Mit dem Oszilloskop Netzspannung messen

[Matze]

@ all:

Erst mal danke für die vielen Antworten!

Ich möchte mal versuchen, das bisher gesagte zusammenzufassen:

Das Auftrennen des Schutzleiters an einem Oszi der Schutzklasse I
verhindert zwar einen Erdschluss, falls die Phase der zu vermessenden
Netzspannungsschaltung an die Masse des Oszis angeschlossen wird.
Dadurch liegt jedoch das Oszi-Gehäuse unbemerkt auf Netzpotential und
ich kriege eine gefeuert, wenn ich es berühre.
=> VERBOTEN

Die zu vermessende Netzspannungsschaltung muss also über einen
Trenntrafo angeschlossen werden. Wenn nun die Phase an der Masse des
Oszis anliegt, kann ich weder eine gefeuert bekommen noch einen
Erdschluss herbeiführen. Da das Oszi solch hohe Spannungen nicht
verträgt, ist ein Hochspannungstastkopf nötig.

Eine weitere Möglichkeit wäre die Verwendung eines
Differentialtastkopfs. Dann bräuchte man keinen Trenntrafo.

Ein Anschluss des Oszis an einen Trenntrafo ohne Schutzleiterverbindung
ist ebenfalls verboten, da somit ebenfalls unbemerkt ein hohes
Potential gegen Erde am Oszi-Gehäuse anliegen könnte.


Da aber sowohl Trenntrafo wie auch Differentialtastkopf ziemlich teuer
sind, würde ich gerne noch Eure Meinung zu folgender Idee hören:

Mein "Trenntrafo" hat sich bei genauerer Betrachtung als
12VAC-Sicherheitsheitstrafo herausgestellt. Könnte ich diesen Trafo
als Spannungswandler primärseitig an die Messpunkte der
Netzspannungsschaltung und sekundärseitig ganz normal ans Oszi (also
Masse und Vertikalverstärkereingang) anschließen? Schließlich
entsteht durch diesen Trafo quasi ein SELV-(Mess)Stromkreis. Und unter
25 VAC ist ja nicht mal Schutz gegen direktes Berühren nötig.
Dass bei dieser Anordnung die Signalqualität vermutlich etwas leidet,
wäre für meine Zwecke auch nicht weiter schlimm.



Danke !!!


Gruß,
Matthias

 

[Oliver Betz]

"Peter Weiss" <playfield-bbs@gmx.net> schrieb:

was aber Deiner Aussage "Da Deine Fragestellung darauf schließen läßt,
daß Du mit der Materie noch nicht ganz 100%ig vertraut bist, ist ein
ZWEITER Trenntrafo separat (!!) für das Oszi dringend empfehlenswert."
widerspricht.

Warum sollte das einander widersprechen? Wenn jemand eine Frage dieser
Art aufwirft, dann gehe ich davon aus, daß mindestens das Kriterium
"unterwiesene und geschulte Person" noch nicht erfüllt ist.

Und deshalb soll er das Oszi nicht an den Trenntrafo anschließen.

[...]

Ich mag meinen SI-9001 von http://www.sapphire.com.tw/ mit 700V
zulässiger Gleichtaktspannung.

Ich werde aus den Daten nicht ganz schlau... macht das Ding eine
richtige Potentialtrennung nach VDE?

"Potentialtrennung nach VDE"?

Es wirkt in der Art einer Schutzimpedanz, und es gibt einen separaten
Masseanschluß für den Fehlerfall.

Servus

Oliver
--
Oliver Betz, Muenchen (oliverbetz.de)

 

[Peter Weiss]

Hallo!

