DE3513230C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzgerät gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

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.

Ursache hierfür ist die induzierte Spannung, die sich zwischen dem Antenneneingang und der Spannungsversorgung der angeschlossenen Geräte bei einem unmittelbaren oder nahen Blitzeinschlag aufbaut.

Induktionsschleifen sind praktisch in keinem Gebäude vermeidbar. Sie werden beispielsweise durch Regenfallrohre, Heizungs- und Wasser­ installationssysteme, Betonstahlarmierung, Metallfassaden, Ableitung der Blitzschutzanlage, der Antennenerdung etc. gebildet mit dem von der Antenne niederführenden Koaxialkabel. Bei den hohen Anstiegsgeschwindigkeiten des Blitzstromes bis zu 100 kA/µs können 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 ange­ schlossenen Geräte und führen zu Überschlägen in den angeschlossenen Geräten, die im all­ gemeinen Totalschäden des Gerätes zur Folge haben.

Grundsätzlich ist diese Problematik bekannt und es sind auch schon Lösungsbeispiele angeboten worden. Hierzu wird auf ein Referat von E. Popp, "Neue Erkenntnisse und Bestimmungen über die Starkstrom- und Blitzbeeinflussung von Anlagen der Nachrichtentechnik und Leitungen"; Referat der technischen Akademie, Esslingen, Fort- und Weiterbildungszentrum, 22.-24. 10. 1980, Seiten 1 bis 13 und Bild 1 bis 15, verwiesen.

Des weiteren sind aus dem Stand der Technik Überspannungsschutzgeräte bekannt, wie sie auch beispielsweise in der DE-OS 34 04 994 beschrieben sind, die aus einem Kunststoffgehäuse bestehen, welches einseitig einen Schutzkontakt­ stecker und andererseits eine Schutzkontaktsteck­ dose aufweist. Dabei besitzt das Gehäuse ferner einen Antenneneingang, der mit der gebäudeseitig vorgesehenen Antennenanschlußdose verbindbar ist, sowie einen Antennenausgang, der über ein Kabel mit dem Antenneneingang des Gerätes verbindbar ist.

Bei derartigen Spannungsschutzgeräten ist es üblich, die Phasenleiter und die Nulleiter des Netzanschlusses innerhalb des Gerätes durch Varistoren elektrisch mit dem Schutzleiter zu verbinden, um so einen Schutz des Netzanschlusses sicherzustellen. Der Antennenanschluß wird in der Weise geschützt, daß die Abschirmung des Koaxialkabels über eine Kopplungsfunken­ strecke an den Schutzleiter des Netzanschlusses gelegt wird, während der Mittelleiter des Koaxial­ kabels über ein Tiefpaßfilter ebenfalls an Schutzleiter gelegt wird.

Der Tiefpaß hat allerdings den deutlichen Nach­ teil, daß Rundfunkempfang im Langwellen-, Mittel­ wellen- und Kurzwellenbereich nicht möglich ist. Die entsprechenden Frequenzen werden durch den Tiefpaß abgefiltert.

Als Funkenstrecke werden üblicherweise Gasableiter, insbesondere edelgasgefüllte Überspannungs­ ableiter eingesetzt. Als Varistoren kommen vorteilhafter Weise Zinkoxidableiter in Betracht.

Durch die Druckschrift "QST", Sept. 1975, Seite 40 bis 43, ist es bekannt, zum Schutz vor einem elektromagnetischen Puls den Innenleiter einer Antennenleitung über eine Funkenstrecke abzusichern. Des weiteren ist aus der "Funkschau", 1972, Heft 16, Seiten 1675 bis 1678, auf das Problem von Blitzeinschlägen in Antennenanlagen eingegangen. Dabei geht es aber nicht darum, sowohl die Netzspannung als auch die Antennenseite auf den Schutzleiterpegel zu beziehen, da es sich dort um schutzisolierte Empfangsgeräte handelt, bei denen das der Erfindung zugrunde liegende Problem nicht auftritt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Über­ spannungsschutzgerät der bekannten Art so weiter zu bilden, daß neben dem Fernsehempfang auch der Rundfunkempfang in allen Wellenbereichen weitestgehend ungestört möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem Überspannungsschutzgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist einerseits sichergestellt, daß ein blitz­ strommäßiger Potentialausgleich zwischen dem Antennenteil und der Netzspannungsversorgung auf der Basis des Schutzleiterpotentials erfolgt. Des weiteren ist durch die Absicherung des Innen­ leiters der Antennenleitung über eine Funken­ strecke neben dem Fernsehempfang auch der Rundfunk­ empfang auf allen Wellenbereichen möglich.

Darüber hinaus ist durch die zusätzliche Anordnung eines geschlossenen metallischen Gehäuses eine gute Abschirmung gegen Störstrahlung erreicht und die Nutzsignaldämpfung sehr klein, was sich positiv auf den Empfang der an dieser Einrichtung angeschlossenen Geräte auswirkt.

