Strombegrenzer/Sicherung

[Vladislav I. (vladilightbringer)]

Hallo,

ich möchte ein ESD Armband, wo jedoch kein Widerstand verbaut sein soll, 
sondern stattdessen nur eine Sicherung, damit man bei einem Stromunfall 
nicht durch die Erdung einen Schaden erleiden kann. Ich weiß das ESD 
dafür da ist, langsam statische Aufladung abzuleiten, aber ich möchte es 
für einen anderen Zweck verwenden und es wäre mir nur wichtig, dass eine 
"lebensversichernde" Sicherung oder etwas vergleichbares drin wäre. Ich 
hatte diese Sicherung im Visier: 
https://www.mouser.de/datasheet/2/240/Littelfuse_Fuse_313_315_Datasheet.pdf-476752.pdf

Mit 10 ma und einem Widerstand von 4300 Ohm. Der Körperwiderstand ist 
jedoch abhängig von der Spannung(siehe Bild). Muss ich dafür eine 
Gleichung aufstellen, weil der Widerstand vom Körper ja mit der Spannung 
nichtlinear skaliert und ich folglich nicht weiß, wie viel Spannung am 
Körper und wie viel an der Sicherung anliegt. Da ja eine 
Schmelzsicherung nach P= U*I, also ab einer gewissen Leistung 
durchbrennt kann ich da nichts genaues ausrechnen. Denkt ihr es gibt 
schon eine Gleichung die das beschreibt, oder könnte mir jemand helfen 
so eine aufzustellen, oder gehe ich die Sache falsch ran? Vielen Dank 
für die Hilfe!

LG Vladi

[Bernd G. (Gast)]

Wen oder was willst du schützen? Dich selbst?
Fallstudie: du fässt an die Spannung, die Sicherung nach PE löst aus. 
Danach fließt der Strom dann über deinen Hintern, wenn du sitzt, oder 
über deine Füße, wenn du stehst, weiter irgendwohin?

Quatsch mit Soße. Zumal die Auslösezeit einer Schmelzsicherung für 
diesen Einsatz viel zu groß ist.

Lass dir vom Elektrikus einen RCD mit 10 mA in den Steckdosenkreis 
einbauen, besser geht es nicht.

Ich tippe hier allerdings eher auf Trollerei.

Gleich kommt sicher noch jmd mit einem Trenntrafo in der Hand 
angerannt...

[Andreas M. (elektronenbremser)]

Als " Lebensversicherung " im Netzspannungsbereich dient normalerweise 
ein RCD.
Ganz anderer Aufbau als eine Sicherung. Ich glaube nicht, dass so etwas 
in Verbindung mit einem Erdungsarmband möglich ist.

[Paul B. (paul_baumann)]

Bernd G. schrieb:
> Lass dir vom Elektrikus einen RCD mit 10 mA in den Steckdosenkreis
> einbauen, besser geht es nicht.
>
Genau so.
>
> Gleich kommt sicher noch jmd mit einem Trenntrafo in der Hand
> angerannt...

Ach was. Bei den Temperaturen rennt der mit dem Trafo nicht.

Paul

[Vladislav I. (vladilightbringer)]

Gibts die RCD auch in klein ? Also das man sie in das Kabel oder in den 
Anschlussdruckknopf einbauen könnte(macht man ja mit Widerständen auch) 
? Ich weiß das normalerweise der FI Schutzschalter auslöst wenn Strom 
durch die Erdung fließt, aber eine kleinere Ausführung wäre optimal, 
welche man also in das Kabel des Armbands einbauen könnte. Und wieso 
sollte sich jemand die Mühe machen zu trollen? Ich will nur technische 
Hilfe :)

[Bernd G. (Gast)]

Informiere dich bitte zuvörderst aus den dir zur Verfügung stehenden 
Quellen über die Wirkungsweise eines RCD.

> Ich will nur technische Hilfe :)

Das wird bei deinem derzeitigen Wissenstand sehr, sehr schwer.

Zur Hilfe kannst du dir ja ein paar Strichmännchen mit den möglichen 
Stromwegen vor und nach dem Auslösen deiner Sicherung aufmalen.

