Trafo an Dimmer (und was davor passiert)

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Moin,

sorry für die eigenartige Überschrift, aber mein Anliegen lässt sich nicht mit drei Worten abkürzen.

Um mit meinem Akku-Oszilloskop an netzbetriebenen Geräten messen zu können, habe ich mir ein Kästchen gebaut, in welchem sich neben einem Spannungsteiler und zwei (umschaltbaren) Strommessshunts auch noch eine kleine Zusatzschaltung befindet.
Diese soll lediglich davor warnen, wenn ich den Stecker so gepolt habe, dass ich am „heißen Ende“ messen würde (Shunt bzw. Abgriff vom Spannungsteiler liegen an Phase statt N).
Sie besteht aus einem 120 kOhm-Widerstand, einem 20 nF-Kondensator (in Reihe geschaltet) mit einer LED samt nochmals 330 Ohm Vorwiderstand. Antiparallel zu letzteren beiden liegt eine Z-Diode. Die Anschlüsse dieses Konstrukts befinden sich an N (Wunschseite am Stecker) und PE. Wenn der gewünschte N doch der L ist, leuchtet’s eben und ich dreh den Stecker um, bevor ich los-oszilloskopiere.

Also bildlich: N - - - - - 120 kOhm - - - 20 nF - - - LED - - - 330 Ohm - - - - - PE
…|- (Kat.) Z-Diode (An.) - |
Punktkolonne ignorieren.

Nun habe ich beim Oszilloskopieren eines mit Glühlampen belasteten und hinter einem Phasenanschnittdimmer hängenden klassischen Trafos festgestellt, dass hierbei die Warn-LED trotz korrekter Steckerorientierung leuchtet. Bei stärkerem Runter-Dimmen ebenfalls heller.

Kann sich das jemand erklären? Zu dieser späten Stunde widerspricht sich mir das irgendwie…

MfG
Marius

#2

Hallo!

Der Phasenanschnitt geht mit der Erzeugung von Oberwellen bis in den Bereich etlicher kHz einher. Bauartbedingt sind Primär- und Sekundärwicklungen des Transformators nicht nur magnetisch über den Eisenkern verkoppelt, sondern auch kapazitiv. Über diese Kapazität gelangt das oberwellenreiche Frequenzgemisch der Primärseite auf die Sekundärseite des Transformators. Die Reihenschaltung mit der LED hängt also an einem Ende an PE und am anderen Ende über die Koppelkapazität des Transformators an der oberwellenreichen Spannung der Phasenanschnittsteuerung. Die o. g. Koppelkapazität lässt die LED am an sich erdfreien Ausgang des Transformators leuchten.

Dein Konstrukt mit der LED stellt eine Art Phasenprüfer dar. Nicht von ungefähr werden Phasenprüfer zuweilen als Lügenstifte bezeichnet.

Eigentlich wären noch Anmerkungen zur nicht sehr glücklichen Kombination von Phasenanschnitt und Transformator zu machen sowie zur Sicherheit von Messungen am Netz, für die man bei Verwendung eines Oszilloskops am besten einen Trennverstärker benutzt, der nicht nur galvanisch, sondern auch weitgehend kapazitiv trennt. Aber das ginge an Deiner Frage vorbei.

Gruß
Wolfgang

#3

Hallo Wolfgang,

ich weiß nicht, ob du mich richtig verstanden hast. Die LED hängt nicht am Trafo-Ausgang, wonach es bei dir aber klingt, sondern faktisch (mit ihrer weiteren Beschaltung) zwischen N und PE. Und hier besteht doch eine direkte sehr niederohmige galvanische Verbindung, welche eigentlich keine Spannung möglich machen dürfte, die hoch genug wäre, um die LED, so wie sie beschaltet ist, zu erhellen.

Phasenanschnitt ist doch aber immer noch die zu bevorzugende Lösung in Kombination mit konventionellen Trafos im Vergleich zu Phasenabschnitt?
Ich werde es so in der Form aber nicht betreiben - sollte nur ein Test sein (welcher die Nichteignung des vorhandenen Trafos herausstellte).

Dass vollkommene Sicherheit nur mit Trennverstärker gewährleistet ist, weiß ich. Aber die Beschaffung eines solchen lohnt sich nicht, so selten, wie ich den dann mal zum Einsatz brächte. Und da mein Akku-Oszi keinen Bezug zum Erdpotential hat, ist der Verzicht darauf rein technisch möglich. Ich habe ja zur Sicherheit die Warn-LED vorgesehen, damit die Ausgänge zum Oszi immer auf der dem Erdpotential näheren Seite liegen. Welche Probleme könnten deiner Meinung nach noch aus kapazitiver Nichttrennung entstehen?

MfG
Marius

#4

Hallo!

Ob es an der Stelle reicht, nur den ohmschen Teil der Verbindung zu betrachten, findest Du durch Messung der Spannung zwischen N und PE mit dem Batterieoszilloskopen heraus, während Dimmer und Transformator angeschlossen sind. Entweder bildet bereits die Hausinstallation eine nennenswerte Impedanz oder Dein Aufbau beinhaltet netzseitig Impedanzen (z. B. eine Steckdosenleiste mit Induktivitäten oder eine Kabeltrommel), von denen man bei 50 Hz nichts merkt, aber die Phasenanschnittsteuerung erzeugt ein höherfrequentes Spektrum.

Gruß
Wolfgang