Berührungsspannung

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Berührungsspannung

    










BID = 609568

getagrip

Gelegenheitsposter

Beiträge: 54
 

  


Hallo zusammen,
ich habe eine Frage zur Berührungsspannung Ub:

Bei einer RCD-Prüfung berechne ich aus dem Abschaltstrom und dem Widerstand des Schutzleiters die Berührungsspannung Ub, die in meinem Fall <= 50V sei.

Danach berühre ich frohen Mutes den Aussenleiter in der gerade gemessenen Steckdose. Da die Abschaltbedingungen erfüllt sind und ich mich nackten Fusses auf einem mit der PA-Schiene verbundenen, feuchten Stahlträger befinde, löst der RCD aus.

In diesem Fall lag Ub bei 230V.
Bei direktem Berühren des Aussenleiters ist Ub also immer mit der Netzspannung gleichzusetzen.

Habe ich das so richtig verstanden? Für eventuelle Berichtigungen bin ich Euch schonmal im Voraus dankbar.



BID = 609571

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...was


...stell die Frage bitte noch mal so, das es einem bei lesen nicht Eiskalt den Rücken runterläuft

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...geguckt wird mit den Augen, nicht mit den Fingern!








BID = 609572

Surfer

Inventar



Beiträge: 3083

Sind Selbstversuche wieder im Trend?


BID = 609591

Jerry

Schriftsteller

Beiträge: 827
Wohnort: Gera


Zitat :
getagrip hat am 24 Mai 2009 12:45 geschrieben :


In diesem Fall lag Ub bei 230V.
Bei direktem Berühren des Aussenleiters ist Ub also immer mit der Netzspannung gleichzusetzen.

Habe ich das so richtig verstanden? Für eventuelle Berichtigungen bin ich Euch schonmal im Voraus dankbar.





Ein RCD ist ein zusätzlicher Schutz vor dem Bestehenbleiben einer zu hohen Berührungsspannung bei _indirektem_ Berühren - der primäre Schutz erfolgt durch den Schutzleiteranschluß. Der Widerstand des Schutzleiters inkl. Erdungswiderstand muß so klein sein, das der RCD vor Ub=50V anspricht, sprich es muß der Nennfehlerstrom fließen können. Indirektes Berühren: Ein Außenleiter hat Kontakt zu einem Metallgehäuse o.ä. Direktes Berühren eines Außenleiters ist immer Russisch Roulette, auch wenn ein RCD davor ist, da dann immer der volle Fehlerstrom über den Körper fließt, Ub ist dann gleich der Netzspannung.

BID = 609597

getagrip

Gelegenheitsposter

Beiträge: 54

Ok, danke für die Beschreibung,
nehmen wir den Fall des indirekten Berührens:
In dem Moment, in dem ich an das Gehäuse fasse, gibt es einen Körperschluss. Aussen- und Schutzleiter werden kurzgeschlossen, aber welche Spannung liegt dann an mir an? Ich denke, dass nun eine Parallelschaltung zwischen mir und dem Schutzleiter existiert?

BID = 609611

Bartholomew

Inventar



Beiträge: 4681

Du meinst, Du rüttelst am geerdeten Blechkasten, und dadurch löst sich ein Außenleiter und kommt ans Gehäuse?
Da der Blechkasten eine wesentlich niederohmigere Verbindung zur Erde hat als Du, fließt der meiste Strom an Dir vorbei. Bis zum Abschalten (was ja dann recht fix geht) liegen trotzdem knapp 230V zwischen Deinen Füßen und Händen an. Ein unwesentlicher Betrag könnte bis zu der Berührstelle abfallen (Spannungsteiler 230V nach Erde).


Gruß, Bartho

BID = 609612

sam2

Urgestein



Beiträge: 35330
Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)

Das hängt von der Netzform ab.

Die Parallelschaltung des Körpers kann man da erstmal vernachlässigen, weil sein Widerstand deutlich höher sein sollte als der Erdungswiderstand des satten Körperschlusses über den Schutzleiteranschluß des Gehäuses.


Es bildet sich ein Spannungsteiler:

Im TN liegt dann am Gehäuse bis zur Abschaltung rund die halbe Strangspannung an, also im üblichen Falle 115V gegen Erde.

Im TT kommt es auf die Verhältnisse der Erdungswiderstände des Trafo-/Generatorsternpunkts und des örtlichen Schutzleiters an.
Da letzter in der Praxis üblicherweise wesentlich höher liegt als der der (meist verteilten) Betriebserdung des N, liegt am Gehäuse ein entsprechend deutlich höherer Anteil der Spannung an. Also irgendwas zwischen gut 115V und knapp 230V.

