein das am Wärmeschrank selbst (aber niemals am Trafogehäuse, das steht sicher) auch mal Wasser sein Unwesen treibt, das sehr hohe Luftfeuchtigkeit herrscht, auch Temperaturen bis so 75°C. Daher soll eben dort komplett alles Niederspannung sein. Einzigste Stelle mit Netzspannung ist das Trafogehäuse. Und eben diese Aluplatte untendran. Also, Schutzleiter an die Platte, ja oder nein?

Boah - viel Text! :-D :-D :-D

LG Sel

Edit:
Ein Datenblatt vom Trafo finde ich nicht, nur das:


--
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Ich bin ein Elektronikbastler, der nur durch Schmerzen begreift, was schlauere Leute im Forum an Wissen vermitteln können.

bigdie(R)

10.12.2019,
20:21

@ Sel

Sicherheit beim Ringtransformator

Die Frage beantwortet dir die Gefährdungsbeurteilung.
1. ist das Gehäuse Schutzisoliert, also gehen keine Leitfähigen Teile von innen nach Außen?
2. Sichere Trennung der Primärseite zur Sekundärseite.
Was passiert z.B. wenn am Relais oder beim Vorwiderstand ein Draht ab geht und der die Metallplatte oder das Lochblech berührt? oder hast du das durch zusätzliche Maßnahmen verhindert?
Sind alle Netzspannungsführenden Drähte doppelt isoliert. Ist der Trafo mit den Silikonteilen zwischen Blech und Trafo montiert?
All sowas muss man halt bedenken. Oftmals ist dann der PE die einfachere Lösung.

Altgeselle(R)

E-Mail

11.12.2019,
09:52
(editiert von Altgeselle
am 11.12.2019 um 09:53)


@ bigdie

Sicherheit beim Ringtransformator

» Die Frage beantwortet dir die Gefährdungsbeurteilung.
» 1. ist das Gehäuse Schutzisoliert, also gehen keine Leitfähigen Teile von
» innen nach Außen?
» 2. Sichere Trennung der Primärseite zur Sekundärseite.
» Was passiert z.B. wenn am Relais oder beim Vorwiderstand ein Draht ab geht
» und der die Metallplatte oder das Lochblech berührt? oder hast du das durch
» zusätzliche Maßnahmen verhindert?
» Sind alle Netzspannungsführenden Drähte doppelt isoliert. Ist der Trafo mit
» den Silikonteilen zwischen Blech und Trafo montiert?
» All sowas muss man halt bedenken. Oftmals ist dann der PE die einfachere
» Lösung.

Hallo,
das sehe ich auch so.
Es gibt Grenzen für die maximal zulässigen Ströme von Netzkabeln ohne Schutzleiter.
Wikipedia sagt:
https://de.wikipedia.org/wiki/Ger%C3%A4testecker#Tabellarische_%C3%9Cbersicht

Grüße
Altgeselle

Hartwig(R)

11.12.2019,
13:51

@ Altgeselle

Sicherheit beim Ringtransformator

» das sehe ich auch so.
» Es gibt Grenzen für die maximal zulässigen Ströme von Netzkabeln ohne
» Schutzleiter.
» Wikipedia sagt:
» https://de.wikipedia.org/wiki/Ger%C3%A4testecker#Tabellarische_%C3%9Cbersicht

Die Auflistung gilt für Gerätestecker, deshalb ist der Konturenstecker nicht enthalten, der darf bis 16A bentutzt werden, reicht also locker für Sel, selbst wenn er noch einen 1kVA Lüfter einbaut ;-)
Grüße
Hartwig

Altgeselle(R)

E-Mail

11.12.2019,
15:01

@ Hartwig

Sicherheit beim Ringtransformator

» » das sehe ich auch so.
» » Es gibt Grenzen für die maximal zulässigen Ströme von Netzkabeln ohne
» » Schutzleiter.
» » Wikipedia sagt:
» »
» https://de.wikipedia.org/wiki/Ger%C3%A4testecker#Tabellarische_%C3%9Cbersicht
»
» Die Auflistung gilt für Gerätestecker, deshalb ist der Konturenstecker
» nicht enthalten, der darf bis 16A bentutzt werden, reicht also locker für
» Sel, selbst wenn er noch einen 1kVA Lüfter einbaut ;-)
» Grüße
» Hartwig

Ich dachte an das "Euro-Kabel" (in der Tabelle C7 / C8). Bei einem 600VA Trafo
wird's mit 2,5A knapp...;-)
Grüße
Altgeselle

Sel(R)

Radebeul,
11.12.2019,
19:04

@ Altgeselle

Sicherheit beim Ringtransformator

Ich habe ja geschrieben, das das Netzteil getrennt vom Gerät aufgestellt und betrieben wird, zum Gerät geht nur Niederspannung. Der Trafo ist lt. Datenblatt für 4kV Isolation ausgelegt. Außen beim Trafo sind die Sekundärwicklungen, diese sind mit Plastik isoliert. Das liegt bei der Aluplatte an. Ich kann zusätzlich noch starke Folie unterlegen. Der Trafo ist komplett vergossen. Die Netzwicklung ist innen und der Innenraum des Trafos ist ausgegossen (vom Hersteller). Ein 8mm-Loch geht durch die Vergussmasse und damit schraube ich den Trafo mittels Gewindebolzen fest.

