Berührungsspannung bei potentialfreiem Netzeil

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo allerseits,
ich habe ein Problem mit einem schutztisolierten Schaltnetzteil mit Hutschienenmontage von Siemens (Logo-Netzteil).
Es wird bei mir in einem 19" Baugruppenträger zur 5V Versorgung eingesetzt. Der Alu-Träger selbst ist über die Schukozuleitung geerdet. Soweit für mich sogut. Vermutlich durch die Filterkomponenten im Schaltnetzteil ergibt sich allerdings eine „Berührungsspannung“ von ca. 100V auf die potentialfreie Masse der Netzteilausgangsspannung.
Mit einem DMM habe ich einen Ableitstrom von Netzteilmasse zur Erde von ca. 0,3mA gemessen.
Aufgefallen ist es mir weil es halt gekribbelt hat. Leider sind auf der 5V-Seite einige recht empfindliche CMOS Differential-Treiber, die ich beim Funktionstest nach dem von mir vorgenommenen Umbau und durch mein per Hand eingebrachtes „Erdpotential“ wohl gemeuchelt habe.

Frage an die Experten:
Wie hoch darf denn eigentlich die Berührungsspannung bei solchen Potentialfreien Gebilden durch die Filter werden oder ist nur der Ableitstrom auf max. 3.5mA in den Regularien limitiert?
Das würde bedeuten, dass aus rechtlicher Sicht soweit alles in Ordnung ist, aber die Bauteile - und somit ich - halt Pech hatten :wink:
Eine zusätzliche Erdung der NT-Masse möchte ich vermeiden, da an anderer Stelle im späteren System schon geerdet wird.
Unser Betriebselektriker ist momentan nicht greifbar, sonst würde ich dem mein Problem schildern…

Gruß und Danke im Voraus,
Stefan

#2

Hallo Stefan,

Mit einem DMM habe ich einen Ableitstrom von Netzteilmasse zur
Erde von ca. 0,3mA gemessen.

Frage an die Experten:
Wie hoch darf denn eigentlich die Berührungsspannung bei
solchen Potentialfreien Gebilden durch die Filter werden oder
ist nur der Ableitstrom auf max. 3.5mA in den Regularien
limitiert?

Wenn man einen Kondensator gegen L und einen, mit dem selben Wert, gegen N schaltet hat man einen (kapazitiven) Spannungsteiler. Ergibt dann theoretisch 115V.

Rechlich liegst du auf der sicheren Seite, es gelten tatsächlich die 3.5mA.

Es gibt noch eine andere Norm, welche für ein einzelnes Filter gilt. Da wird der Ableitstrom für ein einzelnes Filter auf etwas über 1mA begrenzt. Da liegst du aber, mit 0.3mA, auch deutlich drunter.

Das würde bedeuten, dass aus rechtlicher Sicht soweit alles in
Ordnung ist, aber die Bauteile - und somit ich - halt Pech
hatten :wink:

Genau.

MfG Peter(TOO)

#3

Hallo,

Siemens (Logo-Netzteil)

kenne ich, habe ich auch schon oft benutzt.

Vermutlich
durch die Filterkomponenten im Schaltnetzteil

Das eher nicht. Primärteil und Sekundärteil sind sauber
galv. getrennt. Durch parasitäre Kapazitäten kann es
aber immer zum elektrischen überkopplen auf den Sekundärteil
kommen.

Mit einem DMM habe ich einen Ableitstrom von Netzteilmasse zur
Erde von ca. 0,3mA gemessen.

Kann sein, wobei die Messung mit einem DVM nicht unbedingt
repräsentativ sein muß.
Ist aber egal, ob nun 0,05mA oder 0,3mA.

Aufgefallen ist es mir weil es halt gekribbelt hat. Leider
sind auf der 5V-Seite einige recht empfindliche CMOS
Differential-Treiber, die ich beim Funktionstest nach dem von
mir vorgenommenen Umbau und durch mein per Hand eingebrachtes
„Erdpotential“ wohl gemeuchelt habe.

Da hast du wohl an deiner Schaltung noch ein Problem.
Normal schützt man seine empfindlichen Eingänge mit
entsprechender Beschaltung, so dass so was nicht passieren
kann.
Ganz unabhängig von dem Effekt mit dem Netzteil hast du
sonst die gleichen Probleme mit ESd und durch EMP
induzierte Störspannungen.

Frage an die Experten:
Wie hoch darf denn eigentlich die Berührungsspannung bei
solchen Potentialfreien Gebilden durch die Filter werden oder
ist nur der Ableitstrom auf max. 3.5mA in den Regularien
limitiert?

Hat PeterTOO schon beantwortet.

Eine zusätzliche Erdung der NT-Masse möchte ich vermeiden, da
an anderer Stelle im späteren System schon geerdet wird.

Evtl. kann man aber andere Sachen machen, z.B. zumindest
eine HF-mäßige Erdung .

Ansonsten ist es eigentlich kein Problem, weil du
ja nicht die 100V gegen PE an deine Schaltung anklemmst,
sondern die 5V. Solange du galv. Trennung hast, ist
es der Schaltung selbst rel. egal, welches Potential
sie gegen PE hat.
Eine hohe Gleichtaktspannung der Schaltung hat eher
andere Probleme. Was man dagegen machen kann, hängt
von den Randbedingungen ab, die wir nicht kennen.
Gruß Uwi

#4

Normal schützt man seine empfindlichen Eingänge mit
entsprechender Beschaltung, so dass so was nicht passieren
kann.
Ganz unabhängig von dem Effekt mit dem Netzteil hast du
sonst die gleichen Probleme mit ESd und durch EMP
induzierte Störspannungen.

Ich habe die Ausgänge von DS26C31 auf D-Sub geführt und an diesen extern einen 100 Ohm Lastwiderstand gesteckt um den Normalbetrieb zu simulieren (RL nach Data sheet) und mit dem DMM die Pegel zu beobachten. Beim Steckvorgang des Rs habe ich das kribbeln bemerkt und das bedeutet, dass das IC über die Ausgangsstufe die AC Spannung abbekommen hat (ich würde meinen, der Strom ist dabei nicht das Problem, die hohe Ac-Spannung sorgt wahrscheinlich für einen ESD ähnlichen Schaden).

Ansonsten ist es eigentlich kein Problem, weil du
ja nicht die 100V gegen PE an deine Schaltung anklemmst,
sondern die 5V. Solange du galv. Trennung hast, ist
es der Schaltung selbst rel. egal, welches Potential
sie gegen PE hat.
Eine hohe Gleichtaktspannung der Schaltung hat eher
andere Probleme. Was man dagegen machen kann, hängt
von den Randbedingungen ab, die wir nicht kennen.
Gruß Uwi

klar, solange ich die Pfoten vom Treiber IC lasse passiert dem nix - egal ob er geerdet ist oder nicht :smile:)
Es war mir halt in diesem Fall nicht bewusst, dass trotz ESD kontrolliertem Umfeld Gefahr für die Schaltung bestehen kann :frowning:

Aber man lernt ja nie aus :smile:

Gruß
Stefan

#5

Hallo,

Ausgangsstufe die AC Spannung abbekommen hat (ich würde
meinen, der Strom ist dabei nicht das Problem, die hohe
Ac-Spannung sorgt wahrscheinlich für einen ESD ähnlichen
Schaden).

Die Eingänge von solchen IC haben normal einen integrierten
Schutz vor Überspannungen.
Deshalb ist letztlich doch der Strom und die daraus
resultierende Energiemenge entscheidend für die Überlastung
der Schutzelemente.
Gruß Uwi