Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Stromwandler sekundärseitig erden


von Alexander M. (a_lexander)


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Hallo Zusammen,

Der Betreff ist eigentlich schon meine Frage.. Vielleicht könnt ihr mir 
da ein wenig behilflich sein.. :)

1. Aus welchem Grund muss die Sekundärseite denn geerdet werden

2. Was sind die Folgen bei keiner Erdung

Gruß

: Verschoben durch User
von Georg (Gast)


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Alex J. schrieb:
> Der Betreff ist eigentlich schon meine Frage..

aber viel zu unscharf formuliert. Es gibt viele verschiedene Arten von 
Stromwandlern, für alle möglichen Zwecke (Messzwecke, am Netz, im 
Auto...), und vielleicht sind ja überhaupt Spannungswandler gemeint??

Georg

von EVU'ler (Gast)


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Alex J. schrieb:
> 1. Aus welchem Grund muss die Sekundärseite denn geerdet werden
>
> 2. Was sind die Folgen bei keiner Erdung

Die werden nur geerdet, um ein definiertes Potenzial zu haben. Sonst 
vagabundiert das Potenzial ja irgendwo rum. Was aber keinen 
interessiert, da du ja nicht gegen Erde bezogen, sondern zwischen S1 und 
S2 misst.

Bei uns wurde früher standardmäßig S1, also k, geerdet. Die Folge ist 
einfach, man hat ein definiertes Potenzial gegen Masse. Ist aber bei 
Niederspannung nicht mehr so wichtig, daher habe ich das auch in den 
letzten 10 Jahren nicht mehr bei Neuanlagen gesehen.

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Wandlerzähler (von Eltako), dort wurde k gephast, da der Wandlerzähler 
auch irgendwo Spannung her bekommen will und man sich So wohl drei 
Schraubklemmen sparen kann.

MfG

von Alexander M. (a_lexander)


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Danke für die Antworten :), mir ist aber immer noch die Bedeutung der 
Erdung unklar...

Was bringt eine Erdung und somit ein definiertes Potential, ist die 
Messung nicht auch ohne Erdung möglich...
Im Prinzip funktioniert / ist so ein Stromwandler doch das selbe wie bei 
einem Multimeter die Stromzange, oder? Da hab ich doch auch keine Erdung 
und die Messung funktioniert ohne Probleme...

Gruß

von Falk B. (falk)


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@ Alex J. (a_lexander)

>Was bringt eine Erdung und somit ein definiertes Potential,

In erster Linie Sicherheit. Denn eine nicht geerdete Sekundärwqicklung 
könnte sich durch diverse Kriechströme oder minimale Isolationslecks auf 
Primärpotential aufladen. Und wenn man da an Mittel- oder Hochspannung 
mißt, wird das GANZ schnell übel . . .

> ist die
>Messung nicht auch ohne Erdung möglich...

Ja.

von Alexander M. (a_lexander)


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Danke für die Informationen, langsam komm ich der Lösung näher, jedoch 
bin ich noch nicht ganz davon überzeugt...
Ich hätte da noch ein paar Wissenslücken, angenommen:

- Primärseite: 1 Wicklung, hoher Eingangsstrom, Spannung 230V
- Sekundärseite Stromwandler: viele Wicklungen, Leerlauf (wenn k und l 
nicht kurzgeschlossen sind), --> sehr hohe Spannung

Diese hohe induzierte Spannung ist doch sehr gefährlich?!

Ich hab in verschiedenen Quellen gelesen (bzw. so es verstanden), dass k 
und l nie im Leerlauf sein darf, da ja sonst die induzierte Spannung 
sehr hoch ist...was heißt das dann im Umkehrschluss?? --> dauerhaft im 
Kurzschluss betreiben mit Erdung auf k und l, und bei Messzwecken diesen 
Kurzschluss mit Erdung aufheben und durch das Strommessgerät ersetzen..

Ich hoffe ihr versteht mein Problem :D ...

Danke

von Falk B. (falk)


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@ Alex J. (a_lexander)

>- Primärseite: 1 Wicklung, hoher Eingangsstrom, Spannung 230V

Eine Windung. Die Wicklung ist die Gesamtheit aller Windungen.

>- Sekundärseite Stromwandler: viele Wicklungen, Leerlauf (wenn k und l
>nicht kurzgeschlossen sind), --> sehr hohe Spannung

Ja, aber nur kurz, denn dann geht der Wandler in die Sättigung und 
arbeitet nicht mehr als normaler Trafo.

>Diese hohe induzierte Spannung ist doch sehr gefährlich?!

