Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Netzspannung und Strom mit Oszilloskop messen


von B. S. (bestucki)


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Hallo zusammen

Ich möchte mit meinem analogen Oszilloskop (PM3216 von Philips) die 
Netzspannung, den Strom (max. 100mA) sowie die Phasenverschiebung messen 
(siehe Anhang).

Die maximale Eingangsspannung des Oszilloskops mit 10:1 Tastkopf beträgt 
laut Handbuch 400V. Die Masse des Oszilloskops ist nicht geerdet 
(2-poliger Netzstecker, Schutzklasse II mit Metallgehäuse). Daher kann 
ich die Masse des Oszilloskops direkt mit dem Neutralleiter verbinden.


Sollte alles passen, oder? Will nicht, dass das Oszilloskop (oder ich) 
gleich in Rauch aufgeht. Trenntrafo ist leider nicht vorhanden, die 
Steckdose ist aber mit einem FI abgesichert.


Danke für eure Hilfe!


PS: Ich kenne die Gefahr, bin gelehrter Elektroniker und studiere an der 
FH. Will nur sichergehen, dass ich keinen Fehler mache.

von hans (Gast)


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Also weisste, du stehst  mit dem strick um den hals auf einem stuhl und 
behauptest allen ernstes, du seist dir der gefahr bewusst? und willst 
auch noch, dass "jemand drüberschaut"?


hans

von B. S. (bestucki)


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- Die Messschaltung wird mit einer Steckerleiste ein-/ausgeschalten, die 
Phase sowie Neutralleiter schaltet.
- Ich weiss, dass ich den Messaufbau inkl. Oszilloskop nicht anfassen 
darf, sobald ich den Schalter umgelegt habe.
- Der Messaufbau wird berührungssicher aufgebaut (Ausnahme: Gehäuse des 
Oszilloskops).
- Ich bin dazu fähig, Phase und Neutralleiter nicht zu vertauschen.
- Ich bin nicht alleine Zuhause und meine Mitmenschen wissen, was zu tun 
ist, falls ich doch am Strom hänge.

Was sollte ich deiner Meinung nach besser machen? Gibt es bessere 
Alternativen?

von hans (Gast)


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Folgende zwei möglichkeiten fallen mir spontan ein:
1) benutze einen trenntrafo, mit dem du deinen schaltungsaufbau 
galvanisch vom netz trennst. Damit hast du die größte gefahrenquelle 
ausgeschlossen, nämlich dass versehentlich das oszigehäuse mit der 
netzspannung verbunden ist. solche trafos gibt es in allen gängigen 
leistung von 100VA bis x kVA. ist im wahrsten sinne eine anschaffung 
fürs leben.

oder aber:
2) benutze für die spannungsmessung einen isolierenden trennverstärker. 
solche teile sind gängiges zubehör für oszis und werden einfach mit 
einer bnc leitung ans oszi angeschlossen. für die strommessung kannst du 
im prinzip einen weiteren trenverstärker nehmen, allerdings ist ist 
möglicherweise die spannung über dem shunt zu klein, um damit 
vernünftige meesergebnisse zu bekommen. In diesem fall kannst du eine 
stromzange mit verstärkerzusatz benutzen, die es ebenfalls als 
zusatzgerät für oszis gibt ( diese dinger messen lässig bis runter in 
den mA bereich). Google mal nach so was wie "stromzange tektronix", das 
bringt dich auf die fährte.

für den privatgebrauch verbietet sich möglicherweise die anschaffung von 
trennverstärker und stromzange, weil diese zubehör ziemlich teuer ist. 
daher kommt die anschaffung eines trenntrafos sicherlich am ehesten in 
frage. Aber... da du ja studierst, hast du möglicherweise ein paar 
beziehungen zu einem (leistungselektronik-) labor. und wenn es auch nur 
einigermassen brauchbar ausgestattet ist, dann kannst du dir vielleicht 
dort die teile mal ausleihen, ober man gibt dir dort zum testen einfach 
mal für ein paar stunden einen laborplatz. hat zu meiner studienzeit 
immer 1a geklappt.

denk dran, was murphy darüber gesagt hat, dass angeblich nichts schief 
gehen kann.

hans

von Mr. X (Gast)


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hans schrieb:
> Also weisste, du stehst  mit dem strick um den hals auf einem stuhl und
> behauptest allen ernstes, du seist dir der gefahr bewusst?

