Wie Blitzschutz für 12V Versorgung

OP #2720530
Lesenswert?

Wie kann man am einfachsten einen Blitzschutz realisieren.
Z.B. 12V Versorgung. Dass der Blitz da möglichst nicht durch kommt.
Mit einer Spule?
Es gibt DC DC Converter, die sind auch relativ gut geschützt, aber die 
wollte ich nicht nehmen.

Die 12V Versorgen ein Mini-ITX Mainboard und eine Verstärkerschaltung 
für eine Busleitung nach "draußen". Draußen schlägt schon mal der Blitz 
ein (vorzugsweise in der Busleitung), aber der PC sollte möglichst heil 
bleiben. Die Signalübertragung zur Busleitung erfolgt über Optokoppler, 
hier ist die galvanische Trennung schon realisiert.
Gast #2720546
Lesenswert?

Rainer S. schrieb:
> Die Signalübertragung zur Busleitung erfolgt über Optokoppler,
> hier ist die galvanische Trennung schon realisiert.

Nachdem so ein Blitz schon mal ein paar hundert Meter übersprungen hat, 
ist er sicher zu müde um noch die paar Millimeter zwischen den 
Optokoppleranschlüssen zu schaffen.

MfG Klaus
#2720573
Lesenswert?

@  Rainer S. (rsonline)

>Wie kann man am einfachsten einen Blitzschutz realisieren.
>Z.B. 12V Versorgung. Dass der Blitz da möglichst nicht durch kommt.
>Mit einer Spule?

Mit einem zweiten Gerät, das in einer Blechkiste liegt und nach dem 
Einschlag das Häufchen Kohle ersetzt, das mal dein 1. Gerät war.
Einen direkten Blitzeinschlag überlegt so gut wie nix.
Gegen indirekten Blitzschlag kann man sich je nach Aufwand gut schützen.

>Die 12V Versorgen ein Mini-ITX Mainboard und eine Verstärkerschaltung
>für eine Busleitung nach "draußen". Draußen schlägt schon mal der Blitz
>ein (vorzugsweise in der Busleitung),

Siehe oben.

> aber der PC sollte möglichst heil
>bleiben. Die Signalübertragung zur Busleitung erfolgt über Optokoppler,
>hier ist die galvanische Trennung schon realisiert.

Denkst du, diese lausigen 3-5kV Isolationsspannung retten dich da?
(Firma: matzetronics) #2720575
Lesenswert?

Von gut nach schlecht:
* Busleitung unterirdisch verlegen. Nachteil: Etwas Aufwand, Vorteil: 
Blitzeinschlag nahezu unmöglich
* Busleitung in Rohren verlegen, z.B. Alu, Kupfer, Eisen. Rohre gut 
erden bzw. mit dem vorhandenen Blitzableitersystem niederohmig 
verbinden. Nicht mit Signalmasse verbinden. Nachteil: Kostet ein 
bisschen. Vorteil: Einschlagende Blitze erreichen so gut wie nie ein 
schädliches Potetial auf den Leitungen im Rohrinnern.
* Konsequent geschirmte Kabel benutzen und den Schirm gut erden ( nicht 
für Signalmasse verwenden !). Vorteil vermutlich das billigste, 
Nachteil: Nicht wirklich 100% Schutz, da es die Signaladern schon mal 
treffen kann.

Netzteilseitig kannst du dich vermutlich auf das vorhandene SMPS 
verlassen. Das geht zwar beim Blitzschlag in die Netzleitung vermutlich 
kaputt, aber was solls.
#2720579
Lesenswert?

@  Matthias Sch. (Firma: Matzetronics) (mschoeldgen)

>* Busleitung unterirdisch verlegen. Nachteil: Etwas Aufwand, Vorteil:
>Blitzeinschlag nahezu unmöglich

Da muss man aber schon SEHR tief graben. Wenn der Blitz in der Nähe in 
einen Baum, Masten o.ä. donnert, ist auch auch fix am ind un im Kabel.

>bisschen. Vorteil: Einschlagende Blitze erreichen so gut wie nie ein
>schädliches Potetial auf den Leitungen im Rohrinnern.

Schöne Illusion. Schon mal überlegt was 50kA mit 50µs Anstiegszeit auf 
so einer Konstruktion machen?

>* Konsequent geschirmte Kabel benutzen und den Schirm gut erden ( nicht
>für Signalmasse verwenden !). Vorteil vermutlich das billigste,
>Nachteil: Nicht wirklich 100% Schutz, da es die Signaladern schon mal
>treffen kann.

Das ist bestenfall Störminderung für WEIT entfernte Einschläge.

>Netzteilseitig kannst du dich vermutlich auf das vorhandene SMPS
>verlassen. Das geht zwar beim Blitzschlag in die Netzleitung vermutlich
>kaputt, aber was solls.

