Sicher Netzspannung messen ⚡Versteckte Gefahren und wie man es richtig macht!

[@BlackFighter_95]

Zur Klarstellung: Die Überspannungskategorie und deren zugehörige (System-)Spannung interessiert sich AUSSCHLIEßLICH für das Netz, denn damit wird einerseits die Stoßspannung durch Blitzschlag und andererseits die kurzzeitige Überspannung durch Fehler in Umspannwerken bestimmt. Die Arbeitsspannung (= höchste Spannung im Normalfall) ist nicht das gleiche und wird im Normalfall wesentlich höher erlaubt als die aufgedruckte Systemspannung. Somit könnte man mit einem CAT II 300V Gerät auch Arbeitsspannungen deutlich über 300V messen, ohne dass eine Gefahr oder ein Defekt entsteht. Allerdings lässt sich das nur schwer beziffern, denn die Normen sind da ÄUßERST unterschiedlich. Sowohl was die zeitweilige Überspannung und die maximale Arbeitsspannung angeht, als auch wie die Überspannungkategorie definiert ist oder reduziert werden darf. So einfach wie hier dargestellt ist das nämlich leider nicht mit der Bestimmung der Überspannungskategorie, das hängt vom Endgerät und dessen Norm ab. Beispielsweise erlauben industrielle Umrichter einfacher eine Reduktion der Überspannungskategorie als das bei Steuergeräten der Fall ist, dafür sind die Anforderungen an die umzusetzenden Maßnahmen höher je Stufe. Also ziemlich kompliziert und auch für Experten kaum allumfassend verständlich. Daher empfiehlt es sich, mit der Arbeitsspannung höchstens geringfügig über die Systemspannung zu gehen, insbesondere wenn die erlaubte Überspannungskategorie klein (II) oder sehr klein (I) ist. In der Praxis im Privatumfeld ist das - Asche auf mein Haupt - aber nicht sooo wichtig. Wenn man mal kurz die Netzspannung messen möchte und nicht gerade Gewitter oder starker Wind außen weht, dann ist die Wahrscheinlichkeit äußerst gering dass etwas schief geht. Und wenn dann etwas schieft geht, geht bei vernünftigem Gerätedesign auch nur das Messgerät kaputt und es entsteht keine weitere Gefahr. Ist natürlich eigenes Risiko, welches man als Ingenieur besser einschätzen kann als als Hobbybastler. Da muss man im Privatumfeld auch mal die Kirche im Dorf lassen. (Bitte nicht als Empfehlung sehen - eigenes Risiko!)

[@TheOnlyDominik]

Visual C#! Damit entwickle ich seit 2002 Software!

[@eHaJo]

ich hab damals 1999 oder so mit Visual Basic angefangen ;-)

[@maxmustermann9858]

Eine Frage zu den Messkategorien, wenn das Oszi wie in deinem Fall CAT 1 hat darf an dem Gerät direkt nur CAT 1 gemessen werden, wird diese Kategorie erhört wenn ich probes mit CAT 2,3,4 nutze oder bin ich in jedem Fall auf die Kategorie des Messgerätes beschränkt, außerdem gibt es unterschiedliche zwischen passiven probes und aktiven was das angeht?

[@eHaJo]

Das kommt auf die Kombination drauf an. Eine CAT IV-Messleitung macht aus einem Multimeter noch kein CAT IV-Gerät, weil natürlich die internen Sicherheitsabstände etc da nicht funktionieren. Bei einem aktiven Tastkopf wie dem im Video funktioniert das, da dieser intern die Schutzmaßnahmen hat.

[@wolfganghauser5370]

Ich möchte noch auf eine andere Möglichkeit hinweisen: Multimeter-Oszi-Kombigeräte. Da gibt es welche (habe selbst das ET828 vom Chinashop), wo der Osziteil über die normalen Messleitungen läuft und man alle vom Multimeter gewohnten gewohnten Spannungen und sogar Ströme - das geht mit normalen Oszis nur über Umwege - grafisch angucken kann. Bequem und auf Sicherheitsniveau Cat II/III. Natürlich ist keine präzise Signalanalyse möglich, aber es reicht z. B. werkstattmäßig zur Prüfung von Dimmern, Motorsteuerungen, den Ausgang von Wechselrichtern, Reparatur an Schaltnetzteilen oder auch KFZ-Kram wie Signale von Drehzahlsensoren. Das Beschriebene bitte nicht verwechseln mit Kombigeräten, die einen ganz getrennten Osziteil mit BNC-Buchsen haben wie z. B. das Owon 242. Dort gelten die Einschränkungen wie bei den stationären Oszis.

[@eHaJo]

ja genau, so ein günstiges multimeter mit grafikdisplay hab ich hier auch!