Stell dir einfach vor, der Strick sei am Boden befestigt ;-)

von Andrew T. (marsufant)


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be stucki schrieb:
>... Will nicht, dass das Oszilloskop (oder ich)
> gleich in Rauch aufgeht. Trenntrafo ist leider nicht vorhanden, die
> Steckdose ist aber mit einem FI abgesichert.

aha.

>
>
> PS: Ich kenne die Gefahr, bin gelehrter Elektroniker und studiere an der
                               ===========

Dem ist ist wohl nix mehr hinzuzufügen.

>  .. FH. Will nur sichergehen, dass ich keinen Fehler mache.


Er ist wieder jemand für den Darwin-Award.

von B. S. (bestucki)


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hans schrieb:
> 1) benutze einen trenntrafo, mit dem du deinen schaltungsaufbau
> galvanisch vom netz trennst.

Darauf wird es wohl hinauslaufen.

> für den privatgebrauch verbietet sich möglicherweise die anschaffung von
> trennverstärker und stromzange, weil diese zubehör ziemlich teuer ist.

So ist es.

> da du ja studierst, hast du möglicherweise ein paar
> beziehungen zu einem (leistungselektronik-) labor. und wenn es auch nur
> einigermassen brauchbar ausgestattet ist, dann kannst du dir vielleicht
> dort die teile mal ausleihen, ober man gibt dir dort zum testen einfach
> mal für ein paar stunden einen laborplatz.

Da ich auch arbeite, hätte ich nur Abends und am Wochenende Zeit. Der 
Laborverantworliche hat dazu aber keine Lust (gerade nachgefragt). Ich 
müsste also einen Tag frei nehmen.

Andrew Taylor schrieb:
> Er ist wieder jemand für den Darwin-Award.

Den kann man auch mit Trenntrafo gewinnen...



Werde mir einen Trenntrafo zulegen. Hab auf die Schnelle folgende 
bezahlbare Typen gefunden:
http://ch.farnell.com/block/tim300/trafo-trenn-300va/dp/1131599
http://www.conrad.ch/ce/de/product/715601/Steuer-Sicherheits-Trenntransformator-Serie-ST-230-V-108-A-250-VA-Block

Kann man die dazu verwenden? Würde den dann in ein Kunststoffgehäuse 
einbauen, das hier noch rumliegt.

von Charles Darvin (Gast)


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Ich habe ein akkubetriebenes Oszilloskop. In der Nähe ist eine 
Überlandleitung (400KV). Wenn ich nun einen Draht über die Leitungen 
werfe und den anderen an dessen Mast (geerdet) anschließe - geht das 
auch? Manchmal sitzen auch schwarze Vögel auf den Leitungen.

von Andrew T. (marsufant)


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be stucki schrieb:
>
> Werde mir einen Trenntrafo zulegen. Hab auf die Schnelle folgende
> bezahlbare Typen gefunden:
> http://ch.farnell.com/block/tim300/trafo-trenn-300va/dp/1131599
> 
http://www.conrad.ch/ce/de/product/715601/Steuer-Sicherheits-Trenntransformator-Serie-ST-230-V-108-A-250-VA-Block
>
> Kann man die dazu verwenden? Würde den dann in ein Kunststoffgehäuse
> einbauen, das hier noch rumliegt.


Die kannst du verwenden, sind beide vernünftig dimensioniert.

Mal ne Frage: Bist Du in CH, denn ich könnte Dir innerhalb D einen 
Trenntrafo deutlich günstiger zukommen lassen, wenn Du möchtest auch 
bereits im Gehäuse.
Sofern Du also jemanden in D hast, der das entgegennehmn kan, wäre das 
auch eine Option. Versandkosten inländisch  sind hier  niedriger, und 
kein Zoll-Galama.