[M.A. S. (mse2)]

@Vladislav I.
Ich glaube dieses hier ist so ein Fall, wo wir Dir keinen Rat geben 
können, wenn Du uns nicht genauer schreibst, was Du tatsächlich machen 
möchtest.

Was soll das Armband bezwecken, wenn nicht elektrostatische Aufladungen 
ableiten?

[Vladislav I. (vladilightbringer)]

Die meisten Böden/Stühle isolieren doch so stark, dass kein wirklicher 
Stromfluss möglich wäre, sobald die Sicherung draußen wäre. Ich möchte 
das ESD Armband nur zur Erdung verwenden, also zur elektrischen 
Verbindung mit der Erde. Da hier schon zuvor gedacht wurde das ich 
trolle, obwohl ich das (absichtlich) genau aus diesem Grund weggelassen 
habe, versuche ich jetzt trotzdem mal das ganze zu erklären: Durch 
mehrere Phänomene, z.B durch die positiv geladene Atomosphäre ist die 
Erdoberfläche negativ geladen und besitzt einen elektronenüberschuss. 
Wenn man sich dann elektrisch mit der Erde verbindet ensteht ein 
Diffusionsstrom durch den Elektronengradienten, also von der Erde zum 
Körper, wodurch Beispielsweise freie positiv geladene Radikale z.B 
Entzündungen im Körper gepuffert werden können. Nennt sich Earthing und 
ja ich würde gerne ein Armband anfertigen lassen, wo der elektrische 
Widerstand möglichst gering ist. Ich habe geschaut, aber der kleinste 
RCD wäre dieser hier: 
https://www.amazon.de/dp/B00LGUAXGO/ref=asc_df_B00LGUAXGO54442102/?tag=googshopde-21&creative=22398&creativeASIN=B00LGUAXGO&linkCode=df0&hvadid=227966455170&hvpos=1o1&hvnetw=g&hvrand=18186023589720696887&hvpone=&hvptwo=&hvqmt=&hvdev=c&hvdvcmdl=&hvlocint=&hvlocphy=1004246&hvtargid=pla-335180332492&th=1&psc=1

Am besten wäre etwas, was man leicht in ein Kabel einbauen könnte

LG Vladi

[Route_66 H. (route_66)]

Vladislav I. schrieb:
> Die meisten Böden/Stühle isolieren doch so stark, dass kein wirklicher
> Stromfluss möglich wäre, sobald die Sicherung draußen wäre.

Auch bei gut leitenden Böden/Stühle gibt es keinen Stromfluss wenn die 
"Sicherung draußen" ist.

Bei mir sind alle Sicherungen drinnen im Verteiler eingebaut!

[M.A. S. (mse2)]

Vladislav I. schrieb:
> Wenn man sich dann elektrisch mit der Erde verbindet ensteht ein
> Diffusionsstrom durch den Elektronengradienten, also von der Erde zum
> Körper, wodurch Beispielsweise freie positiv geladene Radikale z.B
> Entzündungen im Körper gepuffert werden können. Nennt sich Earthing ...

OK, Sinn und Zweck dieser Sache möchte ich nicht diskutieren (Du 
wahrscheinlich auch nicht).

Aus elektrotechnischer Sicht:
Es fließt nur solange ein Strom zwischen Dir und Erde, solange die 
Potentialdifferenz nicht ausgeglichen ist. Das geht relativ schnell, 
dann fließt nichts mehr.
Die Ladungsmenge die dabei fließt, wird immer die gleiche sein, egal wie 
hoch- oder niederohmig Deine Erdanbindung ist.
Das einzige, was sich ändert, ist die Zeit, die dieser Ausgleichsvorgang 
benötigt.
Wenn Du ein handelsübliches ESD-Schutzarmband verwendest, liegt diese 
Zeit bereits deutlich unter einer Sekunde.
Erdest Du Dich niederohmig, fließt ein paar Nano- oder von mir aus auch 
Mikrosekunden lang Stom. Und?