[@splitprissm9339]

Die erdfreien Taschenoszis mit getrenntem BNC Eingang verleiten halt zu potentiell nicht ganz ungefährlichem Verhalten - einmal wegen fehlender Stosspannungsfestigkeit von Oszi/Tastkopf, und dann - und das ist weit wahrscheinlicher - weil das Steckergehäuse vom BNC dann auf Netzpotential liegen kann. Ausserdem müsste man mal ansehen ob die Multimeter-Prüfspitzen wirklich gut vom BNC-Eingang isoliert sind - herumliegende Messspitzen könnten zu Überraschungen führen, und spitze spannungsführende Metallgegenstände sind immer ganz besonders "lecker".

[@eHaJo]

@splitprissm9339 alles themen, die gut bedacht werden müssen, ja! Vor allem (wie man in einigen Kommentaren liest) auch viel zu leichtsinnig gehandhabt werden. 230V sind halt nunmal kein Spielzeug und die Sicherheitsvorschriften gibts da ned ohne Grund!

[@splitprissm9339]

​@@eHaJo Hetzutage gibt es Isolationsmessgeräte 500-5000V so erschwinglich dass es für den der mit Netzspannung herumbasteln will eigentlich keine Ausrede mehr gibt sich nicht ein solches zuzulegen und sich damit auch zu beschäftigen warum die Prüfspannungen sind wie sie sind und welche wofür gut ist. GERADE als "sachkundiger Laie".

[@igelitv3188]

Welche Categorie ist es, wenn ich in einem alten Röhrenfernseher messe? Anodenspannungen sind ja schnell mal etwas „hoch“….

[@eHaJo]

es kommt da nicht auf die spannung drauf an. mein oszi mit CAT I kann ja auch zB bis 300V. Es kommt da auf die Art an, wie es am Netz hängt. Bei Röhrenfernseher würd ich ausm Bauch raus ohne Gewähr CAT II tippen

[@christiang.9485]

@@eHaJo Da wäre ich bei alten Röhrenfernsehern vorsichtig - die arbeiten teils wirklich noch mit Netzspannung ohne Trafo innen drin. Die würde in so oder so (und ich bin kein Angsthase) mit einem Trenntrafo betreiben. Ich hab sie früher auch mal ohne Trenntrafo repariert, aber das ist nur eine Frage der Zeit bis man Ordentlich eine gewischt bekommt, oder bis es mal kurz GANZ HELL, und danach Dunkel wird, und du die Taschenlampe suchen musst. Also bei solchen Geräten ist ein Trenntrafo sinnvoll - kosten ja auch heute nichts mehr - früher waren die noch richtig teuer und schwer, vor allem wenn man wie ich einen regelbaren wollte.

[@danielrodding8522]

Ich zeichne hier Netzfrequenz und -spannung digital auf. Das läuft hier etwas anders: Stinknormaler AC-Trafo von 230 VAC auf 9V, "dummer" linearer Trafo, hochohmig zwischen Primär- und Sekundärseite. Dann kleines Platinchen mit Microcontroller, der die 9 VAC (plus Leerlauftoleranz) in einen A/D-Wandler nimmt. Der Microcontroller rechnet Bandpass und bekommt so die Netzfrequenz. Und das geht dann über einen UART raus an einen kleinen Raspberry Pi, der die Daten aufzeichnet. Der Raspi wiederum hängt an einem solargespeisten IT-Netz, während ich aber auf dem öffentlichen Stromnetz (1-phasig) messe. Die Netzfrequenzmessung ist sehr sauber und fein aufgelöst. Die Auflösung des A/D-Wandlers ist für die Netzspannung allerdings nur mäßig genau, da kann man den Werten nur auf +/- 50 mV trauen...

[@RRIDDICC]

ich versteh nich, wie die Grey-Box das macht... 🤧

[@bodobockwurst7485]

erstmal vorab.... wie immer ein sehr interessantes video :) ich suche schon länger ein differentiellen tastkopf nur leider scheine ich "zu doof" zum googeln zu sein ^^ ich habe nicht wirklich etwas unter ca 300 euro gefunden :( 100 euro würde ich gerne investieren wollen. wer mag mir da mal ein tipp geben?

[@eHaJo]

na toll, haben wohl auch ganz schön angezogen die dinger in den letzten jahre. Micsig DP10007 wär zB für 130€ ca zu haben, hat allerdings nur CATII...

[@eagleye271967]

Wenn ich das richtig verstehe, dann könntest du am einfachsten den usb Stecker ziehen ebenso das Netzwerkkabel und könntest dann auch ohne einen differentiellen Tastkopf 3 Phasen gleichzeitig messen. Es ist alles galvanisch getrennt. Ansonsten musst du mind. 300€ investieren für 3 Tastköpfe und kannst das Oszi betreiben wie im Video. Wäre für mich zu aufwendig ehrlich gesagt.