Matze schrieb:

Ich möchte mal versuchen, das bisher gesagte zusammenzufassen:

Ich fasse es mal noch etwas differenzierter zusammen:

1. Oszi und Schaltung direkt mit Netz verbunden -> Messung nicht
möglich, weil sonst Kurzschluß

2. Oszi über Trenntrafo, Schaltung mit Netz verbunden -> Messung zwar
technisch möglich, aber sehr gefährlich

3. Oszi direkt mit Netz verbunden, Schaltung über Trenntrafo ->
Messung technisch möglich, aber gefährlich (wenn auch weniger
gefährlich als 2, weil das Oszi-Gehäuse nicht auf hohem Potential
liegen kann)

4. Oszi über Trenntrafo, Schaltung über 2. Trenntrafo -> Messung
möglich und bei richtigem Umgang ungefährlich

5. Oszi und Differentialtastkopf direkt mit Netz verbunden, Schaltung
direkt mit Netz verbunden -> Messung möglich, aber gefährlich

6. Oszi und Differentialtastkopf direkt mit Netz verbunden, Schaltung
über Trenntrafo -> Messung möglich, abhängig von der Art des
Differentialtastkopfes auch ungefährliche Messung möglich

Da das Oszi solch hohe Spannungen nicht
verträgt, ist ein Hochspannungstastkopf nötig.

Mit einem 100:1 Tastkopf solltest Du eigentlich hinkommen, die sind
nicht so teuer wie richtige Hochspannungstastköpfe, die ein paar kV
aushalten.

Könnte ich diesen Trafo
als Spannungswandler primärseitig an die Messpunkte der
Netzspannungsschaltung und sekundärseitig ganz normal ans Oszi (also
Masse und Vertikalverstärkereingang) anschließen?

Vielleicht, vielleicht auch nicht, denn Deine Schaltung wird das
Hinzufügen eines Trafos an beliebigen Punkten vermutlich nicht
unbeeindruckt lassen. Es könnte sein, daß es funktioniert, wenn Du an
geeigneten Punkten mißt, also z. B. am Ausgang der Schaltung, wenn
sowieso im regulären Betriebsfall eine (induktive Wechselstrom-) Last
dranhängt. Da die Trafowicklung jedoch eine Induktivität darstellt,
wird die Messung zumindest extrem verzerrt, und Du mußt immer darauf
achten, daß keine Gleichstromkomponente vorhanden ist. Wahrscheinlich
wird es nicht funktionieren. Wenn Du Pech hast, raucht die Schaltung
ab.

Leih Dir irgendwo zwei Trenntrafos aus und mache Deine Messungen, oder
kauf zwei Trenntrafos. Du kannst auch "nackte" Trenntrafos kaufen und
diese in ein Gehäuse einsetzen, primärseitig eine Sicherung vorsehen!
Sekundärseitig darfst Du den Schutzleiter natürlich nicht
anschließen, und Du mußt überall die entsprechenden
Sicherheitsabstände und Funkenstrecken nach VDE einhalten.



CU Peter

 

[Jürgen Appel]

Hallo!

1. Oszi und Schaltung direkt mit Netz verbunden -> Messung nicht
möglich, weil sonst Kurzschluß
Ist mir klar.

2. Oszi über Trenntrafo, Schaltung mit Netz verbunden -> Messung zwar
technisch möglich, aber sehr gefährlich
da ansonsten "geerdete" Oszi-Gehäuseteile wegen des Trenntrafos dann auf

dem (u.U. gefährlichen) Potential der Masseklemme des Tastkopfes liegen.

3. Oszi direkt mit Netz verbunden, Schaltung über Trenntrafo -
Messung technisch möglich, aber gefährlich (wenn auch weniger
gefährlich als 2, weil das Oszi-Gehäuse nicht auf hohem Potential
liegen kann)

Dafür kann in diesem Fall aber das Gehäuse der Schaltung auf hohem
Potential liegen, oder?

4. Oszi über Trenntrafo, Schaltung über 2. Trenntrafo -> Messung
möglich und bei richtigem Umgang ungefährlich

Ungefährlich, weil die ganze Apparatur "floated" und die Berührung _eines_
beliebigen Punktes unproblematisch ist. Allerdings können durchaus noch
hohe Potentialdifferenzen zwischen Schaltungsgehäuse und Oszigehäuse
anliegen -> auch gefährlich!

