DE3705865C2 - Schaltungsanordnung zum Schutz eines Gerätes gegen Überspannungen - Google Patents
Schaltungsanordnung zum Schutz eines Gerätes gegen ÜberspannungenInfo
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- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
- H02H9/06—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using spark-gap arresters
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum
Schutz eines Gerätes gegen Überspannungen gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 (DE 31 31 629 A1).
Aus der Siemens Produktschrift des Fernschreibers 1000 S,
4/84, Seiten 4-4, 4-7, 7-12, 7-17 ist es zum Schutz eines Gerätes
der Fernmeldetechnik, beispielsweise einer Fernschreibmaschine
gegen Überspannungen bereits bekannt, in dem Gerät
zwischen der Anschlußleitung und einem Masseanschluß einen
Überspannungsableiter vorzusehen, der immer dann zündet, wenn
auf der Anschlußleitung eine Überspannung, beispielsweise eine
Blitzbeeinflussung auftritt.
Die Fig. 1 zeigt eine derartige Fernschreibmaschine FS, bei
der die Anschlußleitung A über einen ersten Überspannungsableiter
Ü1 mit einem Masseanschluß der Fernschreibmaschine FS
verbunden ist. Über die Anschlußleitung A werden durch Signale
Fernschreibzeichen an einen fernen Teilnehmer übertragen.
Die Signale werden der Anschlußleitung A über eine
Trennstufe T zugeführt, die die Anschlußleitung A galvanisch
trennt. Die Trennstufe T ist beispielsweise als ein Übertrager
ausgebildet. Die Spannungsversorgung der Fernschreibmaschine
erfolgt durch eine Netzleitung NL, die bei einem Gerät
der Schutzklasse 1 aus dem Phasenleiter P, dem neutralen Leiter
N und dem Schutzleiter S besteht. Der Schutzleiter S ist
ebenfalls mit dem Masseanschluß der Fernschreibmaschine FS
verbunden. Außerdem ist die Netzleitung NL durch eine erste
Sicherung S1 abgesichert.
Wenn auf der Anschlußleitung A eine Blitzbeeinflussung B
stattfindet, zündet der Überspannungsableiter Ü1, so daß dieser
niederohmig wird und die Überspannung über den Masseanschluß
der Fernschreibmaschine FS dem Schutzleiter S zugeführt
wird, der im Versorgungsnetz geerdet ist.
Falls die Anschlußleitung A und die Netzleitung NL ungünstig,
d. h. nahe zueinander verlegt sind, kann der Fall eintreten,
daß, wie in Fig. 2 gezeigt, bei einer Blitzbeeinflussung B
auf der Anschlußleitung A ein Lichtbogen L zu dem Phasenleiter
P der Netzleitung NL überspringt. Infolge der ionisierten
Luft in dem Lichtbogen L besteht nun die Gefahr, daß von dem
Phasenleiter P der Netzleitung NL eine erhöhte Spannung auf
die Anschlußleitung A überspringt. Der Überspannungsleiter Ü1
in der Fernschreibmaschine FS zündet daher und die Netzspannung
gelangt an den Masseanschluß der Fernschreibmaschine FS.
Entsprechendes gilt, wenn eine Blitzbeeinflussung auf der
Netzleitung NL stattfindet und damit ein Lichtbogen L zwischen
der Netzleitung NL und der Anschlußleitung A erzeugt wird.
Auch danach besteht die Gefahr, daß die Netzspannung an die
Masse der Fernschreibmaschine FS gelangt.
