DE3513230A1 - Overvoltage protection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzgerät mit geschütztem Netzanschluß und geschütztem Antennenanschluß für Rundfunk-, Fernseh- und Videogeräte. The invention relates to a surge protection device with a protected Network connection and protected antenna connection for radio, television and video equipment.
Auch eine vorschriftsmäßig nach VDE 0855 geerdete Antennenanlage kann Fernseh- und Videogeräte sowie Hifi-Stereoanlagen nicht vor Schäden durch Blitzeinschlag bewahren. Sie verhindert zwar bei direkten Blitzeinschlägen in die Antenne Gebäudeschäden und eine Implosion der Bildröhre mit oft erheblichen Personen-und Sachschäden, jedoch ist immer noch mit Totalschäden der angeschlossenen Empfangsgeräte zu rechnen. Also a properly grounded antenna system according to VDE 0855 Televisions, video equipment and hi-fi stereos cannot protect themselves from damage from lightning strikes maintain. It prevents damage to buildings in the event of direct lightning strikes in the antenna and an implosion of the picture tube with often considerable personal injury and property damage, however Total damage to the connected receivers is still to be expected.
Ursache hierfür ist die induzierte Spannung, die sich zwischen dem Antenneneingang und der Spannungsversorung der angeschlossenen Geräte bei einem unmittelbaren oder nahen Blitzeinschlag aufbaut. Induktionsschleifen sind praktisch in keinem Gebäude vermeidbar. Sie werden beispielsweise durch Regenfallrohre, Heizungs- und Wasserinstallationssysteme, Betonstahlarmierung, Metallfassaden, Ableitung der Blitzschutzanlage, der Antennenerdung etc. gebildet mit dem von der Antenne niederführenden Koaxialkabel. The reason for this is the induced voltage that is between the Antenna input and the power supply for the connected devices in one immediate or near lightning strike. Induction loops are practical Avoidable in any building. They are, for example, caused by downpipes, heating and water installation systems, steel reinforcement, metal facades, discharge of the Lightning protection system, antenna earthing, etc. formed with the one leading down from the antenna Coaxial cable.
Bei den hohen Anstiegsgeschwindigkeiten des Blitzstromes bis zu 100 100 kA/,uskönnen in diesen Schleifen Überspannungen von mehreren 100 kV zwischen der Antennenbuchse und der Stromversorgung der angeschlossenen Geräte induziert werden. Diese Spannungsspitzen überschreiten in jedem Falle die Stoßspannungsfestigkeit der angeschlossenen Geräte und führen zu Überschlägen in den angeschlossenen Geräten, die im allgemeinen Totalschaden des Gerätes zur Folge haben. Grundsätzlich ist diese Problematik bekannt und es sind auch schon Lösungsbeispiele angeboten worden. With the high rate of rise of the lightning current up to 100 100 kA / us can overvoltages of several 100 kV between the antenna socket and the power supply of the connected devices will. In any case, these voltage peaks exceed the surge voltage resistance of the connected devices and lead to flashovers in the connected devices, which generally result in a total loss of the device. Basically this is Problem known and examples of solutions have already been offered.
Hierzu wird auf ein Referat der Technischen Akademie Esslingen, Fort- und Weiterbildungszentrum 22. bis 24. 10. 1980 Dipl-Ing.E. Popp verwiesen.For this purpose, a lecture by the Technical Academy Esslingen, Fort- and further education center October 22 to 24, 1980 Dipl-Ing.E. Referred to Popp.
Im Stand der Technik sind Überspannungsschutzgeräte bekannt, die aus einem Kunststoffgehäuse bestehen, welches einseitig einen Schutzkontaktstecker und andererseits eine Schutzkontaktsteckdose aufweist, wobei das Gehäuse ferner einen Antenneneingang aufweist, der mit der gebäudeseitig vorgesehen Antennenanschlußdose verbindbar ist, sowie einen Antennenausgang, der über ein Kabel mit dem Antenneneingang des Gerätes verbindbar ist. In the prior art, surge protection devices are known that consist of a plastic housing with a safety plug on one side and on the other hand has a socket outlet with earthing contact, the housing furthermore has an antenna input which is connected to the antenna connection box provided on the building side can be connected, as well as an antenna output, which is connected to the antenna input via a cable of the device can be connected.