[@eHaJo]

rein grundsätzlich sollte das mit zB einer powerbank möglich sein, ja.

[@christiang.9485]

Das USB Kabel würde ich stecken lassen, ebenso die Netzleitung - einfach 3 Tastköpfe mit 1:100 (sollte für Netzspannung schon sein) und damit die 3 Phasen anschließen. Ist zwar nicht nach VDE aber funktionieren müsste es trotzdem, da Du ja den Sternpunkt über die Steckdose vom Oszi bekommst.

[@christiang.9485]

Nur wer braucht das?? Bei einer Netzspannung gehe ich davon aus, dass der Stromanbieter sich an seine Grenzwerte halten muss - also kann man diese auch mit dem Multimeter messen. Wenn Du die Phasenverschiebung unbedingt live sehen willst - schau es Dir doch einfach an einem Motorcontroller für Brushless Motoren an - oder besser wäre umgekehrt, den Brushless Motor an den Akku Schrauber hängen, dann hast Du genau den Sinus - den die Stromerzeuger mit ihren Turbinen auch erzeugen.

[@splitprissm9339]

Die klassische Methode, 10:1 oder 100:1 Tastköpfe und dann den Differenzmodus des Oszilloskops benutzen. Bringt mindestens zwei Gefahren: BNC Stecker können spannungsführend werden (gefährdet den Nutzer), und die Tastköpfe haben ggf eben nicht die Durchschlagsfestigkeit gegenüber den im Netz möglichen Spannungsspitzen (gefährdet das Gerät, ggf auch den Bediener wenn er es an der falschen Stelle anfasst oder es in Brand gerät) - die in Tastköpfen verbauten Widerstände und Schiebeschalter und Kompensationskondensatoren können 3250 bzw 5000 Volt wahrscheinlich nicht standhalten. Ausserdem sind kapazitive Teiler im Zusammenspiel mit hochohmigen Eingängen und Hochspannung eh immer ein Risiko - Beim Antasten kann bei einem falsch kompensierten Teiler eine heftige Spannungsspitze auf den Eingang geraten. Wem unklar ist wie ich auf diese hohen Zahlen komme sollte solche Methoden besser nicht anwenden.

[@christiang.9485]

@@splitprissm9339 wie bitte sollen die BNC Buchsen spannungsführend werden, wenn sie über die Oszimasse geerdet sind?? Vielleicht solltest Du erst mal Basisgrundlagen Elektrotechnik lernen, bevor Du mitreden willst, hm??

[@voenigs612]

Gewährt man dir jetzt wenigstens ein bisschen Rabatt, nachdem du so ein schönes Werbevideo gedreht hast?

[@eHaJo]

also ich sags glaub ich im Video und habs in der Beschreibung stehen: Rigol hat mir sowohl das Multimeter als auch das Oszi kostenlos überlassen, was ich schon echt sehr cool finde!

[@christiang.9485]

Warum nicht einfach mit "Verstand" messen - man nehme ein Oszi, einen 1:100 Tastkopf - lässt die Masse weg, und schaut welcher Pol die Phase ist - und schon hast Du eine saubere Messung ohne Risiko. Falls es neuere Oszis sind, und das Signal gestört sein sollte - kann man die Masseleitung entweder am Schutzleiter oder dem Pol anschließen, der eben noch frei bleibt, also dem Nullleiter. Für die paar mal, wo ich tatsächlich die Netzspannung mit dem Oszi messen muss, reicht mir das aus - da kaufe ich kein Differenztastkopf oder sonstiges. Alle anderen Messungen an Netzspannung, zb. im Schaltnetzteil usw. - die finden dann eh über den Trenntrafo statt. Also diesen Differenztastkopf brauchst Du wirklich nur, wenn Du direkt in der Steckdose messen willst.

[@eHaJo]

sorry aber du hast keine ahnung von sicherheitsvorschriften. da kannst auch einfach mit dem finger drauf fassen und schaun ob spannung drauf ist. es geht immer um einen fehlerfall. und "wenn man alles immer richtig anschließt und macht" würde man auch einfach ohne gurt auto fahren können.

