Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PE als Betriebsmasse verwenden


von David (Gast)


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Hallo,

mal eine Frage nicht zu µC sondern zur Hausinstallation. Habe keine 
bessere Kategorie hier gefunden.

Also ich habe eine Einrichtung, welche zwei Spannungen benötigt. Diese 
werden von einem Netzteil erzeugt, welches Regelungstechnisch etwas 
weiter weg von der zu bestromenden Einrichtung steht.

Um weniger Kabel verglegen zu müssen habe ich gedacht,ich verlege bloß 
zwei Adern vom Netzteil zur Anlage (beide positiven Spannungen) und 
benutze von der Steckdose in der Nähe der Anlage den PE als Masse. 
Natürlich wird die Netzteilmasse dann auch mit PE verbunden. Da ja alle 
PEs miteinander verbunden sind, ergibt das natürlich Kontakt und alles 
läuft wunderbar.

Nur ist dies überhaupt zulässig den PE als Betriebsmasse zu verwenden?

von kirk (Gast)


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nein

von David (Gast)


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Und weshalb nicht? Die Masse von vielen Netzteilen ist auf PE gelegt. 
Z.B. die Masse des Computernetzteils hat mit PE Kontakt

von Rainer Z. (razi)


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David schrieb:
> Nur ist dies überhaupt zulässig den PE als Betriebsmasse
> zu verwenden?

Meines Wissens ist es nicht zulässig, den PE als
stromführenden Leiter zu verwenden.

von Lutz H. (luhe)


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von Kiefer (Gast)


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PE darf betriebsmäßig keinen Strom führen, als aktiver Leiter verwendet 
werden. VDE 0100 und andere... (zum Kapitel raussuchen bin ich zu faul).

von Rainer Z. (razi)


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David schrieb:
> Und weshalb nicht? Die Masse von vielen Netzteilen ist
> auf PE gelegt.

Was heißt eigentlich "PE" in Langform?

> Z.B. die Masse des Computernetzteils hat mit PE Kontakt

Könnte das eventuell mit dem Sinn und Zweck des PE
zu tun haben?

von David (Gast)


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OK also komm ich nicht drumherum noch eine dritte Leitung zu legen. Naja 
auch egal. Aber wieso wird dann bei vielen Netzteilen die Masse trotzdem 
auf PE gelegt obwohl das gar keinen Sinn hat, weil da ja eh kein Strom 
fließen darf?

von Wolfgang (Gast)


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Woanders wird die Erde allerdings schon als 2ter Leiter verwendet, 
(Stromstärke deutlich über 1 kA)
http://de.wikipedia.org/wiki/Baltic_Cable

von Lutz H. (luhe)


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Mit der angedachten Verkablung könnten auch noch jede Menge Störungen 
eingefangen werden. Die Konstruktion wäre eine riesengroße 
Leiterschleife, zusätzlich parallel zum PE- Leiter  Leitungen mit jeder 
Menge Störungen.

von Tuxscreen (Gast)


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PE
Protected Earth, soweit ich weiss

von Lutz H. (luhe)


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David schrieb:
> Aber wieso wird dann bei vielen Netzteilen die Masse trotzdem
> auf PE gelegt

Als Schutz vor einem elektischen Schlag, deshalb heißt das Ding auch 
Schutzleiter.

von Kiefer (Gast)


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David schrieb:
> weil da ja eh kein Strom
> fließen darf?

Im Fehlerfall schon. Die 24V Steuerkreise in der Industrie sind in der 
Regel nach Vorschrift wg. Erdschlussfehler mit PE verbunden... (aber von 
Vorgaben wollen hier die wenigsten hören!).

von David (Gast)


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lutz h. schrieb:
> David schrieb:
>> Aber wieso wird dann bei vielen Netzteilen die Masse trotzdem
>> auf PE gelegt
>
> Als Schutz vor einem elektischen Schlag, deshalb heißt das Ding auch
> Schutzleiter.

