Hallo, ich benötige zum Test von FI Schaltern eine Schaltung, die elektronisch einen einstellbaren Widerstand von 2K bis 25k an 230V Wechselspannung darstellt. Es geht darum einen Fehlerstrom durch den PE zu schicken und festzustellen ab welcher Schwelle der FI auslöst. ( ~10mA - ~0.12A ) Eine einfache Gleichrichtung und anschliessender Mosfet mit Opamp aus als elektronischer Widerstand scheidet aus , da die Stromaufnahme sinusförmig sein muss. Eine Hilfsspannung von 12V potentialfrei ist vorhanden. Motorgetriebe Stellwiderstände fallen auch raus, da zu groß. Ich dachte auch schon an eine Art PFC mit anschliessendem elektronischen Widerstand ( Gleichspannung ) Im Prinzip muss ich dem zu messenden Netz ( mit FI ) einen sinusförmigen einstellbaren Strom entnehmen und in den PE leiten. Gibt es noch einen anderen Ansatz? Andreas
Andreas R. schrieb: > ich benötige zum Test von FI Schaltern eine Schaltung, > die elektronisch einen einstellbaren Widerstand von 2K bis 25k an 230V > Wechselspannung darstellt. Da würde ich einen 4Bit-Wandler mit Relais bauen. Ich denke, 16 Stufen sollten ausreichen.
Wie wäre es mit einer Art R2R-Netzwerk? --> Da war wohl einer schneller.
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Ja, das würde gehen, habe ich auch schon überlegt, aber die Widerstände die ich dazu benötige sind einfach mechanisch zu groß ( Leistung ). Und wenn ich eine feine Auflösung haben will, dann benötige ich zuviele davon... Andreas
Harald W. schrieb: > Da würde ich einen 4Bit-Wandler mit Relais bauen. Ich denke, 16 Stufen > sollten ausreichen. Guter Vorschlag, und wenn er eine etwas höhere Auf (Aus) Lösung braucht, lässt sich ja ein Bit (Relais) dazu bauen...
>aber die Widerstände die ich dazu benötige sind einfach mechanisch zu groß Musst ja irgendwie die Wärme loswerden. Halbleiter mit Kühlkörper wird auch nicht kleiner. >wenn ich eine feine Auflösung haben will Wie wäre es mit einem Motor-Potentiometer? Motor ist auch nicht grösser als 2 Relais.
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Mit dieser einfachen Schaltung sollte sich das Problem lösen lassen... Das Poti darf natürlich auch weniger vertragen, wenn Du nicht zu lange testest, und ist auch billiger...
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Mani W. schrieb: > Mit dieser einfachen Schaltung sollte sich das Problem lösen lassen... Und wie ist in diesem Vorschlag das zu erreichen: Andreas R. schrieb: > elektronisch einen einstellbaren Widerstand ?
Andreas R. schrieb: > ich benötige zum Test von FI Schaltern eine Schaltung, > die elektronisch einen einstellbaren Widerstand von 2K bis 25k an 230V > Wechselspannung darstellt. > Es geht darum einen Fehlerstrom durch den PE zu schicken und > festzustellen ab welcher Schwelle der FI auslöst. ( ~10mA - ~0.12A ) > > Eine einfache Gleichrichtung und anschliessender Mosfet mit Opamp aus > als elektronischer Widerstand scheidet aus , da die Stromaufnahme > sinusförmig sein muss. Was wird hier als Endergebnis angestrebt – Strom oder Widerstand?
