Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Der chaotische Hauptfaden

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8051fan
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Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von 8051fan »

Hallo,

ein nagelneues Stecker-Laderät aus Fernost, welche ich vor ein paar Tagen aufgeschraubt hat, zeigte einen Isolationsabstand von 0.3mm zwischen Netzspannung und 5V-Ausgang. Das ist dramatisch zu wenig, einschlägige Normen verlangen an dieser Stelle 3mm.

Da immer mehr chinesische Elektronik in den Haushalt Einzug hält, mache ich mir Gedanken über die Sicherheit dieser Komponenten.
Um solche Teile schnell identifizieren zu können, wünsche ich mir ein Prüfgerät, welches mit hoher Spannung testet.

Kaufteile sind entweder teuer oder zweifelhaft (VC60B für kleines Geld bei ebay).
Viele einfache Prüfgeräte testen mit 500V, das reicht oft nicht, um zu geringe Isolationsabstände aufzudecken.

Die Prüfung, die ich mir vorstelle, muss nicht unbedingt normgerecht sein.
Aber sie sollte feststellen, ob bei hohen Spannungen (2500V .. 4000V) ein Überschlag stattfinden.

Hat irgendwer sich schonmal mit solchen Test + Selbstbau beschäftigt?
Oder gibt es bezahlbare Fetig-Geräte?
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uxlaxel
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von uxlaxel »

Moin, mit 2...4kV dürftest du so manches Gerät unbegründet grillen. Früher waren mal 1kV als Prüfspannung weit verbreitet (ich nutze es daher selbst) und inzwischen sind nur noch 500V bei Geräteprüfung vorgeschrieben.

Die 1kV würde ich über einen Trenntrafo, ggf. mit Spannungsverdopplung oder Kaskade erzeugen. Du brauchst ja für die Messung nicht mal ein mA. Als Anzeige würde ich ein einfaches Amperemeter (Vollausschlag 1mA oder was du maximal erzeugen kannst) nehmen. Den Strom begrenzt du mit einem definiertem Widerstand, den du auch brauchst, um dich selbst zu schützen.
Kalibrieren kannst du die Skala ja mit paar Widerlingen. Der genaue Wert ist ja uninteressant, so lange du grob weißt, was du hast. Also grob ein Strich bei 100k, 1M, 5M, 20M, 100M oder so. LG Axel
Kuehnetec
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von Kuehnetec »

Halte mal Ausschau nach einen "Schutzleiterprüfgerät SP15" aus DDR Produktion.
Für Anwendungen zum Prüfen von Geräten und Leitungen mit Stecker ist das Ding noch gut
natürlich nur im privaten Bereich für uns hier!
Diese Geräte tauchen öfters mal auf für kleines Geld sind eigentlich unzerstörbar und rudimentäre Technik
im Metallgehäuse "begehbar"... ohne µ-com!
Besser als was selber zu basteln.

Mfg Andreas
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Bastelbruder
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von Bastelbruder »

Ich habe als Strom-Anzeigegerät einen Signalverfolger = NF-Verstärker mit hochohmigem (extra geschützten) Eingang, der zeigt mir mit Bruzzeln und Kreischen ob da ein schlechter Isolationswiderstand (Consumerpappe) oder eine Koronastrecke (Kondensatorfehler oder spitziges Leiterbahneck) demnächst die Spannung begrenzen will.
Jannyboy
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von Jannyboy »

Hallo,
die Norm schreibt kein Isolierabstand vor. Nur die Spannungsfestigkeit. Der Surgetest sagt 1000V bei 90° Phasenwinkel.
2000V hält wohl die Trafowicklung nicht aus.
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Chefbastler
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von Chefbastler »

Ich hab da was mit 4kV Festigkeit in Erinnerung wenn die Sekundärseite nicht Geerdert ist.
Min. Isoabstand 5mm und min. Krichstreckenabstand 7mm.
xanakind
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von xanakind »

Jannyboy hat geschrieben:Hallo,
die Norm schreibt kein Isolierabstand vor. Nur die Spannungsfestigkeit.
Welche Norm denn?
Und wo kann ich / wir die nachlesen?
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Chefbastler
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von Chefbastler »

xanakind hat geschrieben:
Jannyboy hat geschrieben:Hallo,
die Norm schreibt kein Isolierabstand vor. Nur die Spannungsfestigkeit.
Welche Norm denn?
Und wo kann ich / wir die nachlesen?
Für alles gibt es mind. eine Norm:

DIN EN 60664-1 beschreibt Isoabstände.

