Berührungsspannung

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Autor
Berührungsspannung

    







BID = 848667

eletro73

Gerade angekommen


Beiträge: 7
 

  


Hallo zusammen,

dies ist mein erster Post hier im Forum.
Ich habe Verständnisschwierigkeiten, was die Berührungsspannung angeht.

Einige Schutzmaßnahmenmessgeräte messen dabei die Spannung, die zwischen PE und N auftritt, nachdem ein Widerstand zwischen L + PE geschaltet wurde, so dass <=3,5 mA fließen.
Das wird dann auf den Auslösestrom des RCD hochgerechnet.

Nun Frage ich mich, was daran die Berührungsspannung sein soll?
Bei Messungen im TN-CS System zeigt mein Messgerät meist 0 bis 1,N Volt an, wenn ich also im Fehlerfall an einem SK-I Gehäuse hänge, an das der
Außenleiter kommt, liegt dort evtl. keine bzw. fast keine Spannung an?
Dort liegen doch (TN-CS System) bis zu 115 V an, jedenfalls weit mehr als 0 V, oder?
Also muß die Berührungsspannung etwas anderes sein, oder ich messe etwas anderes als die Berührungsspannung?

1. Wie können Aussagen zum Fehlerfall getroffen werden, ohne den Schutzleiterwiderstand zu kennen?
2. Welche Spannung an welchem Widerstand wird hier gemessen, und warum wird das ganze dann Berührungsspannung genannt?
3. Zwischen welchen beiden Punkten liegt die angezeigte Spannung, und welche Annahmen lassen sich davon ableiten?
4. Der oben beschriebene Messablauf funktioniert nur, wenn ich mit Schukostecker messe, denn wenn ich mir den L aus einer Steckdose hole und mit der anderen Prüfspitze gegen den PE der Steckdose messe, ist kein N in die Messschaltung involviert. Wie funktioniert das ganze dann?

Der Sachverhalt ist wahrscheinlich trivial zu erklären, aber für mich als Laie nicht so klar.

Für Antworten schonmal vielen Dank im Voraus,

Gruß
elektro73

BID = 848672

ego

Inventar



Beiträge: 3093
Wohnort: Köln

 

  

Die Berührungsspannung Ub ist jene Spannung welche am Gehäuse eines Gerätes im Fehlerfall gegen Erde anliegt, und somit über Berührung durch eine Person abgegriffen werden kann.

Im fall eines Körperschlusses liegt logischerweise auf dem Gehäuse eine Spannung gegen Erde an, die Schutzmassname muss sicherstellen, das die Stromversorgung unterbrochen wird, bevor diese Berührungspannung 50V(bzw. 25V) übersteigt.

BID = 848679

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434

Bei einem TN-C-Netz hast du einen PEN da der PEN geerdet ist liegen zwischen L und PEN 230 Volt und nicht 115Volt. Da der Stromkreis aber aus dem Widerstand des L und dem Widerstand des PEN besteht erfolgt in der Regel eine Spannungsteilung, so das die 230 Volt sich in 2 Teilspannungen am Fehlerort aufteilen >>> 230:2=115. Bei PEN-Bruch fehlt der Rückleiter und der Strom fließt nur über den PE zurück. damit ändert sich das Teilerverhältnis und die Spannung steigt in Richtung höherer Werte.
Durch die Aufteilung des PEN in PE und N ändert sich an der Spannung nichts. Die Berührungsspannung ist die verbleibende Spannung nach Abschaltung zwischen N und PE. Ursache ist der Strom der im N zum PEN fliesst und von da über den PEN und den PE zurück zum Trafo. Ist der Widerstand des PEN gegenüber dem Erdungswiderstand (des PE) hoch entsteht eine hohe Berührungsspannung. Ergo am höchsten bei PEN-Bruch. Wenn du zwischen L und PE misst hast du den Erdungswiderstand. Und bei bekanntem RE kannst du die Spannung ausrechnen die über RE abfällt bei dem höchsten Strom der fließen kann.

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Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

BID = 848681

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434


Zitat :
ego hat am 20 Sep 2012 18:29 geschrieben :

Die Berührungsspannung Ub ist jene Spannung welche am Gehäuse eines Gerätes im Fehlerfall gegen Erde anliegt, und somit über Berührung durch eine Person abgegriffen werden kann.

Im fall eines Körperschlusses liegt logischerweise auf dem Gehäuse eine Spannung gegen Erde an, die Schutzmassname muss sicherstellen, das die Stromversorgung unterbrochen wird, bevor diese Berührungspannung 50V(bzw. 25V) übersteigt.