???
(Firma: matzetronics) #2720582
Lesenswert?

Ich habe genau dieses Problem mit den Monteuren der neuen Blitzableiter 
am Haus meiner Eltern diskutiert. Das o.a. ist genau das was er mir 
gesagt hat. Das Potential, welches ein einschlagender Blitz im Baum an 
einem unterirdisch verlegten Kabl erreicht, ist durch die ausgleichende 
Erde rundeherum nicht hoch genug, um grosse Zerstörungen anzurichten.

Und was soll ich sagen, der Mann hat recht. Ein Blitzeinschlag bei 
meinen Eltern hat am Versorgungskabel zum Gartenhäuschen nicht einmal 
ein SMPS  Akkuladegerät beschädigt, alles läuft.

Falk Brunner schrieb:
> Gegen indirekten Blitzschlag kann man sich je nach Aufwand gut schützen.

Na, Falk, dann schiess mal los. Wie wäre es denn, wenn du Vorschläge 
machst? Du scheinst das ja alles zu wissen.
Mir ist völlig klar, das man sich gegen einen direkten Blitzeinschlag so 
gut wie nicht wehren kann. (Ausser ich, denn ich wohne in einem 
Aluminiumhaus und der Server steht im Stahlblechschuppen). Aber gegen 
indirekten Bltzeinschlag geht das schon mit einer ganz guten 
Wahrscheinlichkeit.

Falk Brunner schrieb:
> Schöne Illusion. Schon mal überlegt was 50kA mit 50µs Anstiegszeit auf
> so einer Konstruktion machen?

Allerdings. Ich fragte den o.a. Monteur auch, ob man die Ableitungen 
nach einem Blitzschlag auswechseln muss ( 20mm^2 Kupfer) . Aber nein, 
antwortete er, die Dinger schmelzen nie. Hätte er in seiner 30-jährigen 
Laufbahn noch nie gehabt.
#2720597
Lesenswert?

@  Matthias Sch. (Firma: Matzetronics) (mschoeldgen)

>Ich habe genau dieses Problem mit den Monteuren der neuen Blitzableiter
>am Haus meiner Eltern diskutiert. Das o.a. ist genau das was er mir
>gesagt hat.

Nix gegen Monteure, aber die sind nun mal keine Ingenieure und haben 
damit wenig Hintergrundwissen, "nur" praktischer Erfahrungen.

> Das Potential, welches ein einschlagender Blitz im Baum an
>einem unterirdisch verlegten Kabl erreicht, ist durch die ausgleichende
>Erde rundeherum nicht hoch genug, um grosse Zerstörungen anzurichten.

Jain. Aber so ein indirekter Blitzschlag kann immer noch genug 
Elektronik grillen, keine Bange. Hohe Spannung reicht, da muss nicht 
viel Energie dahinter stecken.

>Und was soll ich sagen, der Mann hat recht. Ein Blitzeinschlag bei
>meinen Eltern hat am Versorgungskabel zum Gartenhäuschen nicht einmal
>ein SMPS  Akkuladegerät beschädigt, alles läuft.

WOW, welch systematische Erkenntnis! Im nebenzimmer hat einer gepupst 
und ich rieche es nicht!

>Na, Falk, dann schiess mal los. Wie wäre es denn, wenn du Vorschläge
>machst? Du scheinst das ja alles zu wissen.

Nicht wirklich. Ich kenn auch nur ein paar Grundschaltungen.
Für einfachen Schutz tut es ein Varistor über den Leitungen. Soll es 
deutlich mehr Energie aushalten, nimmt man einen Gasableiter, gefolgt 
von einem Längselement, entweder Spule oder Widerstand, danach ein 
Varistor (Pi-Anordnung). Der Gasableiter ist zwar am kräftigsten, dafür 
aber eher langsam (ca. 0,5us Zündzeit). Der Varistior ist schnell (um 
die 10ns), dafür aber weniger leistungsfähig. Er begrenzt für kurze Zeit 
die Spannung, bis der Gasableiter zündet. Die Längsdrossel/Widerstand 
muss solange den Strom bzw. Stromanstieg begrenzen, muss demzufolge auch 
spannungsfest und niederkapazitiv sein.

>indirekten Bltzeinschlag geht das schon mit einer ganz guten
>Wahrscheinlichkeit.

Sagt ich doch.

>Allerdings. Ich fragte den o.a. Monteur auch, ob man die Ableitungen
>nach einem Blitzschlag auswechseln muss ( 20mm^2 Kupfer) . Aber nein,
>antwortete er, die Dinger schmelzen nie.

Never say never.

> Hätte er in seiner 30-jährigen Laufbahn noch nie gehabt.

Mag sein, ist aber nicht allgemeingültig.