PS: Was mich an Normen ankotzt ist, dass die häufig mal für Techniker schwer eindutig zu lesen sind und noch viel Schlimmer diese werden geheimgehalten, außer man kauft diese für teuer Geld bis sie alle Nase lang die Norm geändert wird...
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ferdimh
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von ferdimh »

Ich würde hier zwischen SK I und II unterscheiden.
SK I (mit Schutzleiter) schlägt im Worstcase zum Schutzleiter durch. Hier sind 500V Prüfspannung durchaus angemessen.
SK II heißt, dass im Worstcase mein Herz im Stromkreis ist. Gleichzeitig erklärt man mir ständig, dass >1kV Spitzen aufm Stromnetz sein dürfen. Das passt nicht zusammen.
Dass diverse Geräte das nicht vertragen, glaube ich gerne. Wirklich gerne betreiben möchte ich die dann aber auch nicht.

Eine improvisierte Netznachbildung zum EMV-Prüfen wäre evtl auch noch interessant. Da habe ich aber noch keine gute Idee für eine bezahlbare Lösung.
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uxlaxel
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von uxlaxel »

mein fluke-gerätetester in der firma (gerät etwa 1/2 jahr alt) kann nur 250V und 500V.
250V sind für SNT der SK1, alles andere wird mit 500V geprüft. dass ich zu hause mit 1kV prüfe, steht auf einem ganz anderen blatt. in der firma halte ich mich an die aktuellen vorschriften, so wie es mir der meister diktiert und dann ist gut. aus diesem grund gibts für mich auch keine diskussion, ob man vielleicht mit 2 oder 4kV prüfen sollte. als nächstes prüfen wir alles zu hause mit 100kV? klar kann man tun, aber lasst bitte in gottes namen die kirche im dorf! (auch wenn ich ungläubig bin)

die unterscheidung in der prüfung nach SK1 und SK2 ist doch nur, wo man die sonde ansetzt. bei SK1 kommt sie direkt an den PE des netzanschlußes (daher wird bei einer automatisierten prüfung auch immer erst der PE getestet!) und bei SK2 an alle leitfähigen teile, die durch das gehäuse gucken und nichts mit dem netzanschluß zu tun haben.

im übrigen sind die 2 und 4kV-messungen für ganz spezielle anwendungen, wie trenntrafo in kesselanlagen oder für EX-zeugs. das ist im normalfall völlig uninteressant.
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reutron
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von reutron »

Ein UNI-T UT501A 1000V bekommt man schon unter für 50€ und das dürfte dafür hinreichen genau sein. ;)
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8051fan
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von 8051fan »

Nach meinem Dafürhalten ist für bewegliche Geräte an 230V mit nicht geerdetem und berührbarem Ausgang nach der EN 60664 eine
Luftstrecke von 3mm gesetzt.

1. Geräte, die nicht zur festen Installation gehören sind ÜK II.
2. Berührbare Spannungen erfordern verstärkte Isolation. Dies wird z.B. erreicht durch Wahl der nächsthöheren ÜK, also ÜK III
3. Netzspannung 230V fällt nach Tabelle B.1 in die 300V-Kategorie.
4. Tabelle B.1 liefert damit eine notwendige Spannungsfestigkeit von 4kV
5. Tabelle F.2 liefert für 4kV eine erforderliche Luftstrecke von 3mm

Bei der Prüfung einer bestehenden Isolation in Geräten muss man nach meinem Erachten unterscheiden, ob
a) das Isolationsvermögen prinzipiell (einmalige Typprüfung während der Entwicklung) oder
b) ein Isolationssystem auf Versagen (Stückprüfung in der Fertigung) geprüft wird.

Bei b) wird ein gut ausgelegtes und typgeprüftes System vorrausgesetzt.
Die Prüfung soll lediglich sicherstellen, dass die in der Regel gute Isolation nicht durch grobe Fehler verletzt ist.
(Metallteile ins Gerät gefallen, falsch verkabelt,...).
Da die Isolation aber nicht gefährdet werden soll, werden gerne "geringe" Spannungen bis 1kV verwendet
(oft 500V in der Installation).

