Maßnahmen gegen galvanische oder Gleichtaktkopplung: Unterschied zwischen den Versionen
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== Definition == | == Definition == | ||
Zwei oder mehr Geräte werden durch die Spannungsversorgung und Kommunikationskabel miteinander verbunden (siehe {{FigRef| | Zwei oder mehr Geräte werden durch die Spannungsversorgung und Kommunikationskabel miteinander verbunden (siehe {{FigRef|R30}}). Wenn externe Ströme (Blitzschlag, Fehlerströme, Störungen) über diese Gleichtaktstrompfade fließen, tritt zwischen den Punkten A und B, '''deren Potential als ausgeglichen angenommen wird''', eine unerwünschte Spannung auf. Diese Streuspannung kann Schwachstromkreise oder schnelle elektronische Schaltungen stören. | ||
Alle Kabel einschließlich der Schutzleiter haben eine Impedanz, insbesondere bei hohen Frequenzen. | Alle Kabel einschließlich der Schutzleiter haben eine Impedanz, insbesondere bei hohen Frequenzen. | ||
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Die berührbaren leitfähigen Teile (ECPs) der Geräte 1 und 2 sind über Verbindungen mit den Impedanzen Z<sub>1</sub> und Z<sub>2</sub> an eine gemeinsame Erdungsklemme angeschlossen. <br> | Die berührbaren leitfähigen Teile (ECPs) der Geräte 1 und 2 sind über Verbindungen mit den Impedanzen Z<sub>1</sub> und Z<sub>2</sub> an eine gemeinsame Erdungsklemme angeschlossen. <br> | ||
Die Streuüberspannung fließt über Z<sub>1</sub> zur Erde. Das Potential von Gerät 1 erhöht sich auf Z<sub>1</sub> I<sub>1</sub>. Der Potentialunterschied zu Gerät 2 (Anfangspotential {{=}} 0) führt zu der Entstehung von Strom I<sub>2</sub>.<br> | Die Streuüberspannung fließt über Z<sub>1</sub> zur Erde. Das Potential von Gerät 1 erhöht sich auf Z<sub>1</sub> I<sub>1</sub>. Der Potentialunterschied zu Gerät 2 (Anfangspotential {{=}} 0) führt zu der Entstehung von Strom I<sub>2</sub>.<br> | ||
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* Geräte, die über einen gemeinsamen Bezugsleiter verbunden sind (z.B. PEN, PE), der durch schnelle oder starke (di/dt) Stromänderungen beeinträchtigt wird (Fehlerstrom, Blitzschlag, Kurzschluss, Laständerungen, Taktschaltungen, Oberschwingungsströme, Blindleistungskompensationsanlagen usw.). | * Geräte, die über einen gemeinsamen Bezugsleiter verbunden sind (z. B. PEN, PE), der durch schnelle oder starke (di/dt) Stromänderungen beeinträchtigt wird (Fehlerstrom, Blitzschlag, Kurzschluss, Laständerungen, Taktschaltungen, Oberschwingungsströme, Blindleistungskompensationsanlagen usw.). | ||
* Ein gemeinsamer Rückweg für mehrere Quellen elektrischer Energie. | * Ein gemeinsamer Rückweg für mehrere Quellen elektrischer Energie. | ||
== Gegenmaßnahmen == | == Gegenmaßnahmen == | ||
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Ist die Impedanz des Parallelerdungsleiters PEC (Z<sub>zus</sub>.) im Vergleich zu Z<sub>Sign</sub>. <br> | Ist die Impedanz des Parallelerdungsleiters PEC (Z<sub>zus</sub>.) im Vergleich zu Z<sub>Sign</sub>. <br> | ||
sehr niedrig, fließt der größte Teil des Störstroms über den PEC, d.h. nicht über die Signalleitung wie im vorherigen Fall.<br> | sehr niedrig, fließt der größte Teil des Störstroms über den PEC, d. h. nicht über die Signalleitung wie im vorherigen Fall.<br> | ||
Der Potentialunterschied zwischen den Geräten 1 und 2 wird sehr gering und die Störung akzeptierbar.}} | Der Potentialunterschied zwischen den Geräten 1 und 2 wird sehr gering und die Störung akzeptierbar.}} | ||
Aktuelle Version vom 29. Juli 2022, 08:19 Uhr
Definition
Zwei oder mehr Geräte werden durch die Spannungsversorgung und Kommunikationskabel miteinander verbunden (siehe Abb. R30). Wenn externe Ströme (Blitzschlag, Fehlerströme, Störungen) über diese Gleichtaktstrompfade fließen, tritt zwischen den Punkten A und B, deren Potential als ausgeglichen angenommen wird, eine unerwünschte Spannung auf. Diese Streuspannung kann Schwachstromkreise oder schnelle elektronische Schaltungen stören.