Bei derartigen Spannungsschutzgeräten ist es üblich, daß die Phasenleiter und die Nullleiter des Netzanschlusses innerhalb des Gerätes durch Varistoren elektrisch mit dem Schutzleiter verbunden werden, um so einen Schutz des Netzanschlusses sicherzustellen. Der Antennenanschluß wird in der Weise geschützt, daß die Abschirmung des Koaxialkabels über eine Kopplungsfunkenstrecke an den Schutzleiter des Netzanschlusses gelegt wird, während der Mittelleiter des Koaxialkabels über ein Tiefpaßfilter ebenfalls an Schutzleiter gelegt wird. Der Tiefpaß hat allerdings den deutlichen Nachteil, daß Rundfunkempfang im Langwellen-, Mittelwellen- und Kurzwellenbereich nicht möglich ist. Die entsprechenden Frequenzen werden durch den Tiefpaß abgefiltert Üblicherweise werden als Funkenstrecken Gasableiter, insbesondere edelgasgefüllte Überspannungsableiter eingesetzt. Als Varistoren kommen vorteilhafterweise Zinkoxidableiter in Betracht Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Überspannungsschutzgerät gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei dem der Rundfunkempfang in allen Wellen bereichen ungestört möglich ist, wobei selbstverständlich auch der Fernsehempfang ungestört bleiben soll. In voltage protection devices of this type, it is common for the phase conductors and the neutral conductor of the mains connection inside the device by means of varistors connected to the protective conductor in order to ensure protection of the mains connection. The antenna connection is protected in such a way that the shielding of the coaxial cable Connected to the protective conductor of the mains connection via a coupling spark gap is, while the center conductor of the coaxial cable is also through a low-pass filter is placed on the protective conductor. The low pass, however, has the distinct disadvantage that radio reception in the long wave, medium wave and short wave range is not possible is. The corresponding frequencies are usually filtered out by the low-pass filter gas arresters, especially noble gas-filled surge arresters, are used as spark gaps used. Zinc oxide arresters can advantageously be used as varistors Based on this prior art, the invention is based on the object to create a surge protection device of the generic type, in which the radio reception is possible undisturbed in all wave areas, and of course also the TV reception should remain undisturbed.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Innenleiter der als Koaxialkabel ausgebildeten Antennenleitung über eine Funkenstrecke an den Schutzleiter des Netzanschlusses gelegt ist. To solve this problem, the invention proposes that the inner conductor the antenna line designed as a coaxial cable via a spark gap to the The protective conductor of the mains connection is laid.
Durch diese Ausbildung ist sichergestellt, daß ein blitzstrommäßiger Potentialausgleich zwischen dem Antennenkabel und zusätzlich zwischen der Spannungsversorgung und dem Schutzleiterpotential erfolgt. Dadurch daß anstelle des im Stand der Technik bekannten Tiefpasses eine Funkenstrecke eingeschaltet wird, ist Rundfunkempfang im Lang-, Mittel-, Kurz- und Ultrakurzwellenempfang möglich. Auch Fernsehsignale können ungestört empfangen werden. Besonders vorteilhaft und im Sinne der Aufgabenstellung förderlich ist, daß der Antennenanschluß aus einem geschlossenen metallischen Gehäuse mit mindestens einem Antennenein- und -ausgang besteht, wobei die Abschirmung der Antennenleitung elektrisch mit dem Gehäuse verbunden ist und der Innenleiter der Antennenleitung über eine Funkenstrecke mit dem Gehäuse elektrisch verbunden ist, wobei das Gehäuse über eine weitere Funkenstrecke mit dem Schutzleiter des Netzanschlußkreises elektrisch verbunden ist. This training ensures that a lightning current-like Equipotential bonding between the antenna cable and also between the power supply and the protective conductor potential. In that instead of the prior art known low pass a spark gap is switched on, is broadcast reception possible in long, medium, short and ultra short wave reception. Also television signals can be received undisturbed. Particularly advantageous and in line with the task at hand It is beneficial that the antenna connector consists of a closed metallic housing with at least one antenna input and output, the shielding of the Antenna line is electrically connected to the housing and the inner conductor of the The antenna line is electrically connected to the housing via a spark gap, the housing with the protective conductor of the mains connection circuit via a further spark gap is electrically connected.
