Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Potentialfrei vs geerdete Spannung für LED Stripe


von Electro (Gast)


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Hi.

Ich wollte mal fragen, was die vor- und Nachteile einer Potentialfreien 
gegenüber einer geerdeten Netzteilausgangsspannung ist.

Ich habe 12V Schaltnetzteile für LED Stripes, deren Sekundärseite über 
einen Kondensator mit der Primärseite verbinden ist. Der Kondensator 
liegt zwischen - und N. Wird das Netzteil nicht fest angeschlossen, 
sondern mit Stecker ausgestattet, könnte er auch zwischen Phase und - 
liegen.

Ist die Ausgangsspannung potentialfrei, und der Kondensator schlägt 
durch, oder es sammelt sich Feuchtigkeit auf der Platine, dann kann am 
Ausgang und damit auf den LED Stripes 230V anliegen. Ein Schutz kann nur 
durch einen funktionsfähigen FI sichergestellt werden.

Klemmt man bei der Ausgangsspannung die Erde an, kann das nicht 
passieren. Spannungsdurchschläge werden abgeleitet, sofern die Erdung 
richtig angelossen und nicht unterbrochen ist.

Außerdem kann sich bei geerdeter Ausgangsspannung keine statische 
Aufladung (z.B. durch kapazitive Kopplung mit 230V Leitungen) bilden.

Dann stellt sich noch die Frage, falls man PE anschließt, ob man ihn 
besser auf + oder - anklemmt.

Also, was würdet ihr machen? Kennt ihr noch weitere Pro und Contras für 
bzw gegen die möglichen Varianten

von Paul K. (paul_k)


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Electro schrieb:
> deren Sekundärseite über
> einen Kondensator mit der Primärseite verbinden ist.

Wer macht denn so einen Mist?

von Peter D. (pdiener) Benutzerseite


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Das ist ganz üblich bei Schaltnetzteilen mit potentialfreiem Ausgang. So 
gut wie jedes Steckernetzteil hat diesen Kondensator. Dieser führt die 
kapazitiv durch den Trafo durchgekoppelten HF-Ströme ab, so dass kein 
gefährlicher Berührstrom am Ausgang fließen kann.

Der Kondensator muss eine Bauartzulassung für den Betrieb zwischen Phase 
und berührbaren Teilen haben.

Netzteile mit Schutzklasse I, also welche mit Erdungsanschluss, haben 
den Kondensator normal von der Masse des Ausgangs gegen Erde. Dazu ist 
dann ein entsprechendes Netzfilter notwendig, das den HF-Strom, der von 
diesem Kondensator auf Erde geleitet wird auf die Betriebsleiter 
ableitet. Ansonsten würde der hochfrequente Strom durch den Schutzleiter 
der Netzleitung fließen bis zur PEN-Schiene und dann über den 
Neutralleiter zurück zum Gerät.

Eine Erdung des Ausgangs kann man vornehmen um die 50 Hz Berührstrome am 
Ausgang zu vermeiden. Üblicherweise wird dort geerdet, wo auch der 
Kondensator angeschlossen ist, als in diesem Fall an Minus.

Für den Normalbetrieb ist das ein Vorteil. Nachteilig ist, dass die 
Schutzklasse dann nicht mehr II, sondern I ist. Das bedeutet, man hat 
ein Gerät, das direkt mit dem PE des Energieversorgungsnetzes verbunden 
ist. Liegt dort ein Installationsfehler vor, ist der eventuell 
berührbare Netzteilausgang eben direkt mit dieser Fehlerstelle 
verbunden, kann also potentiell an Phase liegen. Das ist nicht für alle 
Einsatzorte zulässig.

Grüße,

Peter

von Electro (Gast)


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Danke für die ausführliche Erklärung.

Sollte man die Ausgangsseite erden oder ehr nicht und drauf vertrauen, 
das Netzteil nie durch schlägt.
Das Ganze ist für die Küchenzeilenbeleuchtung.

von Peter D. (pdiener) Benutzerseite


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Zunächtmal ist davon auszugehen, dass fertige käuflich zu erwerbende 
Geräte so auch zulässig sind. Demnach ist also wohl keine Änderung 
notwendig.

In der Küche gibt es in diesem Einsatzbereich zwei wesentliche Gefahren:

1. Wasser. Sprich die LEDs können in einem Feuchtraum montiert sein.

2. Staub, Fett usw. das sich im Netzteil ablagern kann und zum 
Durchschlag führen kann.

Letzteres spricht dafür, das Netzeil entweder in eine staubdichte Box zu 
bauen, wobei die Abwärme abgeführt werden muss. Oder den Ausgang zu 
erden. Grundsätzlich muss das Netzteil für den Verschmutzungsgrad gebaut 
sein (IP-Schutzart). Ich würde alles, was direktem Dampf über einer 
Kochstelle ausgesetzt ist, mindestens in IP65 auslegen, also staubdicht. 
Wenn die Schutzart vom Netzeil nicht reicht, muss man mit einem 
geeigneten Gehäuse "nachhelfen". Die erforderliche Schutzart kann auch 
höher sein, z.B. in Industrieküchen mit Dampfeinrichtungen. Wenn eine 
Leiterplatte in einer Küche nicht staubgeschützt ist, muss man davon 
ausgehen, dass nach einigen Jahren Betrieb ein Durchschlag wegen Staub 
wahrscheinlich wird.


Jetzt kommt die erstgenannte Gefahr mit ins Spiel. Wasser. Wenn sich die 
LEDs in einem Feuchtraum befinden, also z.B. in Spritzreichweite von 
einem Wasserhahn, an einer Kochstelle etc., kann es sein, dass 
Schutzklasse II vorgeschrieben ist. Dann darf man nicht erden. Das hängt 
aber auch davon ab, wie die LEDs selbst gegen Berühren geschützt sind. 
Genau hab ich das auch nicht im Kopf, verbindlich nachzulesen ist das in 
der DIN VDE 0100. Vom VDE-Verlag gibt es auch Bücher, die die Normen 
erläutern.

So pauschal kann man die Frage also nicht beantworten. Sicher ist, dass 
man die entsprechende Änderung oder Installation nur mit entsprechender 
Fachkenntnis vornehmen darf, d.h. wenn man eine entsprechende Ausbildung 
besitzt und sich in die Normen einließt. Und für die Variante, für die 
man sich entschieden hat, muss man im Fehlerfall eben auch geradestehen.

Grüße,

Peter

von Electro (Gast)


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Also ich habs jetzt so gemacht:

Netzteilspannung geerdet, die Lampengehäuse aber Schutzklasse2, also 
ungeerdet. Außerdem wird ja Funktionskleinspannung verwendet(12V). PE 
ist in Ordnung und FI ist ebenfalls vorhanden. Also sollte es schon 
recht sicher sein.

von Paul K. (paul_k)


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Electro schrieb:
> Also ich habs jetzt so gemacht:
>
> Netzteilspannung geerdet, die Lampengehäuse aber Schutzklasse2, also
> ungeerdet.

Schutzklasse II bedeutet aber doppelte oder verstärkte Isolierung. Ist 
das Lampengehäuse wirklich so gebaut, dass nichts durchschlagen kann? Im 
Zweifelsfall eher nicht, da eine LED-Lampe in der Regel für 
Kleinspannung ausgelegt ist und nicht für 2,5kV-Spitzen (Ausnahme: 
Lampen mit Kondensatornetzteil).

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