Isolationsfestigkeit kaskadierter Spannungsquellen mit galvanischer Trennung?
Nehmen wir an, man nimmt mehrere DC/DC Steller mit galvanischer Trennung (z.B. 12V auf 1kV) und schaltet deren Ausgänge in Reihe (möglich, da galvanisch getrennt, erdfrei) (1kV+1kV... usw. ) und erhält dann zum Beispiel am Ausgang +3kV.
Muss ich die Isolationsfestigkeit der jeweiligen DC/DC Steller von deren Eingang zum Ausgang (z.B. 2kV) beachten? Oder ist das nicht relevant, da ich den +3kV Ausgang des Aufbaus in keiner Weise zur Erde (Eingang DC/DC Steller) referenziert habe?
1 Antwort
auf der Niederspannungsseite sind die DC DC Wandler aber verbunden. Nehmen wir mal einen theoretischen Extremfall an:
10 Wandler von 1 V auf 1000 Volt, galvanisch getrennt.
Dann liegt auf der Niederspannungsseite überall ein Potential nahe 0 Volt.
Auf der Hochspannungsseite haben wir aber eine Potentialdifferenz von 10000 Volt. Das Bedeutet die Durchschlagsfestigkeit muss mindestens 5000 Volt sein, weil am Vorderen Ende Strom von der Niederspannungsseite zur Hochspannungsseite über die Reihenschaltung bis zum hinteren Ende wieder zurück auf die Niederspannung durchschlagen könnte.
Prinzipiell ja, aber es müssen dann auch noch Effekte beachtet werden durch Lichtbogenbildung: Beim Gewitter muss der Blitz ca zwei Kilometer Luft überwinden. Theoretisch reicht seine Spannung nicht aus für die Strecke. Jetzt bilden sich aber kleine hochleitende Teilstücke aus Pasmakanälen, die dann zusammen genommen eben doch für einen Durchschlag ausreichen.
Ob der Effekt in der konkreten Anwendung zum Tragen kommt? Für mich unklar.
Die Hochspannungstechniker legen ihre Gerätschaften deshalb gerne in Öl (Hochspannungstrafos) oder in Schutzgas (Schwefelhexafluorid).
Ja du hast recht. Die Potentiale sind identisch für jeden Wandler auf der Niederspannungsseite. Daher habe ich noch die Frage: könnte man durch eine weitere Trennung (DC-DC Steller 12V/12V) weitere Durchschlagfestigkeit erreichen?