Bei Interesse, schick mir einfach eine PN.

von Harald W. (wilhelms)


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Charles Darvin schrieb:

> Überlandleitung (400KV).
> Manchmal sitzen auch schwarze Vögel auf den Leitungen.

Auf solchen Leitungen habe ich noch nie Vögel sitzen sehen.
Die sitzen höchstens auf der Erdleitung.
Gruss
Harald
PS: Ausserdem, wo gibt es 400kV Leitungen?

von Perfekt (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> PS: Ausserdem, wo gibt es 400kV Leitungen?

Die europäischen Energieversorgungsunternehmen mussten sich für ihr 
Verbundnetz ja auf eine technische Norm verständigen bei ihren großen 
Trassen, damit die Teile zusammen passen. Diese Norm von 400 kV ist 
irgendwann wirtschaftlichen Kalkulationen entsprungen und darf nur sehr 
kleinen Abweichungen unterliegen. Eine größere isolierte 
Spannungsänderung auf einer Teilstrecke würde ein technisches Chaos in 
ganz Europa auslösen. Das kann man natürlich tun, aber wozu soll so ein 
Unsinn taugen? Für die Versorgung von regionalen Netzen mit kleinerer 
Spannung werden Umspannstationen betrieben.

von Wilhelm F. (Gast)


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be stucki schrieb:

> 2-poliger Netzstecker, Schutzklasse II mit Metallgehäuse

Sei froh, daß dieses Oszi nicht geerdet ist, denn das macht schon mal 
Probleme. Bei mir kackte kürzlich das Notebook ab, als ich mit dem Oszi 
an einem Board messen wollte, was am USB hängt.

Du könntest natürlich die Masse zum Messen mit dem Neutralleiter 
verbinden. Ich würde es über Spannungsteiler machen, wenn es nur um die 
Erfassung der Netzspannung geht. Z.B. um 10 runter teilen. Und den 
selben Neutralleiter verwenden, wo auch das Oszi eingesteckt ist. Wer 
weiß, wo es im Haus Wackler in den Lüsterklemmen gibt, Stichwort z.B. 
Sternpunktverschiebung.

Eine Strommessung eines Gerätes sollte über einen Shunt am Neutralleiter 
laufen, das sollte dann auch gut gehen.

Alles, worauf man mit dem schutzisolierten Oszi achten muß, ist, daß die 
Potentialunterschiede zwischen Netzspannung des Gerätes und Meßspannung 
nicht zu hoch werden, interne Überspannungsgefahr im Gerät. Das steht 
aber bestimmt in den technischen Daten.

Apropos Erde: Ich überlege mir gerade, die Schutzerde an meinem Oszi mal 
zeitweise illegal aus zu schalten. Wegen dieser Dinge mit dem 
abgekackten Notebook.

von U. B. (Gast)


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> Netzspannung und Strom mit Oszilloskop messen

Jedenfalls nicht so - lebensgefährlich !
           *****      ****************

Vor ca. 35 Jahren habe ich das mit einer Leuchtstofflampe auch mal so 
gemacht, aber nie mehr wieder:
Zwecks Tauschs des Oszillokop-Kanals - während des Betriebs - zog ich 
den BNC-Stecker vom metallenen (!) Hameg ab ...

von B. S. (bestucki)


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Andrew Taylor schrieb:
> Mal ne Frage: Bist Du in CH, denn ich könnte Dir innerhalb D einen
> Trenntrafo deutlich günstiger zukommen lassen, wenn Du möchtest auch
> bereits im Gehäuse.

Ja ich sitze in der Schweiz. Danke für das Angebot, aber ich habe leider 
keine Deutschen Bekannte nahe der Grenze und ich selbst hätte min. 1h 
Fahrt bis ich an der Deutschen Grenze bin. Daher wird sich das wohl 
nicht lohnen.