Bei 12 Volt oder sonstiger Kleinspannung?
Also ich verstehe schon, dass der dazu da ist, falls mal der Außenleiter 
mit dem Gehäuse Kontakt bekommt, dass am Gehäuse dann keine hohe 
Spannung anliegt. Aber wenn eine 12V Ader aufs Gehäuse fällt ist das 
doch völlig Banane weil da ja nichts passiert, wenn man hinlangt. So 
gibts halt einen satten kurzen

von Kiefer (Gast)


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Bei einer isolierten (galvanisch getrennten) Steuerspannung einer 
Maschine passiert im ersten Fehlerfall nichts (Isolation ist 
durchgescheuert), im zweiten läuft sie an und keiner stoppt sie mehr.
Ist die Steuerspannung geerdet spricht der Überstromschutz an.

von Lutz H. (luhe)


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Wenn eine 220 V Ader auf die 12 V Masse fällt,oder der Trafo 
durchschlägt.

Ich glaube es gibt viele Fehlermöglichkeiten, bei denen es sinnvoll ist.

von F. F. (foldi)


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David schrieb:
> Und weshalb nicht? Die Masse von vielen Netzteilen ist auf PE gelegt.
> Z.B. die Masse des Computernetzteils hat mit PE Kontakt

Da mach mal ein Foto von.
Ich habe so ein Netzteil noch nicht gesehen.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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F. Fo schrieb:
> Ich habe so ein Netzteil noch nicht gesehen.

Was, du hast noch nie ein Computernetzteil gesehen?

von F. F. (foldi)


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Yalu X. schrieb:
> F. Fo schrieb:
>> Ich habe so ein Netzteil noch nicht gesehen.
>
> Was, du hast noch nie ein Computernetzteil gesehen?

Ha ha ha!

Noch keines bei dem da was anderes auf den PE gelegt wurde.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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F. Fo schrieb:
> Noch keines bei dem da was anderes auf den PE gelegt wurde.

Beim Schreiben meines letzten Beitrags dachte ich tatsächlich noch, die
Netzteilmasse sei auf PE. Nachdem ich aber nachgemessen habe, nehme ich
die obige Frage zurück und gebe dir recht: Die Masse wird nicht im
Netzteil selbst auf PE gelegt, sondern im restlichen PC (wahrscheinlich
über abgeschirmte Buchsen, die sowohl mit dem PC-Gehäuse als auch mit
Masse verbunden sind.

von Rainer Z. (razi)


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David schrieb:
> Also ich verstehe schon, dass der dazu da ist, falls
> mal der Außenleiter mit dem Gehäuse Kontakt bekommt,
> dass am Gehäuse dann keine hohe Spannung anliegt.

Richtig. Schutzmaßnahme "Schutzerdung".

> Aber wenn eine 12V Ader aufs Gehäuse fällt ist das
> doch völlig Banane weil da ja nichts passiert, wenn
> man hinlangt.

Du hast das Problem nicht verstanden.

Wenn in Deinem Computernetzteil (primärseitig) ein
Körperschluss stattfindet, fließt Kurzschlussstrom
durch Hinleiter (Phase) und Rückleiter (PE parallel
Nullleiter). Es entsteht ein Spannungsteiler zwischen
Hinleiter und Rückleitern.

Das Schutzleiterpotenzial in der Naehe Deines Computers
ist also um z.B. um 150A * 0.3Ohm = 45V gegenueber dem
Potenzial irgendwo anders im Haus verschoben.

Ob das Deine Netzteile bzw. Dein Kleinspannunggerät so
witzig finden, wenn statt 12V kurzzeitig 12V + 45V = 57V
anliegen?

von A-Freak (Gast)


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Ich versuche es einmal so zu erklären:

Du darfst PE mit Masse verbinden, aber du darfst PE nicht als Masse 
verwenden.

Im ersten Fall fliest der Strom durch deine eigene Masseleitung und die 
Verbindung mit dem PE dient nur dazu Potentialunterschied auszugleichen. 
Durch den PE fliest kein Strom.