[@christiang.9485]

@@eHaJo Vielleicht mehr Ahnung wie Du - ich mache sie nur nicht zu meinem "Gebetsbuch". Für mich zählt der eigene Verstand noch vor irgendwelchen "Sicherheitsvorschriften". Aber Du Du kannst es ja gerne halten wie Du magst. Und ja, Du wirst lachen - ich habe über 30 Jahre MIT ABSICHT nie einen Gurt angelegt, aus der einfachen Erkenntnis raus, dass ich keinen Unfall baue, und damit auch 1. kein Gurt brauche, und zweitens (sollte ich mich in Punkt 1 irren) dann der erste und idealerweise einzige sein will, der dann stirbt). Und damit bin ich auch gut gefahren, bis Gen. Z ins FS Alter kam. Dann dachte ich mir, jetzt ist es gesünder einen Gurt anzulegen. Alleine was mir die le. 10 Jahre nur an Autos auf meiner Spur entgegen kamen, da war klar, dass man u.U. mal nicht mehr ausweichen kann, bei dem was die Führerscheinstellen alles auf die Straße lassen. Aber lassen wir das - wie gesagt es gibt Menschen, die müssen scheinbar auch die Netzspannung mit dem Oszilloskop nachmessen - mir persönlich hat da immer mein Multimeter mit TRMS und zus. Frequenzmesser gereicht - also ob der Versorger jetzt einen sauberen Sinus liefert, davon gehe ich im groben und ganzen aus.

[@wolfganghauser5370]

Da schaudert es mich. Nimm einen kleinen klassischen Netztrafo (mit einem vernünftigen Aufbau drum herum) und miss auf der Sekundärseite. Gibt es auch als Fertigteil, z. B. klassischer Modellbahntrafo oder altes Modem-Netzteil.

[@christiang.9485]

@@wolfganghauser5370 Ich hab 2 Trenn Trafos - einen von ELV und einen "analogen" mit Trenn- und Spartrafo zum regeln - und was soll ich da messen können, außer 50 hz +/- 1 Hz, und einer Sinusspannung? Wobei das Stand früher war, wo wir noch eine stabile Stromversorgung bei uns hatten - heute mit Habecks Windrädern bin ich mir da nicht mehr ganz so sicher, ob das wirklich noch so ist.

[@eHaJo]

und was bringt dir das dann wenn du den spannungswert nur geschätzt aus nem unbelasteten trafo bekommst der den irgendwie runtertransformiert? ich will ja eine qualitative messung erreichen.

[@splitprissm9339]

Die Aussagen "Cat II ist hinter Netzfilter", "Cat I nur Batteriebetrieb" kommen mir seltsam vor - Ich kenne "Cat II ab Steckdose, Cat I jedwede galvanische Netztrennung". Quelle? .... Mich wundert es dass es noch keine neue Kategorie für Elektrofahrzeuge (und eigentlich auch andere Fahrzeugelektrik, auch da können die Kurzschlussströme heftig sein) und PV-Anlagen gibt, diese Systeme als Cat I zu behandeln wäre extrem leichtsinnig. ... Es wäre interessant gewesen in dem Video auch mal auf die für die Messkategorien festgelegten Prüfspannungen und Abschaltströme einzugehen, und wie diese die Gefahren aufzeigen mit denen man es hier zu tun hat.

[@BlackFighter_95]

Prüfspannungen und die Definition der Kategorien variieren je nach Norm und damit je nach Produkt. Die Ströme sind da nicht relevant, nur die Überspannungen, ausschließlich die vom Netz kommende. Daher sind Elektroautos und andere batteriebetriebene Geräte gar nicht einer Kategorie zuzuordnen - sie haben ja keinen Netzbezug. Viele Normen finden hier keine Anwendung bzw. es gelten die schwächsten Anforderungen. Kann gut sein, dass es aber spezielle Produktnormen für E-Autos gibt, die wieder anderes fordern. Für PV gibts gesonderte Anforderungen, da diese flächig im Außenbereich aufgestellt werden. Das hat aber soweit ich weiß nichts mit der Netz-Überspannungskategorie CAT zu tun, sondern da gelten schlichtweg bestimmte Anforderungen durch die Gefahr von Blitzschlag. Prinzipiell ist deine Definition aber korrekter. Im Haushaltsbereich ist CAT IV der Einspeisepunkt, CAT III die Gebäudeelektrik (z.B. Steckdosen) und CAT II steckbare Geräte. Schwierig wirds bei fest installierten Geräten (z. B. Herd), da ist je nach Norm CAT II oder CAT III anzuwenden. Innerhalb der Geräte kann die Kategorie reduziert werden, primär durch galvanische Trennung (auf CAT I) und Überspannungsschutzorgane (um 1e Stufe bei Leiter-Leiter, nicht zulässig gegen Erde).

[@splitprissm9339]

@@BlackFighter_95 Kurzschlussströme sind ja entscheidend dafür ob es, wenn doch ein Überschlag entsteht oder ein Gerät falsch angeschlossen wird, nur zu ein wenig Rauchentwicklung kommt oder zu Explosionen, Störlichtbögen etc. Und Hinweise dass es in den Kategorien zB Anforderungen an die Sicherungen gibt finden sich....