Insofern kann ich also auf einen Schutzkontakt verzichten. Das Netzkabel schließe ich fest an. Als Netzstecker wollte ich einen einfachen vergossenen Flachstecker haben. Leider scheiterts hier an der Strombelastbarkeit. Oder anders gesagt, ich traue den handelsüblichen Kabeln nicht. Steht zwar dran das diese Dinger 10 Ampere abkönnen... Beispiel: https://www.reichelt.de/netzkabel-konturenstecker-7-5-m-schw-offenes-ende-nkbk-h05vv-7m-p195625.html?&trstct=vrt_pdn
Na ja, dieses Kabel könnte ich jedenfalls verwenden.

Auf der Niederspannungsseite gehts von Buchse am Netzteil auf Stecker und Kabel zum Wärmeofen, welcher fest an diesem Kabel angeschlossen ist.

Hier noch ein Problem. Brauche eine zuverlässige Steckverbindung für 2x 25 Ampere DC 24 Volt (incl. Sicherheit) und gleichzeitig noch 5 Leitungen für Steuersignale (12 Volt DC bei max. 0,5 Ampere). Also eine 7polige Verbindung mit 2 Polen bei viel Strom. Gibts da gute Teile? Klar, eine Stromverbindung mittels Anhängerkupplung KFZ machts auch, sieht aber blöd aus.

LG Sel

--
******************************************
Ich bin ein Elektronikbastler, der nur durch Schmerzen begreift, was schlauere Leute im Forum an Wissen vermitteln können.

bigdie(R)

11.12.2019,
19:31

@ Sel

Sicherheit beim Ringtransformator

» Hier noch ein Problem. Brauche eine zuverlässige Steckverbindung für 2x 25
» Ampere DC 24 Volt (incl. Sicherheit) und gleichzeitig noch 5 Leitungen für
» Steuersignale (12 Volt DC bei max. 0,5 Ampere). Also eine 7polige
» Verbindung mit 2 Polen bei viel Strom. Gibts da gute Teile? Klar, eine
» Stromverbindung mittels Anhängerkupplung KFZ machts auch, sieht aber blöd
» aus.
»
» LG Sel
Naja in der Industrie gibt es dafür die Han Steckverbinder in zig Bauformen.
Für privat geht evtl auch dieser
https://www.neutrik.com/de/produkt/nlt8fx-bag
https://www.neutrik.com/de/produkt/nlt8mp-bag
8 Polig mit 40A Dauerstrom. Die 4-Poligen davon hab ich als Bordspannungsdose in meinem Mini Wohnmobil, weil mir die Zigarettenanzünder Dosen auf den Keks gingen.
Auch für 230V gibt es von der Firma etwas ähnliches, nennt sich Powercon. Hab ich auch am Auto weil die schön klein sind.

Wolfgang Horejsi(R)

12.12.2019,
03:38

@ Sel

Sicherheit beim Ringtransformator

» Insofern kann ich also auf einen Schutzkontakt verzichten. Das Netzkabel
» schließe ich fest an. Als Netzstecker wollte ich einen einfachen
» vergossenen Flachstecker haben. Leider scheiterts hier an der
» Strombelastbarkeit. Oder anders gesagt, ich traue den handelsüblichen
» Kabeln nicht. Steht zwar dran das diese Dinger 10 Ampere abkönnen...
» Beispiel:

Wo ist eigentlich das Problem, eine 4mm Schraube zu nehmen und damit den Schutzleiter am Blech zu befestigen, Dauert garantiert nicht so lange, wie eine Diskussion über die Notwendigkeit und kostet nur wenige Cent.

gast

12.12.2019,
06:37

@ Sel

SELV PELV FELF

Deine Überlegungen zu den elektrischen Schutzmaßnahmen sind das Betriebsmittel Heizung mit Kleinspannung zu betreiben.
Das ist schon mal eine Gute Idee. Die Kleinspannung darf maximal 50V AC oder 120V DC betragen - das passt.
Entscheidend ist nun mit welcher Güte wird die Kleinspannung erzeugt - mit deinem Ringkerntrafo.