>> Es geht darum einen Fehlerstrom durch den PE zu schicken und >> festzustellen ab welcher Schwelle der FI auslöst. ( ~10mA - ~0.12A ) >> >> Eine einfache Gleichrichtung und anschliessender Mosfet mit Opamp aus >> als elektronischer Widerstand scheidet aus , da die Stromaufnahme >> sinusförmig sein muss. > > Was wird hier als Endergebnis angestrebt – Strom oder Widerstand? Es geht darum einen Fehlerstrom durch den PE zu schicken und festzustellen ab welcher Schwelle der FI auslöst. ( ~10mA - ~0.12A ) Andreas
Andreas R. schrieb: > Es geht darum einen Fehlerstrom durch den PE zu schicken und > festzustellen ab welcher Schwelle der FI auslöst. ( ~10mA - ~0.12A ) Du möchtest also eine Stromquelle für 10mA bis 120mA mittels einer 230V-Spannungsquelle und einem Serienwiderstand realisieren und dabei ca. 28W verbraten. Wieso lässt du die 230V, von denen der FI-Schalter bis zum Abschaltzeit- punkt sowieso nichts mitbekommt, nicht einfach außen vor und baust eine bspw. mit 12V betrieben Wechselstromquelle auf? Das sollte mit einem kräftigen Opamp (für 120mA), einem Digitalpotentiometer (für die elektronische Einstellung) und einem Sinusgenerator gehen. Statt des Sinusgenerators kannst du das Sinussignal auch über einen Trafo oder Spannungsteiler dem Netz entnehmen.
> Musst ja irgendwie die Wärme loswerden. Halbleiter mit Kühlkörper wird > auch nicht kleiner. Die Prüfung an sich wird ja nicht länger als 300ms dauern. Die Erwärmung wird sich noch in grenzen halten. Also muss der Kühlkörper so gross nicht werden. >>wenn ich eine feine Auflösung haben will > > Wie wäre es mit einem Motor-Potentiometer? Motor ist auch nicht grösser > als 2 Relais. Zu groß, zu teuer .... Andreas
Also man kann so ein Widerstandsnetzwerk auch mit Photomos schalten, damit es kleiner wird. Beispiel: https://www.conrad.de/de/photomos-relais-1-st-panasonic-aqy210ks-1-schliesser-350-vdc-350-vac-120-ma-polzahl-4-504862.html Wenn du SMD-Widerstände verwendest, kannst du diese auch überlasten, wenn du die Einschaltzeit begrenzt. Bei vernünftigen Herstellern steht genau drin, wie lange das zulässig ist. Beispiel: https://www.vishay.com/docs/28880/melfprofhv.pdf Siehe "Continuous Pulse" Characteristics. So einen MMB kann man bei 100ms durchaus mit mehreren W belasten, es gibt auch Typen mit erhöhter Pulsfestigketit. Derating muss man natürlich immer berücksichtigen! Ich persönlich würde aber einfach dicke Widerstände nehmen, wie solche: http://www.bourns.com/docs/Product-Datasheets/pwr163.pdf?sfvrsn=a1fce1a4_4 Die Platine müsste man dann aber schon irgenwie auf einen Kühlkörper montieren, wenn man wirklich kontiunierlich 25W abführen muss. Bei Widerständen ist das meist etwas entspannter, die halten ja durchaus auch höhere Temperaturen als Halbleiter aus. Naja: Da alles SMD ist, kann man das auch einigermaßen klein bauen. Wenn man die richtigen Photomos auswählt, kann man durchaus auch die nötigen Normen für Schutzisolation erfüllen, sollte das nötig sein.