Im zweiten Fall würde der Strom durch PE fliesen und das darf nicht sein 
weil er sonst kein zuverlässiger Schutzleiter mehr wäre.

von Putzputz (Gast)


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Ist es zulässig, den Nullleiter als Masse für so ein elektrisches 
Subnetzwerk zu nutzen? Das würde doch sein Problem beheben: Nur 2 
zusätzliche Leiter nötig und der Neitralleiter ist ein Leiter, der im 
Betriebsfall Strom führen darf.

Gut, die EMV-Problematik behebt es nicht, klar.

von Paul B. (paul_baumann)


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Putzputz schrub:
>Ist es zulässig, den Nullleiter als Masse für so ein elektrisches
>Subnetzwerk zu nutzen?

Das ist auch keine gute Idee, denn dann wäre seine Schaltung gal-
vanisch mit dem Netz verbunden.

Mit dem Schutzleiter geht das auch nicht, weil der betriebsmäßig
keinen Strom führen darf.

Man muß also ein separates Käbelchen verlegen.

MfG Paul

von Helmut L. (helmi1)


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Putzputz schrieb:
> Das würde doch sein Problem beheben: Nur 2
> zusätzliche Leiter nötig und der Neitralleiter ist ein Leiter, der im
> Betriebsfall Strom führen darf.

1. Wie stellst du sicher das der Netzstecker immer richtig rum 
reingesteckt wird. (Falls das ein Geraet mit Netzstecker ist)

2. Dann ist die gesammte Schaltung so zu behandeln als wuerde sie direkt 
mit Netzspannung betrieben. Also Isolation,Schutzmassnahmen etc.

3. Von der EMV Problematik die dabei auftritt reden wir erst gar nicht. 
(Hilfe mein uC stuertzt dauernd ab).

von Läubi .. (laeubi) Benutzerseite


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David schrieb:
> Um weniger Kabel verglegen zu müssen habe ich gedacht,ich verlege bloß
> zwei Adern vom Netzteil zur Anlage (beide positiven Spannungen)

Ich kann aus kürzlich eigener Erfahrung sagen, das verlegen der Adern 
ist nicht der Aufwand. Also lieber noch eine Ader zusätzlich mit 
reinlegen und gut ist alles andere ist doch murks und führt nur zu 
Problemen und Verwirrung.

von Putzputz (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:
> 1. Wie stellst du sicher das der Netzstecker immer richtig rum
> reingesteckt wird. (Falls das ein Geraet mit Netzstecker ist)

Naja, der Themenersteller spricht ja von "Kabel verlegen", "Anlagen und 
Einrichtungen", woraus ich jetzt einfach mal schließe, dass es sich um 
eine Festinstalation handelt.

von Putzputz (Gast)


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Läubi .. schrieb:
> Also lieber noch eine Ader zusätzlich mit
> reinlegen und gut ist alles andere ist doch murks und führt nur zu
> Problemen und Verwirrung.

Das ist wohl sehr wahr!

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Paul Baumann schrieb:
> Mit dem Schutzleiter geht das auch nicht, weil der betriebsmäßig
> keinen Strom führen darf.

Was heißt eigentlich "betriebsmäßig" in diesem Zusammenhang genau? Ist
das irgendwo in der entsprechenden Richtlinie spezifiziert?

Denn kleine Ströme im Schutzleiter lassen nie ganz vermeiden. Beispiele:

- Entstörkondensatoren bilden eine kapazitive Kopplung zwischen Phase
  und Schutzleiter, also fließt in diesem ein Wechselstrom.

- Zwei PCs sind über ihre RS-232-Schnittstellen mit einem langen
  dreiadrigen Kabel (zwei Signal- und eine Masseleitung) mit kleinem
  Querschnitt verbunden. Der Rückstrom der Signale sollte eigentlich
  über die Masseleitung fließen. Da aber der Schutzleiter, der die
  beiden PCs ebenfalls massemäßig miteinander verbindet, einen deutlich
  größeren Querschnitt hat, fließt der allergrößte Teil des Rückstroms
  über ihn. Ließe man jetzt die Masseleitung im RS-232-Kabel weg (dann
  hätte man den vom TE beschriebenen Fall), würde sich der Strom im
  Schutzleiter nur unwesentlich erhöhen.

