Erdung

[o+++g]

Die ganze Sache trifft aber auch auf mein Lieblingsthema zu, ERDUNG. Bildwerferäume werden in Schutzmaßnahme Schutzerdung aufgebaut, die mit den Netzkabeln gelieferten Schutzleiter sollen nicht angeschlossen werden, sondern eine hochquerschnittige Sternpunkterdung (>16 gmm Cu) an BWR Sternpunkt mit guter Anbindung an den Hauptpotentialerder sichergestellt sein (> 95 qmm Cu, <<2 Ohm bei 1 MHz).

 

In dieses Konzept gehört dann auch, einen Laptop (Meßgerät) vom Gehäuse aus zu erden, z.B. an den Sternpunkt des Tonracks.

(Für uns HF Techniker ist solche Vorgehensweise selbstverständlich, für Gleichstromelektriker anscheinend nicht.)

In der DDR war diese Aufbauweise schon in den 50er Jahren üblich, heute sucht man selbst in neueren Komplexen nach einer Struktur, meist wird nur "VDE - Sicherheitskonform" für 50 Hz gearbeitet.

 

Hallo,

dann will ich mal einen neuen Thread daraus machen. Das Thema interessiert mich. Stefan2, wenn ich dich richtig verstehe bist du der Meinung das z.B. in einem Tonrack die einzelnen Endstufen, Prozessoren ect. nicht über den Schutzleiter des Kaltgerätesteckers angeschlossen werden sollten, sofern das Rack selber die von dir o.g. Erdung aufweist?

 

Bei unserer Installation sind Tonrack, Projektor, Telleranlage ect. zum einen an das Erdpotential der Unterverteilung angeschlossen und zum anderen mit je einen 16mm² Kabel vom Gehäuse auf eine Potischine angeschlossen. Die Potischine geht dann mit einem dickerem Kabel auf den Hauptpotentialerder (Hoffe ich :lol: ).

 

Gruß Guido

[Gast]

Hallo,

nur ein kurzer Hinweis. Der Schutzleiter des Kaltgeräteanschlusses muss nicht zwingend mit der Masse des Audioteils verbunden sein. Oft ist der Schutzleiter nur mit der statischen Schutzwicklung (Folie) im Netztrafo verbunden. Bei professionellen Studiogeräten ist das immer so, da gibt es ein 0V-Potential (Ton- oder NF-Masse) und ein Gehäusepotential (Schutzerdung). Wichtig ist auf jeden Fall, dass keine Doppelerdung besteht. Dies ergibt nämlich die berüchtigten Brummschleifen. Wichtig ist immer sternförmig erden und 0V und Gehäuse nur an einer Stelle miteinander verbinden. Welche Stelle die Beste ist, muss ausprobiert werden, meistens da wo der geringste NF-Pegel ist.

Gruß FH99

[stefan2]

Hallo.

 

Erdung und korrekter Aufbau von Audiosystemen ist ein komplexes Thema, welches wohl hier kaum ausdiskutiert werden kann, und den Rahmen eines Fadens sprengt.

 

Grundlegende Sache, Jedes Gerät hat intern seine eigene Bezugsmasse, den Audio - Signal Erdpunkt ("Audio signal ground" in US Literatur=. Ferner können Geräte eine weitere Erdverbindung haben, die Gehäuseerde.

In der Regel kommt es durch Verschaltung verschiedener Geräte zu einer Verbindung dieser internen Audio Signal Erdpunkte.

Durch eine weitere Verbindung z.B. über einen unkorrekten Gehäuseaufbau kann es zu einer weiteren Verbindung kommen, so daß der Strom sich jetzt den günstigeren Weg sucht, durch Schleifenbildung entsteht eine "Trafowicklung", die an Sich noch nichts schädliches mit sich bringt. Gefährlich und beeinflussend wird es erst, wenn darüber Ausgleichsströme zwischen verschiedenen Komponenten zu fließen beginnen, doch löst die Präsentz dieser Ströme an Sich noch keine Gefahr aus. Ausgleichsströme fließen grundsätzlich, das läßt sich nicht vermeiden!