Yalu X. schrieb: > Wieso lässt du die 230V, von denen der FI-Schalter bis zum Abschaltzeit- > punkt sowieso nichts mitbekommt, nicht einfach außen vor und baust eine > bspw. mit 12V betrieben Wechselstromquelle auf? Hi, ich kann über meinen PE soviel Strom leiten, wie ich will, zum Beispiel von einer Autobatterie, da löst kein FI aus. Erst, wenn der Strom, der aus dem Netzstromkreis rausfließt nicht wieder reinfließt, löst der in diesem Stromkreis sich befindende FI aus. Oder sehe ich das falsch. Es muss also eine Stromquelle sein, die ihren Strom aus dem betreffenden FI-Stromkreis bezieht. Bei mir haben sich eine 100 Watt Glühlampe und eine 7-Takt-Kochplatte bestens als Grobtest bewährt. ciao gustav
> Du möchtest also eine Stromquelle für 10mA bis 120mA mittels einer > 230V-Spannungsquelle und einem Serienwiderstand realisieren und dabei > ca. 28W verbraten. Keine Quelle, Senke! > > Wieso lässt du die 230V, von denen der FI-Schalter bis zum Abschaltzeit- > punkt sowieso nichts mitbekommt, nicht einfach außen vor und baust eine > bspw. mit 12V betrieben Wechselstromquelle auf? Das sollte mit einem > kräftigen Opamp (für 120mA), einem Digitalpotentiometer (für die > elektronische Einstellung) und einem Sinusgenerator gehen. Statt des > Sinusgenerators kannst du das Sinussignal auch über einen Trafo oder > Spannungsteiler dem Netz entnehmen. Die FI's werden in der Regel schon verbaut sein ... Es geht also auch um den Test von FI's in der Installation! OK, diese Randbedingung habe ich vergessen zu erwähnen. Ich dachte das geht aus dem Kontext hervor.... Ich benötige also eine Wechselstromsenke, die den Strom durch den PE schickt. Andreas
Mani W. schrieb: > Mit dieser einfachen Schaltung sollte sich das Problem lösen lassen... > > Das Poti darf natürlich auch weniger vertragen, wenn Du nicht zu lange > testest, und ist auch billiger... Das Poti muss wesertlich mehr "vertragen" können, nämlich 350W! (115mA²*25000Ohm)
Andreas R. schrieb: > Die FI's werden in der Regel schon verbaut sein ... Hi, der Tauglichkeitstest von FIs ist durchaus berechtigt. ...schau mal... Beitrag "FI fliegt beim Anstecken vom Frequenzumrichter" ciao gustav
Andreas R. schrieb: > Im Prinzip muss ich dem zu messenden Netz ( mit FI ) einen sinusförmigen > einstellbaren Strom entnehmen und in den PE leiten. > > Gibt es noch einen anderen Ansatz? Du könntest Blindwiderstände (Kondensatoren) nehmen.
Patrick J. schrieb: > Hintergrund: > Der 'normale' FI wird bei Gleichstrom ->blind<- und kann dann auch bei > normalen Fehlerströmen NICHT MEHR AUSLÖSEN. ciao gustav
Andreas R. schrieb: > Hallo, > ich benötige zum Test von FI Schaltern eine Schaltung, > die elektronisch einen einstellbaren Widerstand von 2K bis 25k an 230V > Wechselspannung darstellt. > Es geht darum einen Fehlerstrom durch den PE zu schicken und > festzustellen ab welcher Schwelle der FI auslöst. ( ~10mA - ~0.12A ) > > Eine einfache Gleichrichtung und anschliessender Mosfet mit Opamp aus > als elektronischer Widerstand scheidet aus , da die Stromaufnahme > sinusförmig sein muss. > > Eine Hilfsspannung von 12V potentialfrei ist vorhanden. > > Motorgetriebe Stellwiderstände fallen auch raus, da zu groß. > > Ich dachte auch schon an eine Art PFC mit anschliessendem elektronischen > Widerstand ( Gleichspannung ) > > Im Prinzip muss ich dem zu messenden Netz ( mit FI ) einen sinusförmigen > einstellbaren Strom entnehmen und in den PE leiten. > > Gibt es noch einen anderen Ansatz? > Dein Ansatz ist leider zu simpel gedacht. Es gibt fertige Testgeräte zu kaufen die alle Parameter zum Testen von FI's. Bedenke, es gibt nicht "den FI", unabhängig vom Fehlerstrom. Was soll denn genau geprüft werden? Ob ein Fi bei 26,7 mA oder 27,1 auslöst? Da sind noch sehr viele Fragen offen... > Andreas
Der Superlöter schrieb: > Was soll denn genau geprüft werden? Andreas R. schrieb: > festzustellen ab welcher Schwelle der FI auslöst.
Andreas R. schrieb: > Es geht also auch um den Test von FI's in der Installation! Sowas kann man fertig kaufen, ich hab hier ein Fluke 1654 dafür. Manche Sachen will man nicht selbst entwickeln.
Andreas R. schrieb: > Es geht darum einen Fehlerstrom durch den PE zu schicken und > festzustellen ab welcher Schwelle der FI auslöst. ( ~10mA - ~0.12A ) Andreas R. schrieb: > Ich benötige also eine Wechselstromsenke, die den Strom durch den PE > schickt. Was ist daran schlimm, wenn nach dem Fehlerstrom-Schutzschalter ein Brückengleichrichter steht?