Als Kleinspannung ist aber nur eine SELV oder PELF zulässig, wenn diese Kleinspannung gleichzeitig die Schutzmaßnahme ist.
Ich fürchte dein Trafo erzeugt aber nur eine FELV Spannung ist daher als Schutzmaßnahme für das Betriebsmittel Heizung nicht erlaubt.
https://de.wikipedia.org/wiki/Kleinspannung

Die Isolation auf der Kleinspannungsseite würde ich mal so ausführen wie bei der Anwendung von SELV gefordert ist.
Die Kleinspannung würde ich erden sowie mit einer exakt bemessenen Sicherung auszustatten und so zumindest eine Mindestsicherheit
zu erlangen. Wenn deine Quelle (=Ringkerntrafo) durch einen Isolationsdefekt plötzlich keine Kleinspannung mehr liefert
(weil es vermutlich kein Trafo mit sicherer elektrischen Trennung ist) würde die zu hohe Spannung
1.) durch die Isolation "gebändigt" werden
2.) im Fall eines Isolationsdefektes einen Erdschluss auslösen und das Schutzorgan beendet die Gefahr
3.) die 24V Heizung wird ja nicht von irgend jemanden in der Hand gehalten so dass man sich elektrisieren könnte

Sel(R)

Radebeul,
12.12.2019,
06:53

@ Wolfgang Horejsi

Sicherheit beim Ringtransformator

» Wo ist eigentlich das Problem, eine 4mm Schraube zu nehmen und damit den
» Schutzleiter am Blech zu befestigen, Dauert garantiert nicht so lange, wie
» eine Diskussion über die Notwendigkeit und kostet nur wenige Cent.

Ist wirklich nicht das Ding (zumindest im privaten Bereich). Aber zu wissen warum so eine Maßnahme sinnvoll ist, auch in diesem Fall, das ist so eine Diskussion schon wert.

LG Sel

--
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Sel(R)

Radebeul,
12.12.2019,
06:53

@ gast

SELV PELV FELF

Danke! Jetzt ist mir die Sache klar :-)

--
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Sel(R)

Radebeul,
12.12.2019,
06:54

@ bigdie

Sicherheit beim Ringtransformator

» » Hier noch ein Problem. Brauche eine zuverlässige Steckverbindung für 2x
» 25
» » Ampere DC 24 Volt (incl. Sicherheit) und gleichzeitig noch 5 Leitungen
» für
» » Steuersignale (12 Volt DC bei max. 0,5 Ampere). Also eine 7polige
» » Verbindung mit 2 Polen bei viel Strom. Gibts da gute Teile? Klar, eine
» » Stromverbindung mittels Anhängerkupplung KFZ machts auch, sieht aber
» blöd
» » aus.
» »
» » LG Sel
» Naja in der Industrie gibt es dafür die Han Steckverbinder in zig
» Bauformen.
» Für privat geht evtl auch dieser
» https://www.neutrik.com/de/produkt/nlt8fx-bag
» https://www.neutrik.com/de/produkt/nlt8mp-bag
» 8 Polig mit 40A Dauerstrom. Die 4-Poligen davon hab ich als
» Bordspannungsdose in meinem Mini Wohnmobil, weil mir die Zigarettenanzünder
» Dosen auf den Keks gingen.
» Auch für 230V gibt es von der Firma etwas ähnliches, nennt sich Powercon.
» Hab ich auch am Auto weil die schön klein sind.

Genau die habe ich gesucht. Klasse!

LG Sel

--
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Offroad GTI(R)

12.12.2019,
08:39
(editiert von Offroad GTI
am 12.12.2019 um 08:41)


@ Sel

Unterdimensionierter Trafo

» Hier noch ein Problem. Brauche eine zuverlässige Steckverbindung für 2x 25
» Ampere DC 24 Volt (incl. Sicherheit)
Wenn du 25A "echten" (also geglätteten) Gleichstrom willst, genügt dein 600VA Trafo nicht.

Von 2x25A ganz zu schweigen.

Die 16A aus deinem Feldversuch, entspechen da schon eher einem realistischen Dauerstrom.

bigdie(R)

12.12.2019,
15:38

@ Offroad GTI

Unterdimensionierter Trafo

» » Hier noch ein Problem. Brauche eine zuverlässige Steckverbindung für 2x
» 25
» » Ampere DC 24 Volt (incl. Sicherheit)
» Wenn du 25A "echten" (also geglätteten) Gleichstrom willst, genügt dein
» 600VA Trafo nicht.
»
» Von 2x25A ganz zu schweigen.
»
» Die 16A aus deinem Feldversuch, entspechen da schon eher einem
» realistischen Dauerstrom.
Für eine Heizung wird der den eigentlich nicht glätten müssen. ohne Stabilisierung bräuchte er sonst auch eher 18 oder 19V Sekundärspannung.

Offroad GTI(R)

12.12.2019,
17:42

@ bigdie

Unterdimensionierter Trafo

» Für eine Heizung wird der den eigentlich nicht glätten müssen.
Nicht mal gleichrichten, hat er aber so geschrieben, daher der Einwand.

bigdie(R)

12.12.2019,
19:25

@ Offroad GTI

Unterdimensionierter Trafo

» » Für eine Heizung wird der den eigentlich nicht glätten müssen.
» Nicht mal gleichrichten, hat er aber so geschrieben, daher der Einwand.
Naja Gleichrichten macht sich besser, wenn du den Strom z.B. per Mosfet steuern willst.