In ansich bekannter Weise ist vorteilhaft, daß der Phasen- und der Nulleiter des Netzanschlußkreises über je einen Varistor mit dem Schutzleiter elektrisch verbunden ist. In a manner known per se, it is advantageous that the phase and the Neutral conductor of the mains connection circuit via a varistor each with the protective conductor electrically connected is.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß das metallische Gehäuse zwei geschützte Antennenein- und -ausgänge aufweist, deren einer für Rundfunk- und deren anderer für Fernseh- bzw. Videoempfang eingerichtet ist. It is preferably provided that the metallic housing is two protected Antenna inputs and outputs, one for radio and the other is set up for television or video reception.
Auf diese Weise ist es möglich, sowohl ein Rundfunkals auch ein Fernsehgerät abzusichern, wenn gebäudeseitig nur eine einzige Schutzkontaktsteckdose in der Nähe der Antennensteckdose vorhanden ist. Grundsätzlich ist diese Bauform vorteilhaft, weil auf relativ engem Raum alle wesentlichen Elemente für beide Schutzfunktionen enthalten sind. In this way it is possible to have both a radio and a television set to be secured if there is only one protective contact socket in the vicinity on the building side the antenna socket is available. Basically, this design is advantageous, because all essential elements for both protective functions are in a relatively small space are included.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn in den als Schutzkontaktsteckdose ausgebildeten Ausgang des Netzanschlusses ein Adapterstecker eingesteckt ist, der zwei Eingänge für Eurostecker aufweist. It is also advantageous if in the as a protective contact socket trained output of the power supply an adapter plug is plugged in, the has two inputs for Euro plugs.
Dadurch,daß in die Schutzkontaktsteckdose des Überspannungsschutzgerätes ein Adapterstecker mit zwei Aufnahmen für Eurostecker eingesteckt wird, ist der Anschluß zweier Geräte an eine Steckdose möglich, wobei beide Geräte abgesichert sind. The fact that in the protective contact socket of the surge protection device an adapter plug with two receptacles for Euro plugs is plugged in Two devices can be connected to one socket, both devices being fused are.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. An embodiment of the invention is shown in the drawing and described in more detail below.
Es zeigt Fig. 1 den elektrischen Schaltplan des Überspannungsschutzgerätes; Fig. 2 ein Überspannungsschutzgerät gemäß der Erfindung in Ansicht; Fig. 3 desgleichen im SchnittA-BderFig. 2; Fig. 4 desgleichen im Schnitt C-D der Fig. 3; Fig. 5 einen Adapterstecker in Seitenansicht. 1 shows the electrical circuit diagram of the overvoltage protection device; 2 shows an overvoltage protection device according to the invention in view; Fig. 3 is the same in section A-bath 2; FIG. 4 likewise in section C-D of FIG. 3; Fig. 5 a Adapter plug in side view.
Das Überspannungsschutzgerät besteht aus einem Gehäuse aus Kunststoff mit einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2. Im Gehäuse sind zwei Varistoren 3, ein Hochfrequenzblock 4, ein Überspannungsableiter 5 und ein Massebügel 6 vorgesehen. The surge protection device consists of a plastic housing with an upper part 1 and a lower part 2. In the housing are two varistors 3, one High-frequency block 4, a surge arrester 5 and a ground clip 6 are provided.
In der Zeichnung oben weist das Gehäuse rückwärtig einen Schutzkontaktstecker 7 und vorderseitig eine Schutzkontaktsteckdose 8 auf. Ferner weist das Gehäuse einen Eingang für die Antennenzuleitung 9 bzw. 10 auf. welche Zuleitungen mit gehäuseseitig vorgesehenen Antennenbuchsen 11 bzw. 12 für Radio- bzw. Fernsehempfang verbunden sind. Die Verbindung der Einzelelemente ist aus der Zeichnung deutlich ersichtlich. In the drawing above, the housing has a protective contact plug at the rear 7 and a protective contact socket 8 on the front. Furthermore, the housing has a Input for the antenna feed line 9 or 10 on. which supply lines with the housing side provided antenna sockets 11 and 12 for radio or television reception are. The connection between the individual elements can be clearly seen in the drawing.