> ...und
> ja ich würde gerne ein Armband anfertigen lassen, wo der elektrische
> Widerstand möglichst gering ist.
Lass es. Wenn Du Dich unbedingt ans Erdpotential schmiegen möchtest, tue 
dies hochohmig. Für das, was Du vorhast, macht es keinen Unterschied, es 
ist aber wesentlich sicherer und Du kannst Dir jegliche Überlegungen 
bzgl. Sicherungen etc. einfach sparen.

[Vladislav I. (vladilightbringer)]

Vielen Dank für deine Antwort mse2, könntest du mir das Bitte 
Formeltechnisch erklären ? Ich würde es gerne noch verstehen, weil es 
klingt schon einleuchtend. Ich dachte das der Strom durch I= U/R 
begrenzt wird, oder ist der Strom so gering, dass der Wiederstand keinen 
Unterschied macht. Das die Potentialdifferenz einen unterschied macht 
ist ja aus der Formel auch ersichtlich.

[M.A. S. (mse2)]

Vladislav I. schrieb:
> könntest du mir das Bitte
> Formeltechnisch erklären ?

I=U/R gilt natürlich. In Deinem Falle ist U aber nicht konstant sondern 
fällt im Sekundenbruchteil auf Null. Du verhälst Dich wie ein geladener 
Kondensator, der über einen Widerstand entladen wird.

Die passende Formel für den Zeitverlauf findest Du hier:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_(Elektrotechnik)

unter der Unterüberschrift "Entladevorgang".
Das ganze geht mit einer abklingende e-Funktion, deren sog. 
Zeitkonstante T=R*C ist, wobei C in diesem Falle Deine Kapazität gegen 
Erde und R der Entladewiderstand sind.

Ich habe bei meinem Erdungsarmband hier gerade einen Wert von ca. 4 bis 
5 MOhm gemessen. Die Kapazität eines menschlichen Körpers gegen Erde 
sollte typischerweise die Größenordnung von ein bis mehrere hundert pF 
haben.

Nehmen wir an C=500pF (was sehr viel ist) und R=10MOhm (was auch viel 
ist), dann ist T=500pF*10MOhm = 0,005s.

Gut, eine e-Funktion konvergiert in wahrheit nur gegen Null und erreicht 
sie nicht, jedoch kann man sagen, dass nach fünf Zeitkonstanten die 
Ladung auf unter 1% gesunken ist (damit auch die Spannung und der 
Entladestrom).



PS: Wenn da ständig Strom flösse, hätte die Kraftwerke es viel 
einfacher.  ;)

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Es gibt so einen RCD-Sensor mit einem Auslösestrom von 30mA~ und 6mA= 
bei der Firma Ladesystemtechnik unter Bausätze oder bei der Firma 
Western Automation mit einem Auslösestrom von 10mA~. Das Kabel vom 
Armband kann dann einfach durch die 14mm Bohrung durchgeführt werden. 
Eine grüne LED zeigt an, dass der Sensor scharf geschaltet ist.

Du müsstest dann nur noch eine Auswertelektronik (RS-Flip-Flop) mit 
Schütz dahinter schalten.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Es gibt auch sogen. Personenschutz Adapter:
https://www.amazon.de/Brennenstuhl-Personenschutz-Adapter-BDI-IP54-1290630/dp/B0049G7J78
Und hier einer mit 10mA Auslösestrom:
https://www.amazon.de/Schwabe-Personenschutz-Zwischenschalter-Schutzklasse-schwarz/dp/B00LGUAXGO/

[Vladislav I. (vladilightbringer)]

Danke mse2, eine Sache ist mir noch unklar. Es fließt ja ein Strom von 
der Erde zum Menschen, also ist es nicht ein Aufladevorgang und nicht 
Entladevorgang? Oder ist die Zeit beim Aufladevorgang genau so wie beim 
Entladevorgang und deswegen hast du diese Berechnung so ausgeführt ?

LG Vladi

[M.A. S. (mse2)]

Vladislav I. schrieb:
> Es fließt ja ein Strom von
> der Erde zum Menschen, also ist es nicht ein Aufladevorgang und nicht
> Entladevorgang?

Die Stromrichtung tut bei solchen Berechnungen nichts zur Sache. Der 
Techniker zählt den Strom positiv von Plus nach Minus, was der 
Elektronenflussrichtung entgegen geht. (Ist so festgelegt worden, als 
man Elektronen noch gar nicht kannte.)