5. Oszi und Differentialtastkopf direkt mit Netz verbunden, Schaltung
direkt mit Netz verbunden -> Messung möglich, aber gefährlich
Hier ist es mir unklar: Wo liegt die konkrete Gefahr?

6. Oszi und Differentialtastkopf direkt mit Netz verbunden, Schaltung
über Trenntrafo -> Messung möglich, abhängig von der Art des
Differentialtastkopfes auch ungefährliche Messung möglich
Hier sehe ich keinen Unterschied zu 5.

Gruß
Jürgen

--
GPG key:
http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?search=J%FCrgen+Appel&op=get

 

[Andreas Seltenreich]

Winfried Buechsenschuetz schrob:

Jürgen Appel schrieb in der newsgroup de.sci.electronics:

5. Oszi und Differentialtastkopf direkt mit Netz verbunden, Schaltung
direkt mit Netz verbunden -> Messung möglich, aber gefährlich

[...]

Jedenfalls ist Versorgung des Testobjekts über Trenntrafo die Methode
der Wahl. Die Versorgung des Meßgerätes kann beliebig erfolgen. Soweit
dann allerdings Gerätemasse mit Erde verbunden ist, tritt dann wieder
der Fall 5. auf.

Nicht ganz: Im Gegensatz zu Fall Nummer 5 würde Helmuts FI-Schalter
nicht mehr auslösen.

Gruß
Andreas

 

[Winfried Buechsenschuetz]

Jürgen Appel schrieb in der newsgroup de.sci.electronics:

5. Oszi und Differentialtastkopf direkt mit Netz verbunden, Schaltung
direkt mit Netz verbunden -> Messung möglich, aber gefährlich
Hier ist es mir unklar: Wo liegt die konkrete Gefahr?

Spannungen im Testobjekt sind (wg. Verbindung 0-Leiter und PE) gegen
Erde bezogen. Bei Berührung EINES spannungsführenden Punktes liegt diese
Spannung zwischen Körper und Erde an.

6. Oszi und Differentialtastkopf direkt mit Netz verbunden, Schaltung
über Trenntrafo -> Messung möglich, abhängig von der Art des
Differentialtastkopfes auch ungefährliche Messung möglich
Hier sehe ich keinen Unterschied zu 5.

Der wichtige Unterschied ist der, daß Spannungen am Testobjekt nicht
mehr erdbezogen sind. D.h., bei Berühren EINES spannungsführenden
Punktes sollte im Normalfall nix passieren (bis auf kapazitative
Restströme - die können zwar schmerzhaft sein, klingen aber schnell ab).

Jedenfalls ist Versorgung des Testobjekts über Trenntrafo die Methode
der Wahl. Die Versorgung des Meßgerätes kann beliebig erfolgen. Soweit
dann allerdings Gerätemasse mit Erde verbunden ist, tritt dann wieder
der Fall 5. auf.

Winfried Büchsenschütz
--
Immer auf dem aktuellen Stand mit den Newsgroups von freenet.de:
http://newsgroups.freenet.de

 

[Gerd Kluger]

"Jürgen Appel" <jappel@linux01.gwdg.de> wrote ...

1. Oszi und Schaltung direkt mit Netz verbunden -> Messung nicht
möglich, weil sonst Kurzschluß
Ist mir klar.

2. Oszi über Trenntrafo, Schaltung mit Netz verbunden -> Messung zwar
technisch möglich, aber sehr gefährlich
da ansonsten "geerdete" Oszi-Gehäuseteile wegen des Trenntrafos dann auf
dem (u.U. gefährlichen) Potential der Masseklemme des Tastkopfes liegen.