Die Richtlinie will mit der Forderung, dass der Schutzleiter keinen
Strom führen darf, wahrscheinlich nur bezwecken, dass dort keine hohen
Ströme fließen dürfen. Sonst könnte jemand auf die Idee kommen, den
Versorgungsstrom eines Gerätes komplett über den Schutzleiter
zurückzuführen, was u.U. dessen eigentliche Funktion einschränkt.

Um ernstgenommen werden zu können, sollte die Richtlinie also einen
Maximalstrom spezifizieren, den ein Gerät oder eine Installation in den
Schutzleiter schicken darf. Gibt es so einen Wert?

Wenn ja, dann braucht der TE bei seinem Vorhaben nur dafür zu sorgen,
dass sein Signalstrom diesen Maximalwert nicht überschreitet.

Wenn nein, dann handelt es sich dabei wohl wieder einmal um eine von
Theoretikern ausgedachte Vorschrift (von denen es leider viel zu viele
gibt), die in der realen Welt nicht umesetzbar und damit für die Tonne
ist.

Auf der anderen Seite ist es, wie Läubi schon geschrieben hat, ja
durchaus praktikabel, eine dritte Ader zu verwenden, da ein dreiadriges
Kabel gerade mal einen um 8% größeren Durchmesser als ein zweiadriges
hat. Auch wenn die dritte Ader sicherheitstechnisch keinen Vorteil
bringt, hat man zumindest seinen guten Willen gezeigt, falls der
unwahrscheinliche Fall eintreten sollte, dass jemand die Installation
überprüfen möchte.

von Paul B. (paul_baumann)


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Yalu frug:
>Was heißt eigentlich "betriebsmäßig" in diesem Zusammenhang genau?

Ja, ich glaube, das kann man fast nicht besser ausdrücken:
Betriebsmäßig heißt, daß kein "normaler" Laststrom über den 
Schmutzleiter
fließen darf -er ist nur zur Ableitung von Fehlerströmen gedacht.

Irgendwann würde (und wird, wenn genügend "Dreck" dranhängt z.B. sog.
"Entstörkondensatoren") eine FI-Schutzschaltung auch so schon auslösen,
weil der künstlich geschaffene Fehlerstrom genügt.

Das ist nicht im Sinne des Erfinders.

MfG Paul

: Bearbeitet durch User
von Helmut L. (helmi1)


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Yalu X. schrieb:
> Was heißt eigentlich "betriebsmäßig" in diesem Zusammenhang genau?

Das heist das man keine gewollten Stroeme darueber fliessen lassen darf 
also absichtlich herbei gefuehrte Stroeme. Ungewollte Stoerstroeme 
koennen aber trotzdem darueber fliessen bis zu einem bestimmten Wert 
weil sonst Schutzmassnahmen ausloesen wuerden (FI-Schalter).

Der gemessene Schutzleiterstrom bzw. Berührstrom darf folgende 
Grenzwerte gemäß DIN VDE 0701 Teil 1 nicht überschreiten:

für Geräte der Schutzklasse 1 (Geräte mit Schutzleiter) bis 3,5 kW: 3,5 
mA
für Geräte der Schutzklasse 1 (Geräte mit Schutzleiter) über 3,5 kW: 1 
mA/kW bis max. 10 mA

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Paul Baumann schrieb:
> Ja, ich glaube, das kann man fast nicht besser ausdrücken:
> Betriebsmäßig heißt, daß kein "normaler" Laststrom über den
> Schmutzleiter
> fließen darf -er ist nur zur Ableitung von Fehlerströmen gedacht.

Danke für deine Antwort.

Ich wollte gerade schreiben: Der vom TE verursachte Strom ist weder
Last- noch Fehler-, sondern ein Signalstrom. Noch einmal Nachlesen ergab
aber: Es ist tatsächlich ein Laststrom, da er zur Vorsorgung seiner
"Einrichtung" genutzt wird.

> Irgendwann würde (und wird, wenn genügend "Dreck" dranhängt z.B. sog.
> "Entstörkondensatoren") eine FI-Schutzschaltung auch so schon auslösen,
> weil der künstlich geschaffene Fehlerstrom genügt.