Alle Kabel einschließlich der Schutzleiter haben eine Impedanz, insbesondere bei hohen Frequenzen.
Die berührbaren leitfähigen Teile (ECPs) der Geräte 1 und 2 sind über Verbindungen mit den Impedanzen Z1 und Z2 an eine gemeinsame Erdungsklemme angeschlossen.
Die Streuüberspannung fließt über Z1 zur Erde. Das Potential von Gerät 1 erhöht sich auf Z1 I1. Der Potentialunterschied zu Gerät 2 (Anfangspotential = 0) führt zu der Entstehung von Strom I2.
[math]\displaystyle{ Z_1\, I_1{{=}}\left ( Z_{sign}\, + Z_2 \right )I_2\Rightarrow \frac{I_2}{I_1}{{=}}\frac{Z_1}{\left ( Z_{sign}\, + Z_2 \right )} }[/math]
Der auf der Signalleitung vorhandene Strom I2 stört Gerät 2.
Die Streuüberspannung fließt über Z1 zur Erde. Das Potential von Gerät 1 erhöht sich auf Z1 I1. Der Potentialunterschied zu Gerät 2 (Anfangspotential = 0) führt zu der Entstehung von Strom I2.
[math]\displaystyle{ Z_1\, I_1{{=}}\left ( Z_{sign}\, + Z_2 \right )I_2\Rightarrow \frac{I_2}{I_1}{{=}}\frac{Z_1}{\left ( Z_{sign}\, + Z_2 \right )} }[/math]
Der auf der Signalleitung vorhandene Strom I2 stört Gerät 2.
Abb. R30 – Definition der Gleichtaktkopplung
Beispiel
(siehe Abb. R31)
Abb. R31 – Beispiel für Gleichtaktkopplung
- Geräte, die über einen gemeinsamen Bezugsleiter verbunden sind (z. B. PEN, PE), der durch schnelle oder starke (di/dt) Stromänderungen beeinträchtigt wird (Fehlerstrom, Blitzschlag, Kurzschluss, Laständerungen, Taktschaltungen, Oberschwingungsströme, Blindleistungskompensationsanlagen usw.).
- Ein gemeinsamer Rückweg für mehrere Quellen elektrischer Energie.
Gegenmaßnahmen
(siehe Abb. R32)
Ist die Impedanz des Parallelerdungsleiters PEC (Zzus.) im Vergleich zu ZSign.
sehr niedrig, fließt der größte Teil des Störstroms über den PEC, d. h. nicht über die Signalleitung wie im vorherigen Fall.
Der Potentialunterschied zwischen den Geräten 1 und 2 wird sehr gering und die Störung akzeptierbar.
sehr niedrig, fließt der größte Teil des Störstroms über den PEC, d. h. nicht über die Signalleitung wie im vorherigen Fall.
Der Potentialunterschied zwischen den Geräten 1 und 2 wird sehr gering und die Störung akzeptierbar.
Abb. R32 – Gegenmaßnahmen für Gleichtaktkopplung
Impedanzen in Gleichtaktstrompfaden sollten, wenn sie nicht vermieden werden können, möglichst klein gehalten werden. Die vorrangigen Gegenmaßnahmen zur Verringerung der Auswirkungen der Gleichtaktkopplung sind:
- Verringerung der Gleichtaktimpedanzen:
- Vermaschen der gemeinsamen Bezugsleiter,
- Verwendung von kurzen Leitern oder flachen Litzen, die bei gleichem Querschnitt eine niedrigere Impedanz haben als runde Kabel,
- Installation funktionsfähiger Potentialausgleichsverbindungen zwischen den Geräten.
- Verringerung der Amplitude der Störströme durch Einbau von Gleichtaktfiltern und Gegentaktdrosseln
