Erdschlussschutzschalter

Hallo NG,

ich habe heute einen NST (Neontrafo) mit einem "Erdschlussschutzschalter" bekommen. Ich bin mir allerdings nicht ganz im Klaren darüber was das Ding macht.

Google liefert mir: "Gemäss den heute geltenden Vorschriften werden alle Transformatoren mit einem Erdschlussschutzschalter versehen. Dieser besorgt das sofortige Abschalten der Stromzufuhr bei sekundärseitigen Erd-(Kurz)-schlüssen."

D.h. der ESSS schaltet die Stromzufuhr ab wenn eine der HV-Leitungen Kontakt zu dem geerdeten Gehäuse/Erde hat bzw. es einen Überschlag gibt aber nicht, wenn der Überschlag zwischen den beiden HV-Leitugen stattfindet oder der Trafo kurzgeschlossen wird? Wenn ich das Gehäuse nicht erde (hypothetisch) triggert der Schalter wohl nur beim "Gehäuseschluss" aber nicht beim Erdschluss, oder?

Ganz klar was das bringt ist mir allerdings dennoch nicht. Kann mich jemand erleuchten? Warum das Gehäuse nicht unter HV stehen sollte ist mir ja klar, aber was spricht gegen HV (nicht HF!) -> Erde? (Ich meine das jetzt ganz praktisch, eine Vorschrift, dass das so sein muß ist egal, mich interessiert das ganz praktische "warum")

Dank und Gruß, Oliver

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Oliver C. Thornton
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Oliver C. Thornton schrieb:

[...]

Natürlich sollte auch das Gehäuse des Trafos mit PE verbunden werden, das hat aber mit dem Erdschluss-Schutz des Hochspannungsteils nichts zu tun. Bei Erdschluss der Primärwicklung löst der FI-Schalter der Niederspannungsinstallation aus, bei Erdschluss der Hochspannung löst der Erdschlussschutzschater des Neontrafos aus.

Die Erdschlussschutzschalter der Neontrafos sind anders aufgebaut und werden auch anders verschaltet als normale FI-Schalter. Die Sache funktioniert folgendermaßen:

Bei den Neontrafos mit Erdschlussschutzschalter ist die sekundäre Hochspannungswicklung mit einer Mittelanzapfung ausgeführt, welche über den Erdschlussschutzschalter geerdet wird. Sollte eine der beiden Hochspannungsanschlüsse einen Erdschluss haben, fliesst über diese Mittelanzapfung und somit über den Erdschlussschutzschalter der entsprechende Fehlerstrom, der dann zum Auslösen des Schutzschalters führt.

Siehe dazu z.B. Seite 5 dieser Broschüre:

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Ob das Gehäuse geerdet ist oder nicht ist also für den Erdschluss-Schutz des Hochspannungsteils unwesentlich. Die Mittelanzapfung der Hochspannungswicklung _muss_ über einen geeigneten Erdschlussschutzschalter geerdet werden.

Handelsübliche Erdschlussschutzschalter für Neontrafos bestehen z.B. aus einem geeignet dimensionierten Widerstand, der zwischen der Mittelanzapfung und dem PE-Anschluss liegt, einer einfachen elektronischen Komparatorschaltung, einer Referenzspannung und einem selbsthaltendem Relais. Wenn der zulässige Erdschlussstrom überschritten wird (Spannungsabfall am Widerstand höher als die Referenzspannung), schaltet die Komparatorschaltung ein selbsthaltendes Relais, welches wiederum den Neontrafo ausschaltet.

Wenn der Erdschlussschutzschalter auslöst, bleibt der Neontrafo durch das selbsthaltende Relais so lange ausgeschaltet, bis der Trafo mitsamt dem Schutzschalter vom Netz getrennt wird. War die Störung nur kurzfristig (z.B. durch Feuchtigkeit), läuft die Anlage nach dem Wiedereinschalten normal weiter, bei dauerndem Erdschluss (Kabelbeschädigung) löst der Schutzschalter halt nochmals aus.

Sinn der Sache ist, dass die Trafos mit geringerem technischen Aufwand gefertigt werden können. Die Hochspannungswicklung wird normalerweise aus zwei Wicklungen gebildet, wobei die Innenlagen auf Erdpotential liegen und deshalb gegen den Eisenkern nicht besonders isoliert zu werden brauchen.

So spart man sich die Hochspannungsisolation der Innenlagen komplett, die Aussenlagen müssen nur gegen die Hälfte der Maximalspannung isoliert werden. Die verwendeten Kabel brauchen auch nur für die Hälfte der maximalen Spannung ausgelegt werden. Würden Neontrafos mit einer einzelnen Wicklung gefertigt, müssten sowohl die Innenlagen der Hochspannungswicklung als auch die Aussenlagen gegen die maximale Betriebsspannung isoliert werden.

MfG, Andy

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Andreas Haimberger

Di dalam de.sci.ing.elektrotechnik Andreas Haimberger menulis sebagai berikut:

Hi Andi,

[Ausführliche und umfangreiche Erklärung zum Erdstromschutzschalter]

Dafür schonmal vielen Dank :)

Soweit natürlich klar.