Das wäre beim TE immerhin dann kein Problem, wenn sein Netzteil und der
Verbraucher am selben FI-Schutzschalter hängen. Diesbezüglich ist sein
Vorhaben weniger "böse" als die Entstörkondensatoren.

Helmut Lenzen schrieb:
> Das heist das man keine gewollten Stroeme darueber fliessen lassen darf
> also absichtlich herbei gefuehrte Stroeme. Ungewollte Stoerstroeme
> koennen aber trotzdem darueber fliessen bis zu einem bestimmten Wert
> weil sonst Schutzmassnahmen ausloesen wuerden (FI-Schalter).

Mein Dank auch dir für deine Antwort.

Die Unterscheidung zwischen "gewollten" und "ungewollten" Strömen ist
allerdings reichlich dehnbar.

Damit wären also Entstörkondensatoren in Ordnung, weil sie primär der
Entstörung dienen, dabei aber leider ein wenig ungewollter Strom über
den Schutzleiter abfließt.

Da es sich beim TE um eine Laststrom handelt, würde ich ihm einmal
unterstellen, dass er den Strom tatsächlich "will", so dass er bei einer
Durchführung seines Vorhabens tatsächlich auf der falschen Seite des
Gesetzes stünde ;-)

Was wäre aber bei einer RS-232-Kommunikation ohne Masseleitung im Kabel?
Da soll ja nicht primär Energie ind Form von Spannung und Strom
übertragen werden, sondern Information. Der dabei fließende Strom ist
ein ungewollter Nebeneffekt.

Und wie sieht es bei einer 20mA-Stromschleife aus? Da wird zwar explizit
ein Strom in die Leitung geschickt, aber dies geschieht auch hier nicht
gewollt, sondern aus der Not heraus, die Störsicherheit gegenüber einer
Übertragung mit Spannungspegeln zu erhöhen.

Helmut Lenzen schrieb:
> Der gemessene Schutzleiterstrom bzw. Berührstrom darf folgende
> Grenzwerte gemäß DIN VDE 0701 Teil 1 nicht überschreiten:
>
> für Geräte der Schutzklasse 1 (Geräte mit Schutzleiter) bis 3,5 kW: 3,5
> mA
> für Geräte der Schutzklasse 1 (Geräte mit Schutzleiter) über 3,5 kW: 1
> mA/kW bis max. 10 mA

Ah, das ist doch eine Aussage. Genau so etwas wollte ich wissen.

von Gerd E. (robberknight)


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Yalu X. schrieb:
> so dass er bei einer
> Durchführung seines Vorhabens tatsächlich auf der falschen Seite des
> Gesetzes stünde ;-)

nö, auf der falschen Seite der Norm.

Wäre ja noch schöner wenn ein nicht demokratisch gewählter Haufen wie 
der VDE plötzlich Gesetze erlassen könnte und man dann auch noch für die 
Einsicht in selbige nen Haufen Kohle an Beuth abdrücken müsste.

von David (Gast)


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Man da habe ich ja eine Diskussion ausgelöst. Naja egal ich habe jetzt 3 
Leitungen verlegt und alles funktioniert jetzt so wie es soll. Aus der 
Diskussion heraus schnappe ich bei einzelnen Beiträgen das Thema EMV 
heraus? Was hat das mit meiner Sache zu tun?

von Rowland (Gast)


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Das bezieht sich in erster Linie auf den Fall, dass nur 2 Leitungen 
verlegt werden und der Strom somit über die Erdleitung - eben 
möglicherweise Räumlich getrennt von den zwei anderen Leitern - 
zurückfließen muss. Somit ergibt sich eine, je nach Gemometrie der 
Anordnung, eine Leiterschleife. Wenn nun der Strom über diese beiden 
Versorgungsleitungen nicht statisch ist, induziert diese Leiterschleife 
ein Wechselmagnetfeld, das seinerseits widerum ein elektrisches 
Wechselfeld induziert - die Ablösung elektromagnetischer Wellen ist 
perfekt.

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