Die Beeinflussung des Nutzsignales tritt aber erst auf, wenn der Aufbau der Anlage nicht sorgfältig genug durchgeführt wurde.

 

So ist z.B. die Impedanz (der Scheinwiderstand) eines im Gestell montierten Gerätes zwischen Gerät und Gestell zwar nur sehr gering, jedoch nicht Null. Daher hat das System hier, unabhängig vom Schutzleiter, schon einmal 2 gemeinsame Massepunkte.

Nach Georg Ohm beginnen deutliche Ströme zu fließen (I =U/R), deren Größe durchaus im Bereich der Signalströme, oder sogar darüber liegen kann.

 

Ferner suchen sich Störspannungen z.B. aus Netzteilen und Zündgeräten den Weg mit der niedrigsten Impedanz, wenn dieses die Leitung zum Vorverstärker des Tonracks ist, ist der Tod von Komponenten vorprogrammiert.

Vorbeugen läßt sich durch gute, niederimpedante Erdung, die allen Störströmen einen schnellen Abfluß gewährt. Die Schutzleitersysteme des Verteilnetzes kommen dieser Funktion nicht nach, sie werden für elektrische Sicherheit, zum Schutz vor Berührungsspannungen größer 42 Volt bei 50 Hz "Gleichstrom" berechnet. Bei hochfrequenten Störsignalen kann dann u.U. der Verstärkeranschluß vom Tongerät die niedrigste Impedanz darstellen. Zudem sind Abschirmmaßnahmen dann weniger wirksam, die Netzleitung kann im ungünstigsten Falle sogar als HF Abstrahlantenne dienen. Daher meine Forderung nach niederer Impedanz bei 1 MHz und sich daraus ergebenden großen Querschnitten.

Die interne Sternpunkterdung des Schaltschrankes (Racks) stellt eigentlich nur sicher, daß alle Gerätegehäuse auf einer einheitlichen 0 Volt Bezugserde liegen, und nicht etwa durch verschieden tiefe Einschnitte der Befestigungsmuttern in den Lack des Gerätegehäuses sich unterschiedliche OV Potentiale ergeben. Werden jetzt die Audio Signale über ihre Schirmungen angeschlossen, haben Ausgleichs- und Störströme kaum eine Chance, zu fließen, da die Potentialdifferenz zwischen den Gehäusen sehr klein ist. Netzteilfehlerströme (Schaltnetzteile bei Clarc Audio/ Marc 4 Weichen, Delays etc, die ihren Störstrom über die Audiomasse abegeben! Konstruktionsfehler) fließen so direkt ab, ohne zum nächsten Gerät zu gelangen, der niederimpedanteste Weg ist die Sternerde.

Professionelle Geräte bieten auch eine entsprechende Anschlußklemme für den Sternerdungsanschluß.

 

Was die störungsfreie Zusammenschaltung von Systemkomponenten angeht, so kommt eigentlich nur vollsymmetrische Verkabelung mit verdrillten, geschirmten Adern in Frage. Der Schirm ist beidseitig aufzulen, Regeln wie "Float@the load" führen nur zu gutem HF Empfang durch eine eventuell abgestimmte Antenne für den Mobilfunkbereich o.ä.

Professionelle Geräte verfügen heute in der Regel über symmetrische Ein- und Ausgänge, semiprofessionelle Geräte und reine Heimgeräte, nicht.

Auch arbeiten professionelle Geräte i.d.R. mit höheren Ausgangspegeln (+4/6 dBu), als Heim- und semiprofessionelle Geräte (-8.2 dBu/-10dBV/ 300 mV), sie sind somit nicht nur des Pegels wegen kaum direkt zusammenschaltbar, da zudem symmetrisch und asymmetrisch nicht kompatibel sind!

 

Doch dieses Kapitel würde erst recht den Rahmen dieses threads sprengen.

 

Noch kurz: Warum funktionieren asymmetrisch aufgebaute Heimanlagen störungsfrei?

Durch konstruktive Maßnahmen, wie geringe physikalische Ausmaße, äußerst kurze Verbindungskabelwege, das Fehlen eines Schutzleiteranschlußes sowie Verwendung isolierter Gerätefüße wird das Auftreten einer Schleife verhindert.