Falls die Netzleitung NL entsprechend der Schutzklasse 1 mit
einem Schutzleiter S versehen ist, wird diese Netzspannung
sofort abgeleitet und es besteht keine Gefahr für die Bedienperson
der Fernschreibmaschine FS. Falls die Netzleitung NL
keinen Schutzleiter S aufweist (Schutzklasse 2) und damit der
Massenanschluß nicht mit Schutzerde verbunden ist, besteht die
Gefahr, daß bei einer Zündung des Überspannungsableiters Ü1
die Masse und damit berührbare Teile der Fernschreibmaschine
FS mit der Anschlußleitung A verbunden sind. Bei einer Blitzbeeinflussung
B ist dies zwar noch nicht sehr gefährlich, da
die Dauer der Überspannung so kurz ist, daß eine Gefährdung
der Bedienperson meist nicht gegeben ist. Falls jedoch die
oben erwähnte Folgeentladung der Netzspannung von der Netzleitung
NL auf die Anschlußleitung A erfolgt und unter Umständen
für mehrere Minuten Netzspannung an berührbare Teile
der Fernschreibmaschine FS gelangt, besteht Lebensgefahr für
die Bedienperson. Deshalb ist unter solchen Bedingungen die
Schutzklasse 2 nicht anwendbar. In manchen Ländern wird jedoch
trotzdem die Schutzklasse 2 verlangt, da die Netzleitung
NL ohne Schutzerde verlegt ist.
Aus der DE 31 31 629 A1 ist eine Schutzeinrichtung für über
Anschlußleitungen angeschlossene Endgeräte der Fernmelde- und
Datentechnik bekannt, die aus einem Überspannungsableiter und
eine Induktivität gebildete Schutzschaltung besteht. Zwischen
der Schutzschaltung und dem zu schützenden Endgerät ist eine
zusätzliche Sicherungsschaltung angeordnet, deren Ansprechwert
derart eingestellt ist, daß sie nur nach Ausfall
der Schutzschaltung anspricht. Damit werden Überspannungen
und Überströme in dem zu schützenden Endgerät auch nach Ausfall
der Schutzschaltung vermieden.
Aus der DE 25 55 246 A1 ist eine Stromversorgungs-Eingangsschaltung
für in einem abgeschirmten Raum angeordnete elektrische
Geräte bekannt, bei der zwischen einem neutralen Leiter
und dem Massepotential ein Überspannungsableiter angeordnet
ist (Figur).
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schal
tungsanordnung zum Schutz eines Geräts gegen Überspanungen an
zugeben, die auch dann gegen Folgeentladungen wirksam ist, wenn
die Schutzklasse 2 verwendet wird und die Netzleitung demnach
keinen Schutzleiter enthält.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Schaltungsanordnung
der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil
des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung hat den Vorteil,
daß sie nur einen verhältnismäßig geringen Aufwand erfordert
und dennoch einen wirksamen Schutz gegen Folgeentladungen bei
Überspannungen sicherstellt.
Da bei Geräten der Schutzklasse 2 bei den meisten Netzstecker
konstruktionen nicht festgelegt ist, welcher Stift mit dem neu
tralen Leiter verbunden ist, wird der zweite Überspannungsab
leiter zweckmäßigerweise an einem spannungsmäßigen Mittelpunkt
zwischen dem neutralen Leiter und dem Phasenleiter angeschlos
sen. Dieser Mittelpunkt kann durch eine Mittelanzapfung einer
Spule, insbesondere einer Drossel induktiv erzeugt werden. Eine
zusätzliche Spule ist jedoch dann nicht erforderlich, wenn die
Netzleitung an einem Netztransformator für die Spannungsversor
gung des Gerätes anliegt. Die Primärwicklung dieses Netztrans
formators muß dann lediglich eine Mittelanzapfung aufweisen, an
der der zweite Überspannungsableiter angeschlossen wird.
Da auf dem Mittelpunkt die halbe Netzspannung liegt, ist bei
vielen Sicherheitsvorschriften keine Verbindung dieses Punktes
mit der Anschlußleitung zulässig. Die Verbindung ist jedoch er
laubt, wenn zu dem zweiten Überspannungsableiter ein dritter
Überspannungsableiter in Serie geschaltet wird, da dann für die
Gefährdung einer Bedienperson ein Doppelfehler auftreten müßte,
was normalerweise auszuschließen ist.
Der Mittelpunkt kann auch durch den Verbindungspunkt von zwei
in Serie geschalteten weiteren Überspannungsableitern gebildet
werden, die an der Netzleitung angeschlossen sind. In diesem
Fall ist die Forderung nach zwei in Serie geschalteten Über
spannungsableitern im Fehlerfall ebenfalls erfüllt.