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Alles, worauf man mit dem schutzisolierten Oszi achten muß, ist, daß die
> Potentialunterschiede zwischen Netzspannung des Gerätes und Meßspannung
> nicht zu hoch werden, interne Überspannungsgefahr im Gerät. Das steht
> aber bestimmt in den technischen Daten.

Jepp. Das Oszi selbst ist auf max. +-40V Spitze gegenüber Masse, mit dem 
mitgelieferten 10:1 Tastkopf auf max. 400V spezifiziert. Auf dem 
Tastkopf ist 500V aufgedruckt. Ob der Eingang gegen Überspannung 
geschützt ist, müsste ich im Schema nachschauen, bin aber erst morgen 
wieder zu Hause.

von Wilhelm F. (Gast)


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U. B. schrieb:
> Zwecks Tauschs des Oszillokop-Kanals - während des Betriebs - zog ich
> den BNC-Stecker vom metallenen (!) Hameg ab ...

Also ich frage mich immer, wer mal auf diese glorreiche Idee kam, einen 
metallenen Hameg zu erden, und die Meßmasse auch noch mit dieser Erde zu 
verbinden. Das ist doch einfach schon darauf aus gelegt, daß einer mit 
ein wenig Unkenntnis an Netzspannung was zerschießen und abrauchen muß.

Mein Oszi und das Notebook blieben mit dem Board an USB nach der 
Abkackung glücklicherweise heil, der RS232-zu-USB-Umsetzer sogar auch. 
Danach agiere ich aber vorsichtiger. Wenn ich mit dem Hameg wieder am 
Notebook messe, wird einfach das Notebook-Netzteil abgezogen, so lange 
der Notebookakku gut ist.

von B. S. (bestucki)


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U. B. schrieb:
> Jedenfalls nicht so - lebensgefährlich !

Hast du einen besseren Vorschlag, als die bisher genannten? Nur her 
damit.

> Zwecks Tauschs des Oszillokop-Kanals - während des Betriebs - zog ich
> den BNC-Stecker vom metallenen (!) Hameg ab ...

Dass man die Verdrahtung nicht während des Betriebs ändert, sollte jedem 
hier klar sein.

von Wilhelm F. (Gast)


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be stucki schrieb:

> Dass man die Verdrahtung nicht während des Betriebs ändert, sollte jedem
> hier klar sein.

Ich ändere aber Steckverbindungen wie BNC auch nur im Betrieb, man 
sollte ein Röhrenoszi auch nicht laufend minutenweise ein- und 
ausschalten. Wenigstens die Röhrenheizung hat was gegen häufige Ein- und 
Ausschaltungen, nämlich erhöhten Verschleiß. Entweder es ist für eine 
Session mal dauernd an, oder eben sonst aus.

von B. S. (bestucki)


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Wilhelm Ferkes schrieb:
> Ich ändere aber Steckverbindungen wie BNC auch nur im Betrieb, ...

Ich rede vom Messobjekt:
1. Messobjekt mit Schalter vom Netz trennen
2. Verdrahtung ändern
3. Messobjekt mit Schalter wieder mit dem Netz verbinden

Dass das bei kleinen Spannungen (meist) nicht nötig ist, sollte auch 
klar sein. Das Oszi schalte ich dabei nicht aus.

von Wilhelm F. (Gast)


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be stucki schrieb:

> Ich rede vom Messobjekt:
> 1. Messobjekt mit Schalter vom Netz trennen
> 2. Verdrahtung ändern
> 3. Messobjekt mit Schalter wieder mit dem Netz verbinden

Ja sicher sollte das gehen.

Hast du eigentlich mal einen Schaltplan zum Vorhaben?

Am besten, wo ein Teil des Netzes mit drin ist, das Oszi, und den 
Verbraucher.

Notfalls würde ich mit einem Spannungsmesser erst mal den Neutralleiter 
von Oszi und Verbraucher checken, was es da so gibt. Vielleicht irgendwo 
eine faule Lüsterklemme.

von B. S. (bestucki)


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Hab mal das Schema zusammengebastelt. Hab grad nur Visio zur 
Verfügung...

von Wilhelm F. (Gast)


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be stucki schrieb:

> Hab grad nur Visio zur
> Verfügung...