Doch manch Einer kennt das Ergebnis, wenn ein Cable-TV Anschluß hinzugefügt wird, oder ein geerdeter Videobeamer installiert wird, --- "es brummt wie Hölle."

Bei Interesse zum Thema gern andersweitig mehr Infos.

 

Stefan

[Gast T-J]

Hallo,

@Stefan2,

da hast du ja mal viel Wissen kompakt verpackt!

Superpost.

[Gast]

besser kann man es wohl nicht erklaeren.

 

Man sieht das mit der Stern-Erdung uebrigens auch sehr schoen im HF-Bereich,

Beispiel HF-Mess-Oszillator, aufgebaut innerhalb des Geraete-Gehaeuses in

einem ringsum zugeloeteten Extra-Blechgehaeuses, mit abgeblockten

Versorgungs-Leitungen mit Durchfuehrungskondensatoren etc..

Der Gag dabei: das innere Gehaeuse sollte isoliert montiert werden, nur

an einer Stelle wird das innere Gehaeuse mit der externen "Masse" verbunden,

zur Vermeidung der erwaehnten Koppelschleifen, die sich besonders bei

HF bemerkbar machen..

 

Nicht zu vergessender Vortreil _symmetrischer_ Verkabelung: durch

differentielle Uebertragung machen sich eingestreute Stoerungen, die zumeist

auf beide Leitungen eingekoppelt werden, kaum bemerkbar, da nur die

Differenz wichtig ist, und die ist in Bezug aufs Stoersignal Null!

 

Gruesse

Marc

 

Korrektur 31/12/04,16:41: oben stand asymmetrisch, es muss natuerlich

symmetrisch heissen. Siehe folgendes Posting von Stefan2.

[stefan2]

Kleine Korrektur, Marc,

 

du meinst symmetrische Leitungen, d.h. solche, bei denen das Signal über 2 Adern geführt wird, eine hin und eine gegenphasige Rückleitung. Wirken jetzt Störgrößen auf diese Leitungen ein, so wirken sie in der gleichen Richtung auf das übertragene Signal. Während z.B. auf der "Hinleitung" die Störgröße die Spannung des Signals vergrößert, verkleinert der Störimpuls das gegenphasige Signal des "Rückleiters" (jeweils gegen Bezugsmasse gesehen) um den entsprechenden Betrag. Da lediglich die Differenz am Eingang ausgewertet wird, bleibt die Störgröße praktisch ohne Einfluß auf das Nutzsignal, jedoch nur, solange die Bedingungen vollständig symmetrisch zur Erde sind. Geringe Asymmetrien verschlechtern die Unterdrückung.

 

Praktische Anwendung ist seit über 100 Jahren die Fernsprechtechnik. Ortskabel in Städten im vor Digitalzeitalter führten häufig paralell zu Straßenbahn, S-, U-, Reichs- und sonstigen elektrischen Bahnlinien, sowie Stromkabeln verschiedener Spannungen.

Gegen Erde gemesser konnten auf einem Fernsprechadernpaar durchaus induzierte Spannungen von 600 Volt gemessen werden, sehr unangenehm beim direkten Berühren der Signaldrähte! Durch das gut geerdete, voll erdsymmetrische Übertragungssystem des Fernsprechnetzes hat aber kein Teilnehmer je diese Störgrößen gehört, trotz der Tatsache, daß die Sprachsignale im Bereich von 15 mV lagen, also mehr als 10000 mal kleiner als die Störgröße war.

 

Asymmetrisch sind jene Leitungen, bei denen der Schirm als Rückleiter genutzt wird. Diese Form reicht bei HF Sendern als Schirm, da dort eine andere "Wellenausbreitung" im Leiter als bei NF erfolgt.

 

Stefan

[Gast]

Danke Stefan, das mit den asymmetrischen Leitungen ist selbstverstaendlich

Bloedsinn, gemeint hatte ich _symmetrische_ Leitungen, macht ja sonst

keinen Sinn :)