Um sicherzustellen, daß die weiteren Überspannungsableiter un
ter normalen Bedingungen sicher nicht zünden, ist parallel zu
den weiteren Überspannungsableitern ein hochohmiger Spannungs
teiler aus zwei Widerständen angeordnet, der im nichtgezündeten
Zustand die Spannung gleich aufteilt.
Um nach dem Auftreten einer Folgeentladung einen Strom von der
Netzleitung zur Masse der Fernschreibmaschine zu unterbrechen,
ist es vorteilhaft, wenn in der Anschlußleitung eine zweite Si
cherung vorgesehen wird. Diese Sicherung wird vorzugsweise der
art dimensioniert, daß sie bei einer normalen Blitzbeeinflus
sung noch nicht auslöst. Damit ist der Schutz des Geräts in
gleicher Weise gegeben wie bisher, d. h. ohne Auswechseln einer
Sicherung nach jeder Blitzbeeinflussung.
Falls Netzspannung bei gezündetem ersten Überspannungsableiter
auf die Anschlußleitung gelangt und die Überspannungsableiter
zwischen dem Masseanschluß und dem neutralen Leiter zünden,
kann auch der zwischen dem Mittelpunkt und dem Phasenleiter an
geordnete Überspannungsableiter zünden, wodurch auch die Siche
rung in der Netzleitung auslöst. Die beiden Sicherungen in der
Anschlußleitung und in der Netzleitung werden selektiv derart
dimensioniert, daß die Sicherung in der Anschlußleitung wesent
lich vor der in der Netzleitung auslöst. Dadurch wird einer
seits sichergestellt, daß eine Gefährdung der Bedienperson un
terbleibt und andererseits wird in den meisten Fällen die Netz
sicherung nicht auslösen.
Ausführungsbeispiele der Schaltungsanordnung gemäß der Erfin
dung werden im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläu
tert. Es zeigt
Fig. 1 ein Schaltbild für einen Überspannungsschutz bei Geräten
der Schutzklasse 1,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Folgeentladung nach
einer Blitzbeeinflussung,
Fig. 3 eine erste Ausführungsform der Schaltungsanordnung gemäß
der Erfindung,
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der Schaltungsanordnung gemäß
der Erfindung und
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der Schaltungsanordnung gemäß
der Erfindung.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Schaltungs
anordnung gemäß der Erfindung ist das Gerät, vorzugsweise eine
Fernschreibmaschine FS einerseits an einer Netzleitung NL und
andererseits an einer Anschlußleitung A angeschlossen. Die
Fernschreibmaschine FS ist in diesem Fall ein Gerät der Schutz
klasse 2, d. h. die Netzleitung NL weist keinen Schutzleiter
auf, sondern nur einem Phasenleiter P und einen neutralen Lei
ter N, der im Versorgungsnetz geerdet ist. Die Fernschreibma
schine FS enthält eine Trennstufe T, über die Signale an die
Anschlußleitung A abgegeben werden. In bekannter Weise ist die
Anschlußleitung A zum Schutz gegen Überspannungen mit einem er
sten Überspannungsableiter Ü1 versehen, der bei einer zu hohen
Spannung zündet und die Überspannung an die Masse der Fern
schreibmaschine FS anlegt. Hierbei entsteht keine Gefährdung
einer Bedienperson, da die Dauer der Überspannung sehr kurz
ist. Falls jedoch, wie in Fig. 2 gezeigt, vom Phasenleiter P der
Netzleitung NL die Netzspannung auf die Anschlußleitung A ge
langt, besteht die Gefahr einer Gefährdung der Bedienperson. Um
diese Gefahr zu vermeiden, weist die Schaltungsanordnung einen
zweiten Überspannungsableiter Ü2 auf, der zwischen einem Masse
anschluß der Fernschreibmaschine FS und dem neutralen Leiter N
angeschlossen ist und der beim Anliegen der Netzspannung an der
Masse zündet, um die Netzspannung abzuleiten.