Sieht doch OK aus, und sollte gehen.

von Wilhelm F. (Gast)


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Wenn ich mir sehr unsicher bin, ob ich nicht ein Gerät der Preisklasse 
2000 Euro zerhackstückele, z.B. Netzspannung, dann taste ich mich mit 
sehr hochohmigen Widerstandsteilern im Bereich >100k da vorsichtig ran. 
Das ging immer auch gut.

von Harald W. (wilhelms)


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Perfekt schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>> PS: Ausserdem, wo gibt es 400kV Leitungen?
>
> Die europäischen Energieversorgungsunternehmen mussten sich für ihr
> Verbundnetz ja auf eine technische Norm verständigen bei ihren großen
> Trassen, damit die Teile zusammen passen. Diese Norm von 400 kV ist
> irgendwann wirtschaftlichen Kalkulationen entsprungen

Aha, m.W. sind das immer noch 380kV.
Gruss
Harald

von Grmblfjxhargnwnzglgl ! (Gast)


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be stucki schrieb:
> Sollte alles passen, oder? Will nicht, dass das Oszilloskop (oder ich)
> gleich in Rauch aufgeht. Trenntrafo ist leider nicht vorhanden, die
> Steckdose ist aber mit einem FI abgesichert.
>
> Danke für eure Hilfe!
>
> PS: Ich kenne die Gefahr, bin gelehrter Elektroniker und studiere an der
> FH. Will nur sichergehen, dass ich keinen Fehler mache.

Klar, funktioniert so, wenns auch mit Trenntrafo sicherer wäre. Der 
einzige Fehler, den Du gemacht hast, ist diese Frage hier ( auch noch 
mit der Zündkapsel "Rauch") einzustellen. Da springen triebhaft alle 
Sicherheitsfanatiker mit hysterisch ejakulierenden Sicherheitsventilen 
drauf. Mit dem Ergebnis, daß Der TO hinterher unsicherer ist als vorher. 
Wer oben ganz deutlich sagt, daß er die Gefahr einschätzen kann, und die 
Messanordnung so beschreibt, daß man sieht, daß er sich  Gedanken 
gemacht hat, den muß man doch wirklich nicht als verblödeten Vollidioten 
hinstellen und ihm derartige Antworten wie:


> Also weisste, du stehst  mit dem strick um den hals auf einem stuhl und
> behauptest allen ernstes, du seist dir der gefahr bewusst? und willst
> auch noch, dass "jemand drüberschaut"?


> Dem ist ist wohl nix mehr hinzuzufügen.
>
>
> Er ist wieder jemand für den Darwin-Award.

etc. zumuten !

Man könnte als sinnvolle Alternative zB. sagen: "Gut, daß das Skop SKII 
ohne GND an PE hat, sonst würde Dir bei der Messanordnung der FI 
rausfallen. Oder " der N ist ein aktiver Leiter, also bitte miss mal die 
Spannung zwischen N und PE zur Sicherheit bevor Du N auf GND des Skop 
legst. Wenns irgendwie geht, benutze einen Trenntrafo" etc.

Muss mal gesagt werden .....

von B. S. (bestucki)


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Danke für die hilfreichen Antworten! Hab von einem Bekannten einen 
Trenntrafo ausleihen können. Das Thema ist damit erledigt und die 
Messungen sind bereits durchgeführt.

von Harald W. (wilhelms)


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be stucki schrieb:

> Hab von einem Bekannten einen Trenntrafo ausleihen können.

Wenn man nicht zu grosse Leistungen verarbeitet, ist ja ein
Trenntrafo mit Hilfe von zwei Standardtrafos Rücken an Rücken
schnell zusammengebaut. Früher hat man da ja gern Halogentrafos
genommen, die man billig als Restposten bekommen hat, aber
inzwischen scheint der Markt da auch schon ziemlich ausgedünnt.
Gruss
Harald

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