Ja.

>Ich hab in verschiedenen Quellen gelesen (bzw. so es verstanden), dass k
>und l nie im Leerlauf sein darf, da ja sonst die induzierte Spannung
>sehr hoch ist...was heißt das dann im Umkehrschluss?? --> dauerhaft im
>Kurzschluss betreiben mit Erdung auf k und l, und bei Messzwecken diesen
>Kurzschluss mit Erdung aufheben und durch das Strommessgerät ersetzen..

Wir bei Hochstromwandlern mit 5A Ausgang wohl so gemacht. Bei kleinen 
Meßwandlern mit ein paar Dutzend mA Ausgangsstrom hat man meistens einen 
fest eingebauten Shunt und miß an diesem die Spannung. Der Shunt ist 
natürlich einseitig geerdet.

von Michael B. (laberkopp)


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Alex J. schrieb:
> 1. Aus welchem Grund muss die Sekundärseite denn geerdet werden
> 2. Was sind die Folgen bei keiner Erdung

Offensichtlich eine Prüfungsaufgabe, die selber-nachdenken erfordern 
würde, was heute leider nicht mehr gelehrt wird.

Sie muss nicht geerdet werden.

Aber wenn sie mit gar nichts verbunden ist, also inklusive der 
trafoversorgten Auswertelektronik galvanisch von allem anderen isoliert, 
dann gäbe das für die Sekundärseite ein frei schwebendes Potential das 
jeden Wert (gegenüber Erde) von -100000 bis + 1 Mio Volt annehmen 
könnte, je nach dem welche (staische) Elektrotität auf sie einwirkt.

Offensichtlich also Spannungen die deutlich über der Isolationsspannung 
des Trafos liegen könnten, so dass der Schaden nimmt. Also muss man die 
Sekundärseite wenigstens mit IRGENDEINEN Potential gegenüber der 
Primärseite verbinden, das im Bereich der zulässigen Isoalierspannung 
liegt, und Schutzleiter ist dafür einfach und gut. Wenn es aber +12V 
mehr sein sollten, ist das auch nicht schlimm.

von Jörg H. (sonichazard)


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Alex J. schrieb:
> - Primärseite: 1 Wicklung, hoher Eingangsstrom, Spannung 230V

Da hast du eine falsche Vorstellung: Die 230V sind lediglich das 
Potential des Leiterstücks. Die Eingangsspannung wäre der 
Spannungsabfall des Leiterstücks welches durch den Wandler führt.

Falk B. schrieb:
> Ja, aber nur kurz, denn dann geht der Wandler in die Sättigung und
> arbeitet nicht mehr als normaler Trafo.

Trotzdem entstehen hohe Spannungsspitzen. Und dafür ist die Wicklung 
u.U. gar nicht ausgelegt. Deshalb bleibt der 
Shunt/Messgerät/Dreheiseninstrument permanent angeschlossen. Es darf 
natürlich kurzgeschlossen werden.

Alex J. schrieb:
> --> dauerhaft im
> Kurzschluss betreiben mit Erdung auf k und l, und bei Messzwecken diesen
> Kurzschluss mit Erdung aufheben und durch das Strommessgerät ersetzen..

Aber nicht so! Hier fliesst der Messtrom über die Erdverbindung. Jetzt 
können die Sicherheitsexperten und Bedenkenträger hier im Forum dich 
erstmal über die Verwendung des PE aufklären! ;-P

: Bearbeitet durch User
von Alexander M. (a_lexander)


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Zuerst: Danke euch Dreien :)

Ich meinte natürlich Windungen, danke falk :P..

Michael: Das mit dem Potential war mir nicht ganz klar bis dato, 
manchmal helfen willkürliche Zahlen wie -1mio..+1mio ganz gut für's 
Verständnis, tatsächlich Eigeninteresse..


Mit dem Spannungsabfall des Leiterstücks hast du ja vollkommen recht, oh 
man... und natürlich auch mit dem Messstrom über die Erdung..

Dann ist der Stromwandler wie ein Trafo mit folgenden Trafoparameter zu 
behandeln:
- Primärseite --> 0,1V Spannungsabfall (auf jeden Fall sehr wenig), 
hoher Strom
- Sekundärseite --> durch Anzahl Windungen dementsprechend kleiner Strom 
(je nach Stromwandler), durch abfallende Spannung über Shunt kann der 
Strom berechnet werden, stimmt's so ;)?