Zusätzlich zu der die Netzspannung absichernden ersten Siche
rung S1 kann eine zweite Sicherung S2 in der Anschlußleitung A
vorgesehen sein, die den Strom infolge der Netzspannung auf der
Anschlußleitung A abschaltet. Die Selektivitäten der beiden Si
cherungen S1 und S2 werden zweckmäßigerweise so gewählt, daß
die zweite Sicherung S2 wesentlich vor der ersten Sicherung S1
auslöst, um sicherzustellen, daß eine Gefährdung der Bedienper
son unterbleibt und daß auch in den meisten Fällen die Netzsi
cherung nicht auslöst.
Die in Fig. 3 dargestellte Schaltungsanordnung ist nur dann ver
wendbar, wenn sichergestellt ist, daß der zweite Überspannungs
ableiter Ü2 den Masseanschluß mit dem neutralen Leiter N ver
bindet. Bei den meisten Netzsteckerkonstruktionen ist jedoch
nicht festgelegt, welcher Stift mit dem neutralen Leiter N ver
bunden ist. Um nun auch eine Fernschreibmaschine FS der Schutz
klasse 2, bei der nicht sichergestellt ist, welche Leitung der
Netzleitung NL den Phasenleiter P und den neutralen Leiter N
beinhaltet, sicher gegen Überspannungen schützen zu können,
wird zwischen dem Phasenleiter P und dem Netzleiter N ein
künstlicher spannungsmäßiger Mittelpunkt M erzeugt, an dem der
zweite Überspannungsableiter Ü2 angeschlossen wird. Dieser Mit
telpunkt kann, wie in Fig. 4 dargestellt, durch eine Spule SP
erzeugt werden, die eine Mittelanzapfung aufweist, an der der
zweite Überspannungsableiter Ü 2 angeschlossen wird. Diese Spule
SP kann eine Drossel mit einer Mittelanzapfung sein. Da übli
cherweise die Netzspannung jedoch zur Spannungsversorgung der
Fernschreibmaschine FS dient, ist die Netzleitung an der Pri
märwicklung eines Netztransformators angeschlossen. Die Primär
wicklung dieses Netztransformators kann nun als Spule SP ver
wendet werden, wenn dort ein Mittelabgriff zur Bildung des Mit
telpunkts M vorgesehen wird.
Da an dem Mittelpunkt M die halbe Netzspannung anliegt, ist bei
vielen Sicherheitsvorschriften keine Verbindung dieses Mittel
punkts mit der Anschlußleitung A zulässig. Dies ist jedoch er
laubt, wenn in Serie zu dem zweiten Überspannungsableiter Ü2
ein in Fig. 4 gestrichelt dargestellter dritter Überspannungsab
leiter Ü3 angeschaltet wird. In diesem Fall tritt eine Gefähr
dung einer Bedienperson nur dann ein, wenn ein Doppelfehler
auftritt, was normalerweise auszuschließen ist.
Bei der in Fig. 5 dargestellten dritten Ausführungsform der Er
findung wird der Mittelpunkt M unter Verwendung eines aus zwei
weiteren Überspannungsableitern Ü4 und Ü5 gebildeten Spannungs
teilers hergestellt. An diesen Mittelpunkt M ist der zweite
Überspannungsableiter Ü2 angeschlossen. Beim Auftreten einer
Folgeentladung nach dem Zünden des Überspannungsableiters Ü1
gelangt die Netzspannung über die Anschlußleitung A und den
Überspannungsableiter Ü2 zum Mittelpunkt M und von diesem nach
dem Zünden des Überspannungsableiters Ü 4 oder des Überspan
nungsableiters Ü5 zum neutralen Leiter N der Netzleitung NL.
Auf diese Weise wird die gefährliche Netzspannung abgeleitet.
Dabei löst die zweite Sicherung S2 in der Anschlußleitung aus.
Bei diesem Vorgang kann eventuell auch der jeweils andere Über
spannungsableiter Ü5 bzw. Ü4 zünden, wobei auch die erste Si
cherung S1 in der Netzleitung NL auslöst. Auch hier werden die
beiden Sicherungen S1 und S2 derart dimensioniert, daß die Si
cherung S2 wesentlich vor der Sicherung S1 auslöst.
