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Grundsatzfragen bzgl. Erde/Masse an Verstärkergehäuse (Elektronik)

verfasst von ElkoM, 27.03.2022, 20:51 Uhr

» Hallo,
» wenn man ein Gerät selber baut, welches an das Netz angeschlossen werden
» soll, muss man sich bei der Konstruktion zunächst für eine "Schutzklasse"
» entscheiden. VDE-Vorschriften lesen ist langweilig, deswegen versuche ich
» hier eine Kurzversion:
» Für dein Gerät kommt Schutzklasse 1 oder Schutzklasse 2 infrage.
» Schutzklasse 1 wählt man üblicherweise, wenn das Gerät ein von außen
» berührbares Metallgehäuse hat. Dann muss der Schutzleiter (PE, der
» grün/gelbe Draht) an das Gehäuse angeschlossen sein.
» Schutzklasse 2 wählt an, wenn außen keine leitenden Teile vorhanden und die
» inneren leitende Teile auf eine bestimmte Weise isoliert sind. (Das ist
» wohl bei deiner Orgel der Fall). Dann ist kein Schutzleiteranschluss
» erforderlich.
»
» Im Gerät wird ein Netztrafo zusammen mit anderen Bauteilen verbaut sein,
» welche die 300V erzeugen. Bei Schutzklasse 1 muss man einen Punkt der
» Sekundärspannung (üblich: den Minuspol) mit PE verbinden. Dann muss der
» Netztrafo geringere Anforderungen erfüllen, weil bei einem
» Isolationsschaden der Ableitstrom über PE fließt und dann der "FI"
» auslöst.
» Nachteil: Bei asymmetrischen NF-Verbindungen zu anderen Geräten kann es zu
» Brummschleifen kommen, weil die Masse der Geräte über zwei Wege verbunden
» sind.
» Bei symmetrischen Verbindungen tritt das Problem nicht auf. Aber die
» meisten Geräte besitzen aus Kostengründen asymmetrische Anschlüsse.
» Also wähle Schutzklasse 2 und nimm einen geeigneten Netztrafo. Solche
» Trafos sind oft
» mit eine Symbol (zwei Quadrate ineinander) gekennzeichnet. Verbinde den
» Minuspol der
» Versorgunsgspannung nicht mit PE. Sorge für einen korrekten Aufbau, welcher
» eine
» Isolationsprüfspannung von mindestens 2500 VAC aushält. Lasse das am
» fertigen Gerät prüfen.
»
» Grüße
» Altgeselle

Ich hätte eine Frage , Wie kommt man auf eine Isolationsprüfspannung von 2500 V Wechselspannung ?

Hier ein sinngemäßer Auszug aus der DGUV V3:

Isolationswiderstand messen nach DGUV Vorschrift 3
Unter Isolationswiderstand versteht man den ohmschen Widerstandsanteil zwischen elektrischen Leitern untereinander beziehungsweise gegenüber dem Erdpotential. Da es keinen idealen Isolator gibt, bildet jede Isolierung auch einen ohmschen Widerstand, dessen Wert zwar sehr hoch sein kann, aber trotzdem immer endlich ist. Der Isolationswiderstand wird bei ortsveränderlichen Geräten mit einer Spannung von 500 V gemessen. Um kapazitive und induktive Einflüsse auszuschließen, muss Gleichspannung zum Messen verwendet werden. Für den Isolationswiderstand gelten folgende Grenzwerte: Der Widerstand muss für Geräte der Schutzklasse 1 größer als 1,0 MΩ sein. Für die Schutzklasse 2 sind Widerstände > 2,0 MΩ und für die Schutzklasse 3 Widerstände > 0,25 MΩ vorgeschrieben.

Ich habe mal Scherzes halber den Ableitstrom einer etwas dickeren Endstufe Schutzklasse 2 am Blechgehäuse gegen Erde gemessen.
Es es floss ein Strom von knapp 160 uA. Bei Berührung nimmt man ein leichtes "Kribbeln" wahr oder kann sogar einen Phasenprüfer leicht zum Glimmen bringen.
Die Spannung betrug dabei ca 100 V (hochohmiger Spannungsmesser). Rechnet man sich den Widerstand aus, so kommt man auf R=U/I = 625kOhm
Heißt, Gerät durchgefallen, ab in den Mülleimer !? Schutzklasse 2 gefordert Riso > 2 MOhm.
Selbes Gerät mit einem Isolationsmessgerät mit 1000 V DC, wohlgemerkt Gleichspannung durchgemessen Außenleiter zum Gehäuse,
Ergebnis bei allen Messungen Riso > 5 GigaOhm.
Jetzt versteht man auch, warum da steht; "Um kapazitive und induktive Einflüsse auszuschließen"
Rechnet man sich mit dem Betrag der vorhergehenden Messung die Kapazität aus , so kommt man mit /Zc/=1/(w*C), für C auf eine Kapazität von ca. 5,1 nF
zwischen Außenleiter und Gehäuse. Da gefordert wird, dass der Ableitstrom kleiner 0,5mA (bzw.kleiner 0,25mA) sein soll, ist diese Endstufe mit ihren
0,16mA Ableitstrom vollkommen in Ordnung. Es gibt bei Transformatoren immer eine parasitäre kapazitive Kopplung ! Die bekommt man leider auch nicht weg
und stellt insbesondere die Medizintechnik vor große Herausforderungen bei der Netzteilkonstruktion, da dort die Ableitströme der Geräte teilweise nur 10uA betragen dürfen.
Viele Grüße Elko