Nein das ist die Fehlerspannung. Die Berührungsspannung ist die verbleibende Spannung nach Abschaltung.

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BID = 848684

ego

Inventar



Beiträge: 3093
Wohnort: Köln

Nach abschaltung, so so...

BID = 848687

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434

etwas zum Nachlesen Seite 20

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 20 Sep 2012 19:08 ]

BID = 848704

eletro73

Gerade angekommen


Beiträge: 7

Vielen Dank für die Antworten, aber hier ist noch vieles unklar:


Zitat :
Bei einem TN-C-Netz hast du einen PEN da der PEN geerdet ist liegen zwischen L und PEN 230 Volt und nicht 115Volt


Ich meinte natürlich den Fehlerfall, auf den du ja auch im Folgenden mit 115 V eingehst.


Zitat :
Die Berührungsspannung ist die verbleibende Spannung nach Abschaltung zwischen N und PE


NACH Abschaltung? Meine Hand klebt während eines Fehlers am SK-I Gehäuse einer Leuchte, wieso soll da nach Abschaltung ein Strom vom Gehäuse über PE zum N fließen?


Zitat :
Ursache ist der Strom der im N zum PEN fliesst

Wieso fließt nach Abschaltung noch Strom?
Und der ist die Ursache für Spannung zwischen N & PE, die mich aber doch gar nicht tangiert, da ich doch Erdpotenzial habe? Verdutzt guck...

Irgendwie bin ich durch die "Spannung, die NACH Abschaltung zwischen N & PE anliegt" verwirrt.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: eletro73 am 20 Sep 2012 19:58 ]

BID = 848708

joe

Schreibmaschine



Beiträge: 1746
Wohnort: Ba-Wü

Die Messung der Berührspannung im TN-S oder TN-C-S Netz ist eigentlich uninteressant, weil sie bei einer funktionierenden Anlage immer kleiner 2 Volt ist.

Interessant wird die Messung bei TT Anlagen.
Hier wird die Spannung bei der Messung hochgerechnet die an den Gehäusen maximal anliegt wenn der FI auslöst.

Die Messung der Berührspannung ist eine indirekte Messung der Erderübergangswiderstände.

Maximal 50VAC Berührspannung im normalen Bereich, 25VAC bei Landwirtschaft usw...

BID = 848712

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434

Stopp Fehlerspannung liegt im Fehlerfall an und soll durch Sicherung oder RCD abgeschaltet werden. Berührungsspannung ist diejenige Spannung die dauernd anliegen darf. Beispiel 50V:1000Ohm = 5 mA. Nicht die Spannung ruft die Schädigungen hervor sondern der Strom und die Einwirkungszeit. So nehmen wir an der PEN ist unterbrochen aber die Penstützung (dein lokaler Erder ist Ok )du hast einen Erdungswiderstand von 20 Ohm und du hast einen vollständigen Körperschluss Dann ist die Fehlerspannung 230 Volt, bei 230 Volt und 20 Ohm fließt ein Strom von 230 V:20 Ohm = 11,5 A Das reicht nicht um die Sicherung auszulösen. An 20 Ohm fällt bei einem Strom von 11,5A eine Spannung von U= 20V/A:11,5A=1,7 Volt ab . Diese Spannung wirkt als Berührungsspannung und liegt deutlich unter den 25 V bzw den 50 V. Anders sieht das bei Re =800Ohm aus. 230:800=0,29 A und damit stehen über diesen 800 Ohm die vollen 230 Volt an. Damit liegt aber die Berührungsspannung dauernd über den max zulässigen 50 V.>>> Lebensgefahr.
So gehen wir jetzt von einem RCD mit Delta N von 30 mA aus erfolgt die Abschaltung, da ja der Fehlerstrom (0,29 A) grösser 30mA ist. Durch die Abschaltung bricht die Fehlerspannung zusammen und die Berührungsspannung damit auch. Die verbleibende Berührungsspannung geht auf den Wert der Spannungsdifferenz PEN zu PE zurück. (Sternpunktverschiebung)


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BID = 848713

shark1

Inventar



Beiträge: 4878
Wohnort: DACH

In TN-Systemen sit die Berührungsspannung schwer vorstellbar, da sie ja fast immer glich Null ist und im Prinzip nur vom Widerstand des Kupfers/Alus des Schutzleiters abhängt.