Wenn die Auslegung der Isolation aber angezweifelt wird, ist eine verschärfte Prüfung vorzunehmen.
Bei der Überprüfung der erforderlichen Luftstrecke für 4kV schreibt die EN 60664 Tabelle F.5
eine Prüfspannung von 4.923 kV vor.

In meinem Fall habe ich ja starke Zweifel, daher möchte ich gerne mit hohen Spannungen prüfen.
Andererseits möchte ich die Geräte auch nicht schädigen, daher stelle ich mir eine Prüfspannung von ca. 3kV vor.

Die EN 60664 läßt einem übrigens die Wahl, ob die Spannungsfestigkeit mit einer Stoßspannung, mit AC und dem passenden Scheitelwert
oder mit DC geprüft wird.

Ich kann nur empfehlen, die in den normen erwähnten Stoßspannungen im Netz nicht zu unterschätzen.
Auch wenn sie nicht regelmäßig und eher selten auftreten, an der korrekten Isolation hängt Leib und Leben.
Zumal kann ein einzelner Überschlag die Isolation dauerhaft beeinträchtigen.
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uxlaxel
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von uxlaxel »

ich halte es nach wie vor für falsch, geräte mit aller gewalt mit 3 oder 4kV zu quälen. überlegt einmal logisch: bei luft sagt man pro 1cm 1kV isolationsvermögen, d.h. 3cm kann der lichtbogen bei 3kV nicht überschlagen, aber 1cm sicherlich.
überlegen wir weiter: eine 1kV-prüfung hat bereits die dreifache bzw. vierfache spannung gegenüber netzspannung.
aber nur zu, killt euch reihenweise intakte und fehlerfreie geräte! :-D
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Roehricht
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von Roehricht »

Hallo,
ich prüfe mein selbstgefrickelten Kram mit 2,5kV , strombegrenzt 1mA. Dazu besitze ich ein HV Prüfgerät von Schaffner.
das hier:

Bild



Selbstbau lösungen können z.B mit einem DC Wandler mit einem Zeilentrafo sein. De Spannung lässt sich per pwm auf den gewünschten Wert einstellen.


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Wolfgang
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von E_Tobi »

Ein Gerät mit einer Spannung zu prüfen die als Prüfspannung angesetzt ist, ist erst mal nur eine Prüfung des ist-zustandes.
Eine Prüfung mit Prüfspannung kann nicht dazu dienen eine normgerechte Konstruktion festzustellen, sondern bestenfalls den korrekten Aufbau einer solchen, die aber vorher erst mal bescheinigt sein muss.

Zum Beispiel packst du ein Gerät aus einer entfeuchteten Atmosphäre aus, drinnen ist frischer, gut abgetrockneter Lack über einer mit 0.5mm viel zu kleinen Trennstrecke.
Der Lack hat keine Risse, alles ist trocken, das Ding hält 2.5kV aus. Ist es deswegen sicher? Nein...einen Monat später ist der Lack wegen warm/kalt und Schrumpfung rissig geworden, über 50% Luftfeuchte herrschen, und es schlägt über.

Anderes Beispiel, ein billiger Trafo mit Primär und Sekundär nur Kupferlackdraht, direkt aufeinander gewickelt. Frischer Lackdraht hält auch locker mal >2kV pro Schicht aus, also kannst du mit >4kV drauf gehen ohne dass es überschlägt. Zwei Wochen später hat sich der Lack durch Mikrovibrationen und thermisches ausdehen weit genug durchgerieben dass er schon bei deutlich weniger durchschlägt, oder (hoffentlich) gleich mit einem Schluss in Rauch aufgeht...deswegen darf man an der Stelle auch keinen Kupferlackdraht benutzen.


Meiner Meinung nach taugt eine Prüfung mit irgend einer Spannung auf keinen Fall dazu um festzustellen ob ich mein Leben einem Gerät anvertraue oder nicht.
Schlimmstenfalls besteht ein völlig fehlkonstruiertes Ding klaglos, bestenfalls wird die Isolation eines guten Gerätes unnötig degradiert.