In welcher Zeit? Z.B.? So langsam komme hinter den Sinn dieser Hausaufgabe... Gegeben ist eine Potentalfrei Hilfsspannung die einen Strom durch eine Erdleitung schickt... Also keine 25 Watt.... Eher Milliwatt...
Horst schrieb: > Andreas R. schrieb: >> Es geht also auch um den Test von FI's in der Installation! > > Sowas kann man fertig kaufen, ich hab hier ein Fluke 1654 dafür. > Manche Sachen will man nicht selbst entwickeln. Dafür haben FI's eine Taste um zu testen ob er auslöst.
Der Superlöter schrieb: > Dafür haben FI's eine Taste um zu testen ob er auslöst. Der TO (Andreas) will aber nicht testen, ob er auslöst, sondern bei welchem Strom er auslöst!
Horst schrieb: > Andreas R. schrieb: >> Es geht also auch um den Test von FI's in der Installation! > > Sowas kann man fertig kaufen, ich hab hier ein Fluke 1654 dafür. > Manche Sachen will man nicht selbst entwickeln. Manchmal muss man aber .... Es geht nicht nur um ein Einzelstück ! Andreas
Georg M. schrieb: > Andreas R. schrieb: >> Es geht darum einen Fehlerstrom durch den PE zu schicken und >> festzustellen ab welcher Schwelle der FI auslöst. ( ~10mA - ~0.12A ) > > Andreas R. schrieb: >> Ich benötige also eine Wechselstromsenke, die den Strom durch den PE >> schickt. > > Was ist daran schlimm, wenn nach dem Fehlerstrom-Schutzschalter ein > Brückengleichrichter steht? Wenn nach den Gleichrichter ein Kondensator folgt, den man haben muss, wenn man ordentlichen Gleichstrom ohne viel welligkeit haben will, dann ist der Strom eben nicht mehr sinusförmig !! Andreas
Der Superlöter schrieb: > In welcher Zeit? Z.B.? > > So langsam komme hinter den Sinn dieser Hausaufgabe... > > Gegeben ist eine Potentalfrei Hilfsspannung die einen Strom durch eine > Erdleitung schickt... Also keine 25 Watt.... Eher Milliwatt... Nein, so funktioniert ein FI nicht !! Der Strom muss durch L1 raus aber nicht durch N wieder zurück, in dem fall eben durch den PE weg ! Andreas
Andreas R. schrieb: > Es geht also auch um den Test von FI's in der Installation! Dafür reicht entweder der eingebaute taster, der einen entsprechenden Fehlerstrom erzeugt. Oder wahtweise pro FI Typ 2 Widerstände. Einder für den Strom bnei dem er noch nicht auslösen darf und einer bei dem er sicher auslösen muss. Alles andere (exakten Strom bestimmen) ist (meiner Meinung nach) Spielerei und zum reinen Testen einer bestehenden Installation wenig zielführend.
Was passiert denn, wenn man zwischen N und PE einen Wechselstrom einprägt, gerne auch um 180° gegenüber L gedreht? Dann sieht der FI diesen Strom als Differenz. Wie schon oben geschrieben, braucht man diesen Strom nicht mühsam aus 230V erzeugen, sondern kann mit 6..12V arbeiten, wodurch ein einfacher Leistungs-OP mit 1:1 Übertrager zur sicheren Entkopplung reicht.
Wie wäre es, wie bereits oben kurz angesprochen, mit einer Art R2R Netzwerk, nur aus Kondensatoren. Also 7 mit Kondensatoren, die bei 230V Fehlerstrom erzeugen. 1mA 2mA 4mA 8mA 16mA 32mA 64mA und via Relais/Optomos/Triac/... wie auch immer schaltbar sind, kannst du dann ganz bequem in 1ma Schritten den Strom erhöhen bis der FI auslöst. Das sollte sich halbwegs kompakt realisieren lassen. Und es erzeugt (nahezu) keine Verlustleistung. Das geht zur Not auch mit 7 Schalter, braucht dann nicht mal eine Hilfsversorgung. ---- Bentschie
Bentschie schrieb: > Netzwerk, nur aus Kondensatoren. Ein Widerstand muss da trotzdem irgendwie rein.