Bedenke auch:
Begrenzt werden muß und wird auch nicht die Höhe der Berührungsspannung im Fehlermoment! Je nach Netzform und Art der Abschaltung ist das technisch gar nicht möglich.
Es genügt, wenn die Abschaltung schnell genug erfolgt. Erst die nach Ablauf der zulässigen Abschaltzeit immer noch anstehende Berührungsspannung darf den Grenzwert (z.B. 50V) nicht überschreiten!

Auch im von Jerry geschilderten Fall (indirektes Berühren, Körperschluß mit FI) steigt die Berührungsspannung erstmal über die 50V an, bis der FI dann auslöst.


Der "Finger an den Außenleiter"-Fall ist hingegen direktes Berühren.
Der Schutz dagegen muß stets anderweitig erfolgen (z.B. durch Isolierung, Abstand oder Schutzkleinspannnung), ein FI mit 30mA oder weniger an Bemessungsfehlerstrom kann da nur einen (nicht spezifizierten!) Zusatzschutz bilden. Der allerdings oftmals Leben retten kann.

_________________
"Das Gerät habe ich vor soundsoviel Jahren bei Ihnen gekauft! Immer ist es gegangen, immer. Aber seit gestern früh geht es plötzlich nicht mehr. Sagen Sie mal, DA STIMMT DOCH WAS NICHT???"

BID = 609638

getagrip

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Beiträge: 54

Danke für die ausführlichen Antworten.


Zitat :
Es bildet sich ein Spannungsteiler:
Im TN liegt dann am Gehäuse bis zur Abschaltung rund die halbe Strangspannung an, also im üblichen Falle 115V gegen Erde.


Das verstehe ich noch nicht ganz, wo liegen denn dann die anderen 115V an? Ein Spannungsteiler setzt doch eine Reihenschaltung voraus?


Zitat :
Auch im von Jerry geschilderten Fall (indirektes Berühren, Körperschluß mit FI) steigt die Berührungsspannung erstmal über die 50V an, bis der FI dann auslöst.


Wie kann die Berührungsspannung denn ansteigen? Die ist doch fix oder gibts da eine kurvenförmige Steigerung von 0 auf N Volt?

BID = 609644

elo22

Schreibmaschine

Beiträge: 1392
Wohnort: Euskirchen
Zur Homepage von elo22


Zitat :
Surfer hat am 24 Mai 2009 12:56 geschrieben :

Sind Selbstversuche wieder im Trend?




Liegt wohl am Wetter, zuviel Sonne.

BID = 609665

getagrip

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Beiträge: 54


Zitat :


Zitat :

Es bildet sich ein Spannungsteiler:
Im TN liegt dann am Gehäuse bis zur Abschaltung rund die halbe Strangspannung an, also im üblichen Falle 115V gegen Erde.


Das verstehe ich noch nicht ganz, wo liegen denn dann die anderen 115V an? Ein Spannungsteiler setzt doch eine Reihenschaltung voraus?


Zitat :

Auch im von Jerry geschilderten Fall (indirektes Berühren, Körperschluß mit FI) steigt die Berührungsspannung erstmal über die 50V an, bis der FI dann auslöst.


Wie kann die Berührungsspannung denn ansteigen? Die ist doch fix oder gibts da eine kurvenförmige Steigerung von 0 auf N Volt?


Oder ist mit dem Ansteigen das Messverfahren gemeint, bei dem man den den Strom ansteigen lässt? Kann aber auch nicht sein, da die Spannung ja gleich bleibt.

BID = 609682

sam2

Urgestein



Beiträge: 35330
Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)


Zitat :


Zitat :
Es bildet sich ein Spannungsteiler:
Im TN liegt dann am Gehäuse bis zur Abschaltung rund die halbe Strangspannung an, also im üblichen Falle 115V gegen Erde.

Das verstehe ich noch nicht ganz, wo liegen denn dann die anderen 115V an? Ein Spannungsteiler setzt doch eine Reihenschaltung voraus?