3. Oszi direkt mit Netz verbunden, Schaltung über Trenntrafo -
Messung technisch möglich, aber gefährlich (wenn auch weniger
gefährlich als 2, weil das Oszi-Gehäuse nicht auf hohem Potential
liegen kann)

Dafür kann in diesem Fall aber das Gehäuse der Schaltung auf hohem
Potential liegen, oder?

Hm, ich denke das Problem ist, dass wenn gegen Masse gemessen wird
(also der Massepunkt des Oszis, der ja mit Erde verbunden ist, irgendwo
mit der Schaltung verbunden wurde), der Trenntrafo (relativ) nutzlos wird,
weil die Potentiale der Schaltung dann ja doch wieder gegen Erde
bezogen sind, d.h. die einfache Berührung eines Leiters schon zum
Schlag führen kann. M.E. müßte doch in diesem Fall (nur ein Trenntrafo
und der versorgt die Schaltung) die Sicherheit signifikant erhöht
werden, wenn das Oszi *ohne* Erde betrieben wird. Abgesehen von dem
doch relativ unwahrscheinlicheren Fall, dass durch einen Defekt im Oszi
Netzspannungspotential am Oszigehäuse anliegt, sollte dies von der Sicherheit
her doch äquivalent zum Fall mit 2 Trenntrafos (Fall 4) sein. Oder was
meint ihr?

4. Oszi über Trenntrafo, Schaltung über 2. Trenntrafo -> Messung
möglich und bei richtigem Umgang ungefährlich

Ungefährlich, weil die ganze Apparatur "floated" und die Berührung _eines_
beliebigen Punktes unproblematisch ist. Allerdings können durchaus noch
hohe Potentialdifferenzen zwischen Schaltungsgehäuse und Oszigehäuse
anliegen -> auch gefährlich!

Wäre es nicht eigentlich auch möglich, Oszi *und* Schaltung über einen
Trenntrafo zu betreiben? Die Oszi-Eingänge sind doch galvanisch von
den Netzeingängen getrennt und nur die Masse ist mit der Erde vebunden?
(Ich weiss, dass an einen Trenntrafo keine Mehrfachsteckdosen angeschlossen
werden dürfen, die Frage ist nur rein hypothetisch).

Gruß
Gerd

 

[Peter Weiss]

Hallo!

Gerd Kluger schrieb:

M.E. müßte doch in diesem Fall (nur ein Trenntrafo
und der versorgt die Schaltung) die Sicherheit signifikant erhöht
werden, wenn das Oszi *ohne* Erde betrieben wird.

Genau das ist der Fall, wenn Schaltung UND Oszi über jeweils einen
eigenen Trenntrafo potentialfrei aufgehängt sind. Eine sichere
Potentialtrennung des Oszis vom Netz geht NUR über einen dafür
vorgesehenen Trenntrafo, NICHT indem man einfach die Erde am
Oszi-Netzstecker auftrennt!

Wäre es nicht eigentlich auch möglich, Oszi *und* Schaltung über einen
Trenntrafo zu betreiben? Die Oszi-Eingänge sind doch galvanisch von
den Netzeingängen getrennt und nur die Masse ist mit der Erde vebunden?

Über einen gemeinsamen nicht, weil der Trafo/das Netzteil des Oszis
nur dafür ausgelegt ist, daß das Gehäuse des Oszis auf Erdpotential
liegt und nicht irgendwo auf einem anderen Potential. Erst mit einer
eigenen potentialfreien Auftrennung vom Netz erreicht man dies.

Eine Alternative wäre übrigens - wie schon angesprochen - ein
akkubetriebenes Oszi, das bis zu einer gewissen Grenze (meist einige
hundert Volt) eine Potentialdifferenz zur Erde haben kann.

(Ich weiss, dass an einen Trenntrafo keine Mehrfachsteckdosen angeschlossen
werden dürfen, die Frage ist nur rein hypothetisch).