MFG
Falk
#2720602
Lesenswert?

@  F. J. (flippinger)

>Parallelschaltung aus Funkenstecke, Varistor & Zenerdiode würde ich
>spontan vorschlagen.

Eine gute Suppe entsteht nicht, indem man alle bekannten Zutaten einfach 
reinschmeißt und umrührt. So geht es nicht wirklich. Bei dieser 
einfachen Parallelschaltung greifen die schnellsten Elemente mit der 
niedrigsten Ansprechspannung zuerst. Dummerweise sind das auch die 
schwächsten, sodass man die Schaltung mit einer Handvoll Pulse 
ausknipsen kann.

Schieß mal auf die Z-Diode in Flußrichtung, Klemmspannung ~1V. Ein Schuß 
und die Sache ist Geschichte, wenn man Glück hat macht sie einen 
Kurzschluß. Danach ist der Varistor fällig, der ist schneller als der 
Gasableiter. Den kriegt man nicht so schnell tot, dafür aber duech 
dessen "Langsamkeit" die dahinterliegende Schaltung.
Gast #2720627
Lesenswert?

Für einen wirkungsvollen Blitzschutz wird das sog. "Zonenkonzept" 
propagiert. Schau spaßeshalber mal bei der Fa. DEHN nach allgemeiner 
Information zum Thema. Wenn Du einen direkten Treffer in die Leitung 
befürchtest, wird es schwierig und vor allem aufwendig werden, die 
daranhängende Elektronik zu schützen. Vor zwei Jahren hatte ich Besuch 
durch einen Treffer in die oberirdisch verlaufende 400V-Stromleitung - 
anhand der Spuren im Haus ließ sich erkennen, daß an einigen Stellen 
Überschläge z.B. zwischen Netzwerkleitungen und Heizkörpern über mehr 
als 10cm Luftstrecke aufgetreten sind. Gegen Induktionswirkung durch 
Nahtreffer kann man allerdings schon eher etwas ausrichten.

Eingraben der Leitung bringt auch nicht so viel, wie man glauben mag: 
der Erdboden ist ja keine idealleitende Masse, sondern in erster 
Näherung ein schlechtes Dielektrikum, d.h. der Blitz kann auch eine 
Leitung in einem Meter Tiefe noch recht gut "sehen", auch wenn dem Blick 
Deines Auges entzogen ist. Hier in der Gegend ist vor einigen Jahren ein 
Blitz scheinbar mitten in einen Wald eingeschlagen - komischer weise 
"zufällig" genau in ein dort verlaufendes unterirsisches 
Hauptfernmeldekabel. In der gut 5 Kilometer entfernten 
Vermittlungsstelle hatten danach zwei Handvoll Monteure gut vierzehn 
Tage lang richtig zu tun...
Gast #2720631
Lesenswert?

Rainer S. schrieb:
> Wie kann man am einfachsten einen Blitzschutz realisieren.
> Z.B. 12V Versorgung. Dass der Blitz da möglichst nicht durch kommt.

Je nach Blitz-Energie wird Dein Blitzableiter glühen und Deine Schaltung 
ein Häufchen Asche sein. Die restlichen Geräte mit elektronischen 
Netzteilen in Deiner Straße werden teilweise ausfallen.

Das einzige was evtl. noch übrig bleibt, sind optische Verbindungen. 
Diese Geräte werden aber auch mit Strom versorgt ...
#2720646
Lesenswert?

Falk Brunner schrieb:

> Bei dieser
> einfachen Parallelschaltung greifen die schnellsten Elemente mit der
> niedrigsten Ansprechspannung zuerst. Dummerweise sind das auch die
> schwächsten, sodass man die Schaltung mit einer Handvoll Pulse
> ausknipsen kann.

Das ist der Sinn der Schaltung ;-)
Was bringt dir wenn die Funkenstrecke nach 1 sek nen Kurzschluss 
verursacht und dein ganzer Schaltungskram schon pulverisiert ist.

Klar wenn ich jeder Tag 3 Blitze einschlagen lasse geht auch irgendwann 
die Schutzschaltung kaputt. Bezweifle aber dass sooft der Blitz 
einschlägt...

Deine vorgeschlagene Schaltung ist meine nur ausformuliert. Klar dass 
ich noch Spulen längs schalte..
#2720804
Lesenswert?

War nicht abwertend gemeint! Hatte ja zu Beginn geschrieben, dass es ein 
spontaner Vorschlag ist. Zu der genauen Dimensionierung kann ich 
momentan auch nichts sagen, bzw. müsste ich nachschlagen.

Aber mit einem Gedankenanschub ist ja auch schon mal was getan, zumal 
vorher die Vorschläge ja in eine andere Richtung gingen (Schirmung, 
etc.)
#2721058
Lesenswert?