In einem TT-System lässt sich das leichter erklären.
1. Fall:
Erder -> 1Ohm
FI -> 30mA

Ub=R*I=1Ohm*0,03A=0,03V

2.Fall
Erder -> 1Ohm
FI -> nicht vorhanden
LSS B10

Ub = R*I = 1Ohm*50A = 50V

2.Fall
Erder -> 10Ohm
FI -> nicht vorhanden
LSS B10

Ub = R*I = 10Ohm*50A = 500V

Im 1. Fall müssen 30mA zu Fließen kommen damit der FI abschaltet. Im Erder mit 1Ohm wird durch diese 30mA ein Spannungsabfall von 0,03V erzeugt, diese leigen am Gehäuse an.
Fließen nur 15mA so löst der FI nicht aus undes ligen am Gehäuse nur 0,015V an.

Im 2. Fall müssen 50A fließen, damit der B10 sofort auslößt. Durch diese 50A wird im Erdungsystem ein Spannungsfall von 50V erzeugt, dise liegen am Gehäuse an. Fließen jetzt aus irgendwelchem Grund nur 29A löst der B10 nicht sofort aus und es liegen 29V am Gehäuse an.

Im 3. Fall löst der B10 überhaupt nicht sofort aus, da über den 10Ohm Erder nicht 50A bei 230V fließen. Hier steigt die Berührungsspannung bis kanpp unter 230V und es schaltet der LSS auch nicht ab. Deswegen müssen in TT-Systemen im geegnete FIs verbaut werden.

Im TN-System ist die Berühungsspannung immer sehr klein, da hier nur die Schleifenimpedanz bestimmt.
Ub=Zschl/2*I=0,4Ohm*0,03A=0,012V
Sogar bei 500mA FI und langer Leitung:
Ub=Zschl/2*I=2Ohm*0,5A=1V
ist die Berührungsspannung sehr klein!


BID = 848714

wome

Schreibmaschine



Beiträge: 1252

Kurzarm , du redest mal wieder vollmundig Müll!


Zitat :
Nein das ist die Fehlerspannung. Die Berührungsspannung ist die verbleibende Spannung nach Abschaltung.


Vor der Abschaltung!

[ Diese Nachricht wurde geändert von: wome am 20 Sep 2012 20:41 ]

BID = 848715

eletro73

Gerade angekommen


Beiträge: 7

Vielen Dank für die zahlreichen Antworten.

@shark1

Deine Beispiele setzen aber doch voraus, dass ich den Widerstand des Erders kenne.
Wie misst denn nun mein Messgerät die resultierende Berührungsspannung OHNE diesen Widerstand zu kennen, es findet doch schließlich keine Schleifenimpedanzmessung statt, oder?

In meinem Eingangspost habe ich ja beschrieben, was das Teil so macht, aber darüber bekommt man doch keine Auskunft über den PE/Erder Widerstand?

Vielleicht sehe ich auch den Wald vor laut[/quote]er Bäumen nicht?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: eletro73 am 20 Sep 2012 20:54 ]

BID = 848716

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434

Die Berührungsspannung liegtdarf Dauernd anliegen. Die Fehlerspannung wird abgeschaltet!

Es fliesst ja durch einen Fehlerstromschutzschalter ein Fehlerstrom hervorgerufen durch die Fehlerspannung. Nebenbei gesagt gab es vor dem Rcd auch Fehlerspannungsschalter die bei Erreichen einer Fehlerspannung von größer 50 Volt abschalten sollten.
Edit 2 größer eingefügt
Edit 3 Hier gezeichnet ist der GAU

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 20 Sep 2012 20:56 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 20 Sep 2012 21:05 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 20 Sep 2012 21:07 ]

BID = 848718

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17434

@ wome noch etwas zum Nachlesen http://www.rts.uni-hannover.de/images/9/9a/Versuch1Grundlagen.pdf


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BID = 848719

shark1

Inventar



Beiträge: 4878
Wohnort: DACH

Ich denke das SMPG vernachlässigt den anteiligen Netzinnenwiderstand ganz einfach.
RErder=50Ohm
IDeltaN=30mA
UB=RErder*IDeltaN=50Ohm*0,03A = 1,5V

Alternaiv mit Netzinnenimpedanz (1Ohm)
UB=(RErder+ZI/2)*IDeltaN=(50Ohm+0,5Ohm)*0,03A=50,5Ohm*0,03A= 1,515Ohm

Die Messung mit 3,5mA ist sowieso alles andere als genau!


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