Es gibt wohl Spezialfälle, in denen das möglich ist, z. B. in
bestimmten isolierten Netzen im Medizinbereich, dort wird dann
anderweitig für einen Potentialausgleich der Geräte untereinander
gesorgt.


CU Peter

 

[Gerd Kluger]

"Peter Weiss" schrieb:

Hallo Peter,

Gerd Kluger schrieb:

M.E. müßte doch in diesem Fall (nur ein Trenntrafo
und der versorgt die Schaltung) die Sicherheit signifikant erhöht
werden, wenn das Oszi *ohne* Erde betrieben wird.

Genau das ist der Fall, wenn Schaltung UND Oszi über jeweils einen
eigenen Trenntrafo potentialfrei aufgehängt sind. Eine sichere
Potentialtrennung des Oszis vom Netz geht NUR über einen dafür
vorgesehenen Trenntrafo, NICHT indem man einfach die Erde am
Oszi-Netzstecker auftrennt!

Dass 2 Trenntrafos (einer für die Schaltung, einer für das Oszi) das
Optimum darstellen ist sicherlich unumstritten. Meine These lautet
lediglich: wenn ich schon nur einen Trenntrafo habe, ist es allemal
sicherer, die Schaltung über diesen Trenntrafo zu betreiben und die Erde
am Oszi-Stecker aufzutrennen, als das Oszi mit Erdanschluß zu betreiben,
da, wie bereits MaWin bemerkte, über das Erdpotential das Oszis (das ja
an der Oszi-Masse anliegt), alle Potentiale der Schaltung wieder gegen
Erde bezogen sind. Wenn Du dieser Aussage nicht zustimmst, könntest Du
dies bitte begründen? Also z.B. das Worst Case Szenario beschreiben?
M.M. nach besteht das Gefahrpotential im wesentlichen bei einem
Gehäuseschluß innerhalb des Oszis, was doch gegenüber dem
Gefahrenpotential, das von der Schaltung ausgeht (auch wenn
Potentialtrennung besteht) vernachlässigbar sein sollte.

Wäre es nicht eigentlich auch möglich, Oszi *und* Schaltung über
ei nen Trenntrafo zu betreiben? Die Oszi-Eingänge sind doch
galvanisch von den Netzeingängen getrennt und nur die Masse ist
mit der Erde vebunden?

Über einen gemeinsamen nicht, weil der Trafo/das Netzteil des Oszis
nur dafür ausgelegt ist, daß das Gehäuse des Oszis auf Erdpotential
liegt und nicht irgendwo auf einem anderen Potential. Erst mit einer
eigenen potentialfreien Auftrennung vom Netz erreicht man dies.

Kannst Du das näher erläutern? M.E. floatet das (Oszi-)Gehäuse dann
genauso auf dem Potential der Schaltung, die mit der Oszi-Masse
verbunden ist, wie bei Auftrennung der Erde.

Gruß
Gerd

 

[Peter Weiss]

Hallo!

Gerd Kluger schrieb:

Wenn Du dieser Aussage nicht zustimmst, könntest Du dies bitte begründen?

Das Netzteil/der Netztrafo des Oszis ist nicht dafür ausgelegt, daß
das Gehäuse des Oszis potentialfrei in der Gegend herumfloatet. Das
geht nur mit einem Sicherheitstrenntrafo.

Kannst Du das näher erläutern? M.E. floatet das (Oszi-)Gehäuse dann
genauso auf dem Potential der Schaltung, die mit der Oszi-Masse
verbunden ist, wie bei Auftrennung der Erde.

Wenn sowohl Schaltung als auch Oszi potentialfrei gegenüber Erde
floaten, dann ist das Berühren EINES beliebiges Schaltungspunktes
weitgehend ungefährlich: abgesehen von Wechselströmen, die über
parasitäre Kapazitäten der Trenntrafos fließen, kann nämlich so
kein Strom zur Erde fließen.


CU Peter