Richtig! Und genau die besteht ja.
Im TN stellt ein solcher vollkommener Körperschluß (unter "Körper" versteht man hier NICHT den menschlichen, sondern das leitfähige Gerätegehäuse) einen Kurzschluß dar.
Er wird gebildet über den Außenleiter (L) vom Trafo/Generator zur Fehlerstelle als Hinweg und erst den Schutzleiter (PE) und dann den PEN-Leiter (oder - in alten Anlagen vom System TN-C - über die gesamte Strecke durch den PEN-Leiter) als Rückweg.
Wenn man nun unterstellt, daß die Querschnitte des Hin- und Rückwegs jeweils abschnittweise identisch sind, ist auch deren Widerstand identisch.
Also hängt an der Quelle lediglich eine Reihenschaltung der beiden gleichen Leitungswiderstände.
Somit teilt sich die Spannung hälftig auf:
Ihre erste Hälfte fällt über der Strecke Quelle-Fehlerstelle (Hinweg) ab und die zweite Hälfte über der Strecke Fehlerstelle-Quelle (Rückweg).
Da der PEN an der Quelle geerdet ist, hat der L dort die vollen 230V gegen Erde. Davon gehen dann auf dem Hinweg die genannten 115V (erste Hälfte) verlustig, was die Fehlerstelle auf (230V-115V=) 115V gegen Erde hebt.

Das ist einer der großen Vorzüge der "Nullung":
Schon ohne Auslösen irgendwelcher Schutzorgane (ob nun Überstromschutzorgan/Sicherung oder F-Schutzschalter) senkt sie rein aufgrund der Verschaltung unmittelbar und dauerhaft die Berührungsspannung auf die Hälfte.
Das gilt natürlich nur bei indirektem Berühren und vollkommenem ("sattem") Körperschluß.

Die Version für ein TT solltest Du Dir nun analog herleiten können.


Zitat :


Zitat :
Auch im von Jerry geschilderten Fall (indirektes Berühren, Körperschluß mit FI) steigt die Berührungsspannung erstmal über die 50V an, bis der FI dann auslöst.

Wie kann die Berührungsspannung denn ansteigen? Die ist doch fix oder gibts da eine kurvenförmige Steigerung von 0 auf N Volt?

Wieso sollte die fix sein?
Klar steigt sie an. Immer!
Fragt sich nur, wie hoch, wie schnell und mit welchem Verlauf.

Schließlich ist sie vor Eintritt des Fehlers normalerweise Null (oder nahezu Null, wieder abhängig von der Netzform und weiteren Umständen).

Stelle Dir vor, der Fehler tritt einmal in einem Nulldurchgang ein und ein anderes Mal bei der Scheitelspannung.
Wie lang ist eine Periode (bei unserem 50Hz-Netz) und wie hoch liegt die Abschaltzeit?

BID = 609694

getagrip

Gelegenheitsposter

Beiträge: 54


Zitat :
Klar steigt sie an. Immer!


Hab natürlich nicht an den sinusförmigen Verlauf der Wechselspannung gedacht

Vielen Dank für die kompetente Antwort!

BID = 609698

getagrip

Gelegenheitsposter

Beiträge: 54


Zitat :
Ihre erste Hälfte fällt über der Strecke Quelle-Fehlerstelle (Hinweg) ab und die zweite Hälfte über der Strecke Fehlerstelle-Quelle (Rückweg)


Hm, ich dachte dass ich bei einem vollkommenen Körperschluss nur noch einen Leiterwiderstand habe.
L und PE sind doch nun komplett verbunden und bilden trotzdem 2 Widerstände in Reihe?
Eigentlich habe ich doch den Aussenleiter des Trafos mit seinem Sternpunkt kurzgeschlossen, sprich es existiert genau ein Leiterwiderstand.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: getagrip am 24 Mai 2009 21:39 ]

BID = 609703

Primus von Quack

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Beiträge: 6992

...sag bitte noch das du keine Selbstversuche machst/vorhast und mit Absicht irgendwo drangrapschst

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BID = 609710

Bartholomew

Inventar



Beiträge: 4681


Zitat :
Eigentlich habe ich doch den Aussenleiter des Trafos mit seinem Sternpunkt kurzgeschlossen, sprich es existiert genau ein Leiterwiderstand.


Stell Dir ein U-förmiges, lineares Schleifpoti vor. Unten 0V, oben 10V. Welches Potential herrscht in der Mitte?
Ob der Spannungsteiler nun aus einer Kohlebahn oder einer Kupferleitung besteht, ist ja letzendlich wurscht. Die Spannung nimmt (bei gleichem Kupferquerschnitt, der ja gegegben ist) gleichmäßig ab.
Ähnlich ist es, wenn ein Blitz in einen Ableiter einschlägt: Oben 100kV, unten 0V, in der Mitte 50kV. "Unten" steigt die Spannung gegenüber ferner Erde nach dem Einschlag natürlich auch an, aber das dauert erst.


Gruß, Bartho


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