Da es in der Tat egal ist, in welche Richtung der Strom fließt, nennen 
wir das Geschehen einfach ganz neutral 'Umladevorgang'. Ob Du (der 
Kondensator gegen Erde) dabei auf- oder entladen wirst, ist für die 
Dauer des Vorganges nicht relevant.

Also kurze Antwort: ja, Auf- und Entladevorgang gehen gleich schnell.

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Ach soo, statt am Armband, sollte man besser den RCD in die 230V 
Installation einbinden. Das ist natürlich besser und sicherer.

[Vladislav I. (vladilightbringer)]

Vielen Dank mse2 und natürlich auch alle anderen für die nette Hilfe!

Ich hätte nur noch eine letzte Frage: Ich würde jetzt einen 100kOhm 
Widerstand verwenden im Kabel des Erdungsarmbands.

Wikipedia sagt bezüglich gefährlichen Stromstärken: Das 
durchschnittliche Kind kann die Stromquelle noch zwischen 3 und 5 
Milliampere loslassen, der durchschnittliche Erwachsene noch zwischen 6 
und 9 Milliampere, wobei bei Frauen 6 Milliampere, bei Männern 9 
Milliampere angesetzt werden.[16][17]

Wenn ich I = U/R = 230 Volt/100000 Ohm rechne kommt: 0,0023 A = 2,3 
Milliampere raus und da der Körperwiederstand in Reihe geschalten wird, 
sollte der Wert unter 2,3 Milliampere betragen. Ist das alles richtig 
so, also wäre dieser Widerstand für diesen Zweck optimal ?

LG Vladi

[Harald W. (wilhelms)]

Bernd G. schrieb:

> Gleich kommt sicher noch jmd mit einem Trenntrafo in der Hand
> angerannt...

Mit einem schweren Trenntrafo kannst Du nicht mehr rennen...

[Harald W. (wilhelms)]

Vladislav I. schrieb:

> Gibts die RCD auch in klein ?

Es gibt RCDs in Zwischensteckern.
In der Überschrift steht ja "Strombegrenzer". Genau dazu ist ja der
in den Armbändern verbaute Widerstand da.

[M.A. S. (mse2)]

Vladislav I. schrieb:
> Wenn ich I = U/R = 230 Volt/100000 Ohm rechne kommt: 0,0023 A = 2,3
> Milliampere raus und da der Körperwiederstand in Reihe geschalten wird,
> sollte der Wert unter 2,3 Milliampere betragen. Ist das alles richtig
> so, also wäre dieser Widerstand für diesen Zweck optimal ?

Ähm...

Richtig gerechnet hast Du schon. Aber: Warum willst Du unbedingt etwas 
anderes machen als man bei ESD-Armbändern tut? Bei ESD-Armbändern sind 
Megaohm (Millonen Ohm) verbaut, ich würde das empfehlen.

Warum nimmst Du nicht ein fertige ESD-Armband?

Mehrere Mikroampére sollten für Deine Anwendung völlig reichen, wenn der 
Ausgleichsvorgang beendet ist (nach wenigen Millisekunden) sind alle 
Ladungsträger dort, wo sie auch nach schnellerer Umladung, durch größere 
Ströme hingelangt werden. Wozu die Eile? Safety first!

[M.A. S. (mse2)]

Und, sorry, ich kann's mir nicht verkneifen (und will es eigentlich auch 
nicht), noch ein kleiner Deutschkurs, Fachvokabular:

Vladislav I. schrieb:
> Milliampere raus und da der Körperwiederstand in Reihe geschalten wird,

1)  Widerstand. Mit 'i', nicht mit 'ie'.

2)  etwas wird in Reihe geschaltet mit 't' am Ende, nicht 'geschalten' 
mit 'n'.

;)


Edit (peinlich): und gleich noch der Deutsch, nee falsch: 
Franösisch-Kurs hinerher für mich selber:

Ampère schreibt man natürlich mit è, nicht mit é, im Deutschen schreibt 
man es auch ohne Accent (hätt' ich mal so machen sollen, grummel, 
grummel...)