Um sicherzustellen, daß die beiden Überspannungsableiter Ü4 und
Ü5 unter normalen Bedingungen sicher nicht zünden, wird ein aus
zwei Widerständen R1 und R2 gebildeter Spannungsteiler vorgese
hen, der parallel zu den Überspannungsableitern Ü4 und Ü5 ge
schaltet wird. Damit wird die Netzspannung gleichmäßig auf die
beiden Überspannungsableiter Ü4 und Ü5 aufgeteilt.
Claims (10)
1. Schaltungsanordnung zum Schutz eines Gerätes gegen Überspan
nungen, bei der das Gerät für eine Spannungsversorgung mit ei
ner einen Phasenleiter und einen neutralen Leiter aufweisenden
Netzleitung verbunden ist, bei der die Netzleitung keinen
Schutzleiter aufweist, bei der die Netzleitung durch eine erste
Sicherung abgesichert ist, bei der das Gerät für eine Übertra
gung von Signalen mit einer Anschlußleitung verbunden ist und
bei der die Anschlußleitung über einen ersten Überspannungsab
leiter mit einem Masseanschluß des Gerätes verbunden ist, da
durch gekennzeichnet, daß das Gerät
(FS) einen zweiten Überspannungsableiter (Ü2) aufweist, der den
Masseanschluß des Gerätes (FS) mit dem neutralen Leiter (N) der
Netzleitung (NL) verbindet.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der zweite Überspannungsablei
ter (Ü2) an einem spannungsmäßigen Mittelpunkt (M) zwischen dem
neutralen Leiter (N) und dem Phasenleiter (P) der Netzleitung
(NL) verbunden ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Mittelpunkt (M) durch eine
Mittelanzapfung einer Spule (SP) erzeugt wird, die an der Netz
leitung (NL) angeschlossen ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Spule (SP) als eine mit ei
ner Mittelanzapfung versehene Primärwicklung eines Transforma
tors für die Spannungsversorgung des Gerätes (FS) ausgebildet
ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß ein dritter
Überspannungsableiter (Ü3) mit dem zweiten Überspannungsablei
ter (Ü2) in Serie geschaltet ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Mittelpunkt (M) durch den
Verbindungspunkt von zwei in Serie geschalteten weiteren Über
spannungsableitern (Ü4, Ü5) gebildet wird, die an der Netzlei
tung (NL) angeschlossen sind.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß zu den Überspannungsableitern
(Ü4, Ü5) ein Spannungsteiler aus Widerständen (R1, R2) parallel
geschaltet ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß in der An
schlußleitung (A) eine zweite Sicherung (S2) vorgesehen ist.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die erste Sicherung (S1) und
die zweite Sicherung (S2) derart ausgewählt sind, daß beim Auf
treten einer Überspannung die zweite Sicherung (S2) wesentlich
vor der ersten Sicherung (S1) auslöst.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß das Gerät (FS)
eine Fernschreibmaschine ist und daß die Anschlußleitung (A)
als eine Fernschreibleitung ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873705865 DE3705865C2 (de) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | Schaltungsanordnung zum Schutz eines Gerätes gegen Überspannungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873705865 DE3705865C2 (de) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | Schaltungsanordnung zum Schutz eines Gerätes gegen Überspannungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3705865A1 DE3705865A1 (de) | 1988-09-01 |
DE3705865C2 true DE3705865C2 (de) | 1994-06-16 |
Family
ID=6321640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873705865 Expired - Lifetime DE3705865C2 (de) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | Schaltungsanordnung zum Schutz eines Gerätes gegen Überspannungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3705865C2 (de) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2555246A1 (de) * | 1975-12-09 | 1977-06-16 | Rohde & Schwarz | Stromversorgungs-eingangsschaltung fuer in einem abgeschirmten raum angeordnete elektrische geraete |
DE3131629A1 (de) * | 1981-08-10 | 1983-02-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schutzeinrichtung fuer ueber anschlussleitungen angeschlossene elektronische einrichtung |
-
1987
- 1987-02-24 DE DE19873705865 patent/DE3705865C2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3705865A1 (de) | 1988-09-01 |
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Legal Events
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