Wenn man wirklich an einem Punkt angekommen ist an dem man sich fragt ob das fragliche Netzteil vernünftig gebaut ist, muss man es meiner Meinung nach auf machen...
Zuletzt war ich ebenfalls an dem Punkt, ich hatte für nicht ganz billiges Geld ein Handyladegerät für meine bessere Hälfte geordert. Wegen akutem Misstrauens gegen den Verkäufer hab ich es aufgemacht, und es war natürlich Schrott, trotz allerhand fancy Samsung-Blendwerks auf dem Gehäuse...selber Schuld.
Letztendlich musste ich die nicht vorhandene Wareneingangskontrolle selber stellen, was den gegenüber den autorisierten Verkaufsstellen günstigeren preis halt dann relativiert...


Edit: Achso, noch zum eigentlichen Thema:
Für HV mit wenig Leistung dahinter würde sich vielleicht ein kleiner Sperrwandler mit entsprechendem Mehrkammer-Spulenkörper anbieten, wie hier:
https://www.spulen.com/e-30-ef-30-spezi ... mmern.html
Das wäre zumindest mal mein erster Versuch, in echt gebaut hab ich sowas noch nicht...aber ich vermute auf diese Weise könnten sich einige hundert Volt erzeugen lassen, vielleicht auch mehr.
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Roehricht
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von Roehricht »

Hallo,
mit dem verlinktem Kern lassen sich zuverlässig 2,5kV beherrschen. Son Wandler hatte ich mal auf die Schnelle zusammengespaxt. War für Glimmentladungsröhren. Das ist allerdings recht fummelig da ein paar hundert Windungen 0,01 Draht raufzubekommen.

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Wolfgang
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von Harry02 »

uxlaxel hat geschrieben:3cm kann der lichtbogen bei 3kV nicht überschlagen, aber 1cm sicherlich.
Ich gebe dir Recht in der Unsinnigkeit einer 3kV Prüfung, aber 3kV überschlagen 1cm Luft nicht. Wikipedia gibt an, dass die Durchbruchsspannung in Luft bei 3kV/mm liegt. Man findet aber auch Angaben von 1kV/mm (abhängig von Elektrodenform, Luftdruck, Feuchtigkeit, etc).
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von uxlaxel »

naja die 1cm/kv beziehen sich auch auf 100% luftfeuchtigkeit, sprich neben im freien. daher sind MS-isolatoren immer etwas größer als welche für NS.
wenn man aber einen prüfling (versehentlich) aus der kälte holt und in die warme werkstatt legt, dort 3kV drauf ballert und nun der lichtbogen (selbst mit 1mA begrenzt) schaden anrichtet, hat man nichts gewonnen.
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von Robby_DG0ROB »

Bei vielen Netzgeräten sichert sicher der Hersteller dadurch ab, wenn er das Gerät nur funktionsisoliert aufgebaut hat bzw. Luft-/Kriechstrecken unterschritten hat, in dem die Sekundärmasse mit dem PE- des Netzkabels geerdet wird. Zum Teil haben die Dinger nicht mal Y-Kondensatoren, die an den PE angeschlossen wären. Nicht selten werden aber die PE bei solche Netzteilen abgeklebt, wenn es irgendwo mit Audiosignalen gearbeitet wird (Masseschleifen, Brumm). Richtigerweise wäre hier der Trenntrafo/Schutztrennung anzuwenden.
Kuehnetec hat geschrieben:Halte mal Ausschau nach einen "Schutzleiterprüfgerät SP15" aus DDR Produktion.…
Das hat auch nur 500 V- für die Iso-Messung.

Wir haben in der Arbeit einen Hochspannungstester für Baugruppen, die SELV-Spannungen haben, damit man diese an entsprechende Personen geben kann und die Wirksamkeit der Schutzmaßnahme sicherstellen/nachweisen kann - selbst im Bereich der HW-Entwicklung unverzichtbar.
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Senf
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Re: Isolationsmessgerät --- selber bauen ??

Beitrag von Senf »

ferdimh hat geschrieben:Eine improvisierte Netznachbildung zum EMV-Prüfen wäre evtl auch noch interessant. Da habe ich aber noch keine gute Idee für eine bezahlbare Lösung.
Ich habe im Rahmen von Jugend forscht vor 2 Jahren da mal was mit meinen Schülern gebaut. Melde dich mal bei Interesse, dann kann ich die Dokumente von damals raus suchen.
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