Der Hochfrequenzblock 4 besteht aus einem metallischen Gehäuse. in welchem die elektrisch wichtigen Bauteile gemäß Schaltplan Fig. 1 angeordnet sind. In Fig. 5 ist ein in die Schutzkontaktsteckdose 8 einsetzbarer Adapter 13 dargestellt, der zwei Aufnahmen für Eurostecker aufweist. Die elektrische Schaltung des Überspannungsschutzgerätes ist anhand der Darstellung in Fig. 1 nun nachstehend näher erläutert.The high frequency block 4 consists of a metallic housing. in which the electrically important components are arranged according to the circuit diagram in FIG. In Fig. 5, an adapter 13 which can be inserted into the protective contact socket 8 is shown, which has two receptacles for Euro plugs. The electrical circuit of the surge protection device is explained in more detail below with reference to the illustration in FIG. 1.
Das Überspannungsschutzgerät weist einen geschützten Netzanschluß und zwei geschützte Antennenanschlüsse für Rundfunk- bzw. Fernseh- und Videogeräte auf. Der Antennenanschluß besteht aus einem metallischen geschlossenen Gehäuse, welches in der Zeichnungsfigur mit gestrichelten Linien angedeutet ist. The overvoltage protection device has a protected mains connection and two protected antenna connections for radio, television and video equipment on. The antenna connection consists of a metallic closed housing, which is indicated in the drawing figure with dashed lines.
Das Gehäuse weist einen Antenneneingang für Rundfunk und einen Antenneneingang für Fernsehen auf. The housing has an antenna input for broadcasting and an antenna input for television on.
Desgleichen weist das Gehäuse einen Ausgang für beide Systeme auf. Der zugehörige Ein- und Ausgang ist durch eine Leitung 14 miteinander verbunden. Diese Leitung entspricht dem Innenleiter der als Koaxialkabel ausgebildeten Antennenleitung. Die Abschirmung ist bei 15 dargestellt. Die Abschirmung 15 ist auf Gehäusemasse gelegt. Die Innenleiter 14 sind über Funkenstrekken A 1 ebenfalls an Gehäusemasse gelegt. Die Gehäusemasse liegt über eine weitere Funkenstrecke A 2 potentialmäßig auf dem Schutzleiter PE. Der Schutzleiter PE ist der Schutzleiter des Netzkreises des Überspannungsschutzgeräte. Der Phasenleiter L 1 und der Nulleiter N des geschützten Netzanschlusses sind über Varistoren Van den Schutzleiter PEgelegt.The housing also has an outlet for both systems. The associated input and output are connected to one another by a line 14. This line corresponds to the inner conductor of the antenna line designed as a coaxial cable. The shield is shown at 15. The shield 15 is at housing ground placed. The inner conductors 14 are also grounded to the housing via spark gaps A 1 placed. The housing ground is in terms of potential via a further spark gap A 2 on the protective conductor PE. The protective conductor PE is the protective conductor of the network circuit of surge protection devices. The phase conductor L 1 and the neutral conductor N of the protected Mains connection are connected to the protective earth PE via varistors.
Die Schaltungsanordnung innerhalb des Überspannungsschutzgerätes ermöglicht einerseits den Anschluß sowohl eines Fernsehsystems als auch eines Radiosystems innerhalb eines einzigen Gerätes. Darüber hinaus ist auch bei gebäudeseitig nur einer vorhandenen Schutzkontaktsteckdose der Anschluß von zwei Geräten durch den Adapterstecker 13 möglich. Durch die Schaltungsanordnungwird ein blitzstrommäßiger Potentialausgleich zwischen dem Antennenkabel sowie zwischen der Spannungsversorgung und dem Schutzleiterpotential hergestellt, wobei keine für den Rundfunk-oder Fernsehempfang notwendigen Frequenzen ausgefiltert werden. The circuit arrangement within the overvoltage protection device enables both a television system and a radio system to be connected within a single device. In addition, it is also at the building side only an existing protective contact socket, the connection of two devices through the Adapter plug 13 possible. The circuit arrangement results in a lightning current Equipotential bonding between the antenna cable and between the power supply and the protective conductor potential, none being for radio or television reception necessary frequencies are filtered out.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel. The invention is not restricted to the exemplary embodiment, but rather Many times variable within the framework of the disclosure.
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen. All new items disclosed in the description and / or drawing and combination features are considered essential to the invention.
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