Messen an hohen Spannungen mit Oszilloskopen

In vielen Bereichen der Elektrotechnik ist es erforderlich hohe Spannungen messtechnisch zu erfassen. Hierzu gehören unter anderem Anwendungen in der Leistungselektronik, Antriebstechnik, Energietechnik uvm. Neben der Präzision der Messung kommt es hierbei auf sicherheitstechnische Aspekte zum Schutz des Bedienpersonals an. Im Folgenden möchten wir einen Überblick über die Anforderungen und Durchführung von Messungen an hohen Spannungen geben und Ihnen die hierfür erforderlichen Produkte vorstellen.

Viele Messgeräte weisen an Ihrem Eingang eine beschränkte Spannungsfestigkeit auf. Insbesondere Oszilloskope sind zudem meist nur für die Verwendung in der Messkategorie I spezifiziert. Sollen damit dennoch höhere Spannungen sicher gemessen werden ist der Einsatz von speziellen Hochspannungstastköpfen unabdingbar. Bevor wir uns mit den sicherheitsrelevanten Anforderungen beschäftigen werfen wir zunächst einen Blick auf die messtechnischen Grundlagen.

Bevor Sie mit einer Messung beginnen sollten Sie sich Gedanken über die zu messenden Signale machen. Handelt es sich um Gleich- oder Wechselspannung, ist die zu messende Spannung bezogen auf Masse (Erde) oder messen Sie zwischen beliebigen Potentialen, welche Frequenzen bzw. Anstiegszeiten erwarten Sie?

Widmen wir uns zunächst der Frage nach dem Bezugspunkt. Die Eingänge von Oszilloskopen arbeiten - bis auf wenige Ausnahmen - bezogen auf die Masse des Gerätes. Alle Eingänge haben den gleichen Bezugspunkt. Da die Geräte im Regelfall am Stromnetz betrieben werden und über eine Schutzerdung verfügen liegen Masse und Erde auf gleichem Potential, oder anders ausgedrückt, die Messungen erfolgen gegen Erdpotential.