Ich wuerde es wieviele Hersteller auch mit Relais und Widerstaenden machen. Wie schon erwaehnt sollten da 4 Bit ausreichen. Auch brauchen diese Widerstaende nicht diese enorme Leistung fuer Dauerbetrieb zu haben. Der FI muss ja in wenigen ms ausloessen. Deshalb kann man da kleinere Ausfuehrungen einsetzten, wobei die mit dem kleinsten Widerstand halt die mit der meisten Leistung sind. Auch sollte man bedenken das es FIs auch mit 300mA gibt. Die Relais sollten zwecks ueberlastung der Widerstaende halt nur fuer wenige ms anziehen und den Fehlerstrom erzeugen. Die Widerstaende muessen aber Impulsfest sein, was im allgemeinen auf Drahtwiderstaende hinauslaeuft. Auch muss die ganze Schaltung wenn man am Netz messen will der Kategorie CAT 4 entsprechen, damit einem das ganze nicht um die Ohren fliegt. https://de.wikipedia.org/wiki/Messkategorie
Georg M. schrieb: >> Netzwerk, nur aus Kondensatoren. > > Ein Widerstand muss da trotzdem irgendwie rein. Warum? Strom ist Strom, egal ob Wirk oder Blind. Man braucht höchstens noch ein paar kleine Entladewiderstände.
Es gibt Miniaturrelais für 250VAC, das Gerät muss also nicht zu sperrig sein.
Harald W. schrieb: > Warum? Strom ist Strom, egal ob Wirk oder Blind. Ist das so? Löst ein FI gleichmäßig aus unabhängig von dem Phasenwinkel des Leckstroms? Die Frage ist durchaus ernst gemeint.
Der Andere schrieb: > Ist das so? Löst ein FI gleichmäßig aus unabhängig von dem Phasenwinkel > des Leckstroms? > Die Frage ist durchaus ernst gemeint. Ich denke schon - für den Test muss ja nur eine Leitung durchgeführt werden, die den Auslösestrom trägt. Es wird die Differenz der Ströme zweier Drähte gemessen und wenn einer davon Null ist, sollte das auch gehen. Und dann gibt es ja keinen Phasenwinkel. Zumindest glaube ich das, ich habe noch keinen näher untersucht :-).
Bentschie schrieb: > Wie wäre es, wie bereits oben kurz angesprochen, mit einer Art R2R > Netzwerk, nur aus Kondensatoren. Nicht gut, der Blindwiderstand dieses Netzwerkes gilt ja nur fuer den eingeschwungenen Zustand. Im Einschaltmoment, wenn der Kondensator ans Netz gelegt wird ist die Sache aber etwas komplizierter weil dann praktisch noch gar kein richtiger Sinus anliegt. Deshalb kann man den Strom nicht so einfach nach der bekannten Formel ausrechnen sondern musseste die DGL dazu aufstellen und loessen. Dann kommt dabei noch ein exponentieller Abfallender DC Anteil mit ins Spiel der dir den FI eventuell ausloessen kann.
Der Andere schrieb: > Ist das so? Löst ein FI gleichmäßig aus unabhängig von dem Phasenwinkel > des Leckstroms? > Die Frage ist durchaus ernst gemeint. Ja, oft tut der das sogar ungewollt, wenn man zu große Y-Kapazitäten hat, z.B. zu viele Schaltnetzteile an einer Phase.
Der Andere schrieb: > Harald W. schrieb: >> Warum? Strom ist Strom, egal ob Wirk oder Blind. > > Ist das so? Löst ein FI gleichmäßig aus unabhängig von dem Phasenwinkel > des Leckstroms? > Die Frage ist durchaus ernst gemeint. Woher soll der RCD denn den Phasenwinkel des Stroms wissen?