Gruß

von Falk B. (falk)


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@ Alex J. (a_lexander)

>- Primärseite --> 0,1V Spannungsabfall (auf jeden Fall sehr wenig),
>hoher Strom

Deutlich weniger. Ein 1000:1 Wandler mit vielleicht 2V Ausgangsspannung 
hat 2mV Eingangsspannung!

>- Sekundärseite --> durch Anzahl Windungen dementsprechend kleiner Strom
>(je nach Stromwandler), durch abfallende Spannung über Shunt kann der
>Strom berechnet werden, stimmt's so ;)?

Anders herum. Der Strom ist konstant und ergibt sich aus dem 
Übersetzungsverhältnis. Der Shunt macht eine Spannung draus, die nicht 
zu groß werden darf. Siehe Stromwandler.

von Alexander M. (a_lexander)


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>> Deutlich weniger. Ein 1000:1 Wandler mit vielleicht 2V Ausgangsspannung
>> hat 2mV Eingangsspannung!

Ja macht Sinn, 0.1V wär doch n bisschen viel Spannungsabfall..

>> Anders herum. Der Strom ist konstant und ergibt sich aus dem
>> Übersetzungsverhältnis. Der Shunt macht eine Spannung draus, die nicht
>> zu groß werden darf. Siehe Stromwandler.

So hab ich's auch gemeint, danke :)

von Harald W. (wilhelms)


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Alex J. schrieb:

> - Primärseite: 1 Wicklung, hoher Eingangsstrom, Spannung 230V

Die Spannung ist dem Stromwandler egal.

> - Sekundärseite Stromwandler: viele Wicklungen, Leerlauf (wenn k und l
> nicht kurzgeschlossen sind), --> sehr hohe Spannung

Ein Stromwandler ist sek.-seitig eine Stromquelle. Bei Stromquellen
ist der "Leerlauf" (bzw. der Ruhezustand) ein Kurzschluss.

> Diese hohe induzierte Spannung ist doch sehr gefährlich?!

Wohl hauptsächlich für die Wicklung. Die kann durch diesen, nicht
vorgesehenen Zustand beschädigt werden.

Die Erdung hat mit dem Betrieb eines Stromwandlers nichts zu tun.
Dem ist es egal, ob du erdest oder nicht. Du kannst z.B. erden wie
oben im Bild.

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Harald W. schrieb:
> Wohl hauptsächlich für die Wicklung. Die kann durch diesen, nicht
> vorgesehenen Zustand beschädigt werden.

Ein Stromwandler wird - offen - eine so hohe Spannung erzeugen, daß die 
Wicklung durchschlägt.
Wenn das Teil bei primärem Stromfluss NICHT kurzgeschlossen betrieben 
wird, ist davon auszugehen, daß die Sekundär-Wicklung beschädigt wurde - 
selbst, wenn das Teil noch was ausgibt, kann man sich auf diesen Wert 
nicht mehr verlassen, da sehr wahrscheinlich ein Durchschlag statt 
gefunden hat.
Das Ding ist dann Schrott - fertig.

Stromwandler NIE offen betreiben (Die schlagen durch - zig von verbaut)
Spannungswandler NIE kurzgeschlossen betreiben (Die brennen durch - noch 
nie mit gespielt)

Die dem Stromwandler nachgeschaltete Messeinrichtung schließt den Strom 
auch 'nur' über einen bekannten Widerstand kurz (aka Shunt).
BEVOR der Wandler - egal wie und warum - umgeklemmt wird, wird Dieser 
kurzgeschlossen - netterweise haben normale Stromwandler pro 
Sekundärausgang zwei Schraubklemmen - man kann also erst auf der freien 
Schraube den Wandler kurzschließen, bevor man den Messwandlerzähler 
abklemmt - und umgekehrt.

Hier vorhandene kleine eBay-Klappwandler (100A-50mA) haben antiparallele 
Z-Dioden zur Spannungsbegrenzung verbaut.
Unterhalb dieser Spannung wird wohl der Strom 1:1 raus gegeben - Test 
steht aber noch aus.

MfG

von VeWi (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Du kannst z.B. erden wie oben im Bild.

Hehe... zwar wirklich "geerdet", aber freilich völlig nutzlos.
(Beim Stromwandler sowieso, da die Bürde immer nötig ist.)

Bei der "Erdung" geht es tatsächlich um eine Verbindung einer
ansonsten "floatenden" Stelle mit einem definierten Nullpotential.
Dazu muß selbstverständlich die Qualität dieser Verbindung ausreichen.

Eine Möglichkeit wäre z.B. die Nutzung des PE ("Protective Earth").

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