Um mit dem Überspannungsschutzgerät sowohl ein Rundfunk- als auch ein Fernsehgerät abzusichern, wenn gebäudeseitig nur eine einzige Schutzkontakt­ steckdose in der Nähe der Antennensteckdose vorhanden ist, wird vorgeschlagen, daß das metallische Gehäuse je zwei geschützte Antennen­ ein- und -ausgänge aufweist, von denen je einer für Rundfunk- und einer für Fernseh- bzw. Videoempfang eingerichtet ist.

Diese Bauform ist grundsätzlich vorteilhaft, weil auf relativ engem Raum alle wesentlichen Elemente für beide Schutzfunktionen enthalten sein können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den elektrischen Schaltplan des Über­ spannungsschutzgerätes;

Fig. 2 ein Überspannungsschutzgerät gemäß der Erfindung in Ansicht;

Fig. 3 desgleichen im Schnitt A-B der Fig. 2;

Fig. 4 desgleichen im Schnitt C-D der Fig. 3;

Fig. 5 einen Adapterstecker in Seitenansicht.

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.

In der Zeichnung oben weist das Gehäuse rückwärtig einen Schutzkontaktstecker 7 und vorderseitig eine Schutzkontaktsteckdose 8 auf.

Ferner weist das Gehäuse einen Antenneneingang 9 bzw. 10 auf, deren Zuleitungen mit gehäuseseitig vorgesehenen Antennenausgängen 11 bzw. 12 in Form von Buchsen für Radio- bzw. Fernsehempfang verbunden sind. Die Verbindung der Einzelelemente ist aus der Zeichnung ersichtlich. Der Hochfrequenz­ block 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 Schutzkontaktsteck­ dose 8 einsetzbarer Adapter 13 dargestellt, der zwei Aufnahmen für Eurostecker aufweist.

Die elektrische Schaltung des Überspannungsschutz­ gerätes ist anhand der Darstellung in Fig. 1 nachstehend näher erläutert.

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 und oben als Hochfrequenzblock 4 bezeichnet ist. Das Gehäuse weist einen Antennen­ eingang 10 für Rundfunkbetrieb und einen Antennen­ eingang 9 für Fernsehbetrieb auf.

Des weiteren weist das Gehäuse einen Antennen­ ausgang 11 bzw. 12 für die beiden Systeme auf. Die zugehörigen Ein- und Ausgänge sind durch je eine Leitung 14 miteinander verbunden. Diese Leitung 14 entspricht dem Innenleiter der als Koaxialkabel ausgebildeten Antennenleitung. Die Abschirmung ist bei 15 dargestellt. Sie ist auf Gehäusemasse gelegt. Die Innenleiter 14 sind über Koppelfunkenstrecken A 1 ebenfalls an Gehäusemasse gelegt. Die Gehäusemasse liegt über eine weitere Koppelfunkenstrecke A 2 potential­ mäßig auf dem Schutzleiter PE. Der Schutzleiter PE ist der Schutzleiter des Netzkreises des Über­ spannungsschutzgerätes. Der Phasenleiter L 1 und der Nulleiter N des geschützten Netzanschlusses sind über Varistoren V an den Schutzleiter PE gelegt.

Die Schaltungsanordnung innerhalb des Überspannungs­ schutzgerätes 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 Schaltungsanordnung wird ein blitzstrom­ mäßiger Potentialausgleich zwischen dem Antennenkabel sowie zwischen der Spannungsversorgung und dem Schutzleiterpotential hergestellt, wobei keine für den Rundfunk- oder Fernsehempfang notwendigen Frequenzen ausgefiltert werden.

Claims (2)

1. Überspannungsschutzgerät, das einen geschützten Netzanschluß mit einem Phasen- und einem Nulleiter, die über je einen Varistor mit einem Schutzleiter elektrisch verbunden sind, und einen geschützten Antennenanschluß für Rundfunk-, Fernseh-, und Videogeräte aufweist, mit einer als Koaxialkabel ausgebildeten Antennenleitung, deren Abschirmung über eine erste Koppelfunken­ strecke an den Schutzleiter des Netzanschlusses gelegt ist und deren Innenleiter über eine Schutzschaltung mittelbar über diese erste Koppelfunkenstrecke ebenfalls an dem Schutzleiter liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennen­ anschluß ein geschlossenes metallisches Gehäuse mit mindestens je einem Antennenein- (9, 10) und -ausgang (11, 12) aufweist, welches elektrisch mit der Abschirmung (15) der Antennenleitung verbunden ist, daß das Gehäuse über die erste Koppelfunkenstrecke (A 2) mit dem Schutzleiter (PE) des Netzanschlußkreises elektrisch ver­ bunden ist und daß als Schutzschaltung eine zweite Koppelfunkenstrecke (A 1) angeordnet ist, über welche der Innenleiter (14) der Antennen­ leitung mit dem Gehäuse elektrisch verbunden ist.

2. Überspannungschutzgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Gehäuse je zwei geschützte Antennenein- (9, 10) und -ausgänge (11, 12) aufweist, von denen je einer für Rundfunk- und einer für Fernseh- bzw. Video­ empfang eingerichtet ist.