Am einfachsten wäre immer noch, den Prüfstrom auf der Abgangsseite des RCD zwischen N und PE einzuspeisen. Da kommt man mit einer kleinen Leistung aus.
Georg M. schrieb: > Was ist daran schlimm, wenn nach dem Fehlerstrom-Schutzschalter ein > Brückengleichrichter steht? Andreas R. schrieb: > Wenn nach den Gleichrichter ein Kondensator folgt, den man haben muss, > wenn man ordentlichen Gleichstrom ohne viel welligkeit haben will, dann > ist der Strom eben nicht mehr sinusförmig !! Moment - genau das willst Du ja bei jenem Strom gar nicht. Mit einem Gleichrichter (aber ohne Glättung) kannst Du für nur eine nötige Polarität des "elektronischen Widerstandes" sorgen - was also bedeuten würde, daß man diesen durchaus mit MOSFET realisieren könnte. Minimalst-Leistungs-Widerstände dann nur für die Einstellung des genauen (auch Maximal-)Stromwertes - eventuell mittels eines Stufenschalters. EinPoti wäre auch möglich, aber... sollte klar sein, daß der Stufenschalter komfortabler wäre, wenn stufenlose Einstellung unnötig. Das ganze gekoppelt als Umschaltung an eine OPV-Schaltung, welche den Stromverlauf durch den MOSFET abhängig von der aktuellen Eingangsspannung macht (über einen ebenfalls hochohmigen (kleinstleistungs) Spannungsteiler - so daß also Dein sinusförmiger Strom heraus kommt - wegen der hohen Spannung aber besser aus mehreren seriellen R. Oder aber - zumindest den Spannungsteiler - aus dafür geeigneten R). Hilfsspannung kannst Du ja bereitstellen, sagtest Du. Ist evtl. keine Standardlösung, aber mir fällt jetzt nichts ein, was dagegen spräche. Wäre sozusagen eine Kombination aus bisherigen Ideen dazu, und das einzige "Leistungsbauteil" bliebe Dein MOSFET. Und nur Dioden, Spannungsteiler sowie FET-Drain wären an hoher Spannung.
Harald W. schrieb: > Das Poti muss wesertlich mehr "vertragen" können, nämlich 350W! > (115mA²*25000Ohm) Aber nur nach Deiner Rechnung! Meine Schaltung hat einen Einstellbereich von 2K bis insgesamt 27K, daraus folgt bei Minimalstellung des Poti dann 2K... 230V /2000R = 0,115A I*I*R = 26,45 Watt und die frisst der 2K/25W Festwiderstand An der Endstellung des Poti hat der Gesamtwiderstand dann 27K... 230V / 27K = 0,0085A Folglich I*I*R = 1,95 Watt Diese werden dann über den 2K und den 25K verbraten... Im Prinzip reicht aber auch ein 10 Watt Poti...
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Mani W. schrieb: > Harald W. schrieb: >> Das Poti muss wesertlich mehr "vertragen" können, nämlich 350W! >> (115mA²*25000Ohm) > > Aber nur nach Deiner Rechnung! ..und nach Deiner Rechnung würde das Poti schnell durchbrennen. :-(
Harald W. schrieb: > ..und nach Deiner Rechnung würde das Poti schnell durchbrennen. > :-( Bitte um Erklärung... Harald W. schrieb: >> Harald W. schrieb: >>> Das Poti muss wesertlich mehr "vertragen" können, nämlich 350W! >>> (115mA²*25000Ohm) Wie können bei 230 Volt und einem Lastwiderstand von 25K 115 mA fließen ? Da würdest Du 2875 Volt benötigen...
Mani W. schrieb: > Da würdest Du 2875 Volt benötigen... Das würde wohl zur Explosionsartigen Vernichtung führen. Potis müssen grundsätzlich auf den höchsten, fliessenden Strom (115mA) dimensioniert werden.
Harald W. schrieb: > Potis müssen grundsätzlich auf den höchsten, fliessenden Strom > (115mA) dimensioniert werden. ...der ja bei „runtergedrehtem“ Schleifer (auf z. B. 10%) die kleinere Leistung auch in einem räumlich konzentrierteren Bereich umsetzt.
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