Bei nem kurzen USV-"Test" hauts den FI raus!
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Re(10): Bei nem kurzen USV-"Test" hauts den FI raus!
03.10.2007, 07:59:56
Hi Da Horstl
Ich befürchte, die Aufzucht, Pflege und Dressur der Elektronen ist noch nicht so ganz Deines. Sorry, jetzt mal ganz langsam erklären, damit Du es glaubst.
Wir nehmen für unser Gedankenmodell einen Akku, der von absolut leer, Spannung null, aufgeladen wird. Dazu eine Stromquelle und einen Längswiderstand, der den Innenwiderstand des Netzes darstellt und so langsamere Abläufe erlaubt. Das Ganze stellt die Ersatzschaltung eines R-C Gliedes zum Erklären der Phasenverschiebung dar. (So tät ich es meinen Lehrlingen vermutlich auch erklären) Zum betrachten der Ströme denken wir uns einen FI-Schalter, der Zu- und Ableitung vergleicht.
Im ersten Moment unmittelbar nach Anlegen der Spannung an die ganze Schaltung ist am Akku keine Spannung zu sehen, trotzdem fließt Strom - und zwar der größte Strom in unserer ganzen Betrachtungszeit! Überall im Stromkreis fließt der gleiche Strombetrag. Der FI-Schalter fühlt sich wohl, weil die Summe der Ströme in den Leitungen null bleibt und unterbricht nicht. Wäre das nicht so, dann könnte man ja den Akku mit nur einer Leitung aufladen, nach kurzer Zeit könnte man die erste Leitung entfernen und stattdessen als zweite Leitung anschließen.
Nach einiger Zeit hat sich eine Spannung am Akku aufgebaut, und der Strom ist etwas zurückgegangen. Aber immer noch ist der Strom in beiden Leitungen gleich und immer noch unterbricht der FI nicht. Aber es ist abzusehen, dass da eine Phasenverschiebung stattfindet. Zuerst Strom durch Akku, dann erst Spannung am Akku.
Zum "Ende" der Ladung ist die Spannung am Akku gleich groß wie die Eingangsspannung der Schaltung, es fließt kein Strom mehr. Jetzt erst recht: Kein Anlass für den FI auszulösen, aber Spannung voll, Strom Null - die Ideale Phasenverschiebung.
Nun Zu Deiner Argumentationskette:
Ein FI macht nichts anderes, als die Ströme, die durch ihn hindurchfließen zu addieren. Normalerweise hast Du ja die drei Phasenleiter L1, L2 und L3, durch die Geräte mit Drehstrom versorgt werden können. Derselbe Strom muss dann - in umgekehrter Phase - durch den Nullleiter (blau) wieder zurückfließen. Passiert dies nicht, wird angenommen, dass ein Strom woanders geflossen ist und der FI trennt die Stromkreise.

Stimmt einigermaßen. Aber betrachtest Du jetzt ein dreiphasiges Netz oder ein einphasiges Netz?
Im einphasigen Netz ist's sowiso klar, spätestens nach dem Auflademodell des Akkus. Im dreiphasigen Netz sollen die Ströme nicht durch den Nulleiter zurückfließen, sondern durch die anderen beiden Phasen. Im Nulleiter fließt nur ein Differenzstrom durch ungleichmäßige Belastung. Der Nulleiter muss vom FI mitgemessen werden (Erkärung folgt noch). Der Summenstrom muss (auch wenn drei Akkus geladen werden), unabhängig vom Phasenwinkel auch bei Phasenfehlern immer null sein. Es lebe Kirchhoff, erster Satz.
Ergibt sich jetzt aber durch extreme Phasenverschiebung auch eine Verschiebung der Ströme, kann es durchaus passieren, dass diese Sinusschwingungen früher oder später kommen und zu einem bestimmten Augenblick die Summe der Ströme höher ist als die Toleranzgrenze: Der FI trennt die Stromkreise!
Die Summe der Ströme im Leitersystem, das aus L1, L2, L3 und dem Nulleiter N besteht, ist in jedem Moment null! Unabhängig von der Phasenlage zur Spannung. Du darfst in einem Dreiphasenetz die Phase L1 ohmsch belasten, die Phase L2 stark induktiv und die Phase L3 stark kapazitiv. Die Phasenverschiebung der Ströme zueinander wird den Netzbetreiber extrem unglücklich machen, denn die Zeitpunkte zu denen die Maximalströme auftreten sind absolut ungleichmäßig und für ihn nur bedingt vorhersehbar. Das wird aber den FI kalt lassen, denn die Summe der Ströme ist in jedem Zeitpunkt Null. Es fließt ja durch die Phasenverschiebung niemals ein Strom am FI vorbei. Was bei einer Phase reinfleißt, fließt bei irgendeiner anderen Phase oder dem Nulleiter wieder heraus.
Sobald aber auch nur der Nulleiter am FI vorbeigeschummelt wird, sieht es anders aus. Jede Differnzbelastung in den Phasen wird einen Differenzstrom im Nulleiter erzeugen, der dem FI "fehlt" - er schaltet ab.
Nimm zur Kenntnis, denn es ist ein harter Fakt: eine Phasenverschiebung, egal welcher Phasenlage, kann keinen (richtig angeschlossenen) FI auslösen!
Gruß und *zirp*
GriLLe
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Re(12): Bei nem kurzen USV-"Test" hauts den FI raus!
03.10.2007, 08:43:33
Hi
...dann kannst Du uns allen sicherlich erklären, warum bei unserem Threadersteller der FI fliegt...
Das kann ich mangels Kristallkugel und Analysemöglichkeit leider nicht. Für den Beginn der Fehleranalyse würde ich je nach vorhandenem Messmittel die Erdungsleitung unterbrechen oder den Strom in der Erdungsleitung messen, um zu sehen, ob wirklich ein Fehlerstom auftritt. Je nach dann auftretendem Fehlerbild weiß ich dann erst weiter. Interessant wätre auch, bei welchem Fehlerstrom der FI auslöst, ob das ein 30mA, ein 100mA-Typ oder etwas anderes ist. Bei sensiblen FI, wie es die 30mA gerne sind, gibt es auch eine nicht gerne zugegebene EMV Empfindlichkeit - starke Störer wie die Funken eines nicht entstörten Motors senken die Schaltschwelle zusätzlich.
...Oder aber auch, warum bei einem Kurzschluss auch der FI fliegen kann?...
Beim "gutbürgerlichen Kurzen" fliegt der FI nicht wegen des Überstromes, sondern weil da oft ein Mensch seine Finger drin hatte, und ein Leckstrom am FI vorbei, über menschlichen Körper, die Erdungsleitung oder Gehäuseteile abfließt. Weil's da laut kracht und je nach Typ oft 30 mA ausreichen, nimmt man den Strom kaum war, wenn man nicht bewusst darauf achtet.
Der FI kann nicht aufgrund eines Überstromes abschalten. Die angegebenen Ströme sind jene Maximalströme, die ohne Eigenzerstörung geschaltet werden können. FI reagiert aber viel schneller als Sicherung. Bei reinem Überstrom (Bügeleisen plus Staubsauger plus Wäschetrockner plus Haarfön) fallen immer die Sicherungen, nie der FI.
Gruß und *zirp*
GriLLe
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