Ja das mit der Mittelanzapfung hab ich schon gesehen, vielleicht stehe ich grade auf dem Schlauch weil ich bisher immer mit soeinem fetten Trafo-Klotz mit Streujoch (R.I.P.) gearbeitet hab der aussah als hätte ihn mal jemand in Teer getunkt. Mit dem "hightech-NST" bin ich etwas überfordert :)

Die Mittelanzapfung liegt also auf Erde (d.h. ist immer geerdet?) und der Stromfluss eines Erdschlusses triggert den ESSS und trennt damit den Trafo vom Primärkreis? Das würde ja heissen, dass man ihn im Prinzip ausbauen kann wenn Erdschlüsse (wie in meinem Fall) sogesehen keine Rolle spielen.

Da sind 2 Grafiken, eine zeigt die Anschlüsse, eine ein Schaltbild des Trafos mit der Mittelanzapfung (gekennzeichnet mit "E"): Das Bild vom Trafo betitelt den Anschluss E als "Signalgeberausgang für den Dimmbetrieb, in Kombination mit externen Sicherheitsschaltungen", verstehe ich das Richtig, dass diese Sicherheitsschaltung der ESSS ist der dort nur nicht abgebildet ist? Auf Seite 4 ist ein Steckbrückenbauteil mit Elektronik abgebildet, leider nicht ganz und zumindest ich kann die Funktion nicht erkennen. Ist das der ESSS oder ein Teil der Ansteuerung des Trafos (ich hab irgendwo gelsen, dass die modernen NSTs auf 15-20kHz laufen)?

Nochmal herzlichen Dank und viele Grüße, Olly (Der doch ganz gerne ne Idee davon hat wie und was da funktioniert bevor er sich damit umbrigt :) Ich messe das Teil morgen mal durch, vielleicht verstehe ich dann eher wie das tut und was da womit verbunden ist. Der ESSS von meinem NST ist vergossen und sitzt auf "Nippeln" auf den man ihn aufsteckt, ohne den Kasten macht der Trafo exakt garnix.)

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Oliver C. Thornton

Oliver C. Thornton schrieb:

Über den Erdschlussschutzschalter. Direkt geerdet ist die Mittelanzapfung nicht, sonst könnte man ja keinen Erdschluss detektieren.

So ist das gedacht, ja.

Das kommt darauf an, wie der Neontrafo eingesetzt wird. Bei Versuchsaufbauten in einem Labor braucht man sich natürlich nicht an VDE-Vorschriften halten, wenn der Neontrafo eine Reklamebeleuchtung versorgen soll, muss der ESSs natürlich angeschlossen werden.

Das ist richtig. Der ESSS ist ein eigenes kleines Gerät, das mit dem Neontrafo entsprechend verschaltet werden muss.

Die Abbildung auf Seite 4 zeigt den Deckel eines solchen Trafos. In diesem Deckel ist der Erdschlussschutzschalter eingebaut und wird über die Steckkontakte beim Montieren des Deckels mit dem Trafo verbunden. Die Trafos aus diesem Prospekt sind ganz normale Neontransformatoren, also Streufeldtrafos für 50 Hz und 230 V.

Da es verschiedene Bauformen von Neontrafos von verschiedenen Herstellern gibt, würde ich mir erstmal die Dokumentation bzw. den Anschlussplan dieses Trafos ansehen bzw. sowas beim Hersteller anfordern. Aus der Ferne, ohne den Trafo gesehen zu haben, erlaube ich mir da kein Urteil über Funktionsweise deines Trafos oder des ESSS.

MfG Andy

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Andreas Haimberger

Andreas Haimberger schrieb:

Soweit klar.

Das heisst aber, dass dieser Schnüffelanschluss in der Mitte ziemlich niederohmig geerdet sein müssen, sonst zieht es diesen Anschluss doch bei Kurzschluss an einem Hochspannungs- anschluss ebenfalls auf U/2.

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Rolf_Bombach

Rolf_Bombach schrieb:

Wieso soll es diesen Anschluss auf U/2 ziehen? Der Erdschlussschutzschalter schaltet bei einem Fehlerstrom größer 10 mA ab. Der erforderliche Shunt zwischen Wicklungsmittelpunkt und Erde ist üblicherweise so berechnet, dass bei einem Spannungsabfall von ein-zwei Volt gegen Erde die elektronische Schutzschaltung auslöst. Wird also wohl etwa 100 Ohm sein, wahrscheinlich sogar weniger. Der Schutzschalter ist ja kein elektromechanisches Trumm, sondern eine elektronische Schaltung, die nur geringe Spannungen am Shunt braucht, um einen Erdschluss zu detektieren.

Im schlimmsten Fall, wenn die Elektronik defekt ist, fließt bei einem Erdschluss der Kurzschlussstrom des Trafos durch den Shunt. Da die Neontrafos als Streufeldtransformatoren ausgeführt sind, ist der Kurzschlussstrom ca. 1,3 * Nennstrom. Die größte Baureihe hat einen Nennstrom von 75 mA.

Maximaler Spannungsabfall am Shunt, der die Messspannung für den Erdschlussschutzschalter erzeugt: 1,3 * 0,075 * 100 = 9,75 Volt.

Bei einer Leerlaufspannung von 10 kV ist das wohl eher U/1000.

MfG, Andy

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Andreas Haimberger

Andreas Haimberger schrieb:

Danke. Genau das meinte ich, die 100 Ohm sind bezüglich des maximalen Stroms eben ziemlich niederohmig.

BTW, andere Baustelle: Bei Zündtrafos für Ölheizungen war die Mitte eh geerdet. Bei den neuen "elektronischen" Zündtrafos gibt es welche, bei denen ist die Sekundärspannung echt erdfrei.

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Rolf_Bombach

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