@  F. J. (flippinger)

>Verstehe nur nicht ganz was Falk gegen Z-Dioden hat.

Schon mal über das Wort Pulsleistung nachgedacht?

> Die sprechen doch schön schnell an.

Das allein reicht nicht.

> Für die steigende Spannung springt danach ja der
>Varistor an.

Im Lehrbuch vielleicht. Wie garantierst du die Stromverteilung?
Gast #2721078
Lesenswert?

1.Alles was fest eingebaut wird, ist später schlecht zu tauschen.
2.Weiterhin wäre zu überlegen, wo eine geeignete Sicherung ist, die im 
Schadensfall den weiteren Stromfluß verhindert.
3.Weitere Frage wäre noch, wie hoch der Spannungsabfall über Deine 
Schutzschaltung im normalen Betrieb sein wird.

Rainer S. schrieb:
> zur Busleitung erfolgt über Optokoppler
Dann schau mal ins Datenblatt ob Du einen > 50kV findest. :-)

Jeder lange Draht wirkt wie eine "Antenne" auch für Blitze. Lege bei 
starkem Gewitter 2 lange Laborschüre auf Deinen Tisch und beobachte 
dabei Deinen angeschlossenen hochohmigen Vielfachmesser. Du wirst 
begeistert sein...
OP #2721399
Lesenswert?

Falk Brunner schrieb:
> Siehe Anhang.

Geht das auch ohne PE, oder muss/sollte der immer mit im Spiel sein?
R1 = Varistor
F1 = ?

oszi40 schrieb:
> 1.Alles was fest eingebaut wird, ist später schlecht zu tauschen.
Ja.
> 2.Weiterhin wäre zu überlegen, wo eine geeignete Sicherung ist, die im
> Schadensfall den weiteren Stromfluß verhindert.
MT? Flink?
> 3.Weitere Frage wäre noch, wie hoch der Spannungsabfall über Deine
> Schutzschaltung im normalen Betrieb sein wird.
Gering bis sehr gering. Die Schaltung zieht ca. 200mA. Dabei dürften 
auch noch 8V ankommen (5V Spannungsregler).
>
> Rainer S. schrieb:
>> zur Busleitung erfolgt über Optokoppler
> Dann schau mal ins Datenblatt ob Du einen > 50kV findest. :-)

7,5kV.

Das sind die Teile, die dann oft kaputt gehen. Bei größeren 
Blitzeinschlägen geht's auch schon mal komplett dadurch (habe ich den 
Eindruck).
Gast #2721446
Lesenswert?

oszi40 schrieb:
> Dann schau mal ins Datenblatt ob Du einen > 50kV findest. :-)

Da muß man mal vom DIP-8 Gehäuse Abstand nehmen.
Für >50kV sieht das so aus: SFH756 - 50mm Kunststoff-LWL - SFH250

Die maximale Isolationsspannung läßt sich durch die Länge des 
Lichtwellenlängenleiters in weiten Grenzen variieren ;-)
#2721588
Lesenswert?

@  Rainer S. (rsonline)

>Geht das auch ohne PE,

Ja, aber mit ist besser.

>R1 = Varistor
>F1 = ?

Gasableiter.

@  Werner (Gast)

>Für >50kV sieht das so aus: SFH756 - 50mm Kunststoff-LWL - SFH250

50mm Kriechweg bei 50kV Stoßspannung? Besser nicht ;-)

>Die maximale Isolationsspannung läßt sich durch die Länge des
>Lichtwellenlängenleiters in weiten Grenzen variieren ;-)

Zum Glück!
#2721862
Lesenswert?

@  Rainer S. (rsonline)

>Habe gesehen, dass da maximal ca. 100m Wegstrecke mit überbrückt werden
>kann. Ist das richtig, oder kann da noch mehr drin sein?

Kann schon sein.

>1MBaud müsste doch auch gehen, oder?

Da braucht man aber eine gute Empfängerschaltung, denn soooo viel Dampf 
hat die SFH756 auch nicht. Pi mal Daumen kommen dort um die 200µW/-7dBm 
raus. POF hat um die 160db/km, macht als 16dB/100m, sprich es bleiben 
-23dBm übrig. Reicht.

> Gasableiter
>So etwas wie hier?
>http://www.conrad.de/ce/de/product/532839

Ja.
Gast #2722306
Lesenswert?

> LWL sprich es bleiben  -23dBm übrig. Reicht.

Bedenke bitte aus welcher Leitung der Strooom für dieses Gerät kommt...
Wahrscheinlich aus dem gleichen Netz wo der Blitz einschägt?

> gibt es Schraubklemmen mit eingebauter Schutzschaltung

...die nach dem Störfall hoffentlich schnell von jeder Putzfrau 
ausgetauscht werden können??

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren