Frage zur Schutzbeschaltung eines Spannungsversorgungseingangs

[Tim (Gast)]

Hallo,

mich interessiert wie die Schutzbeschaltung im Anhang funktioniert. 
Könnten wir vielleicht mal die verschiedenen Szenarien durchspielen. Ich 
hab nicht sonderlich viel Ahnung davon, wie in welchem Fehlerfall wo ein 
entsprechender Schutz greifen soll. Alles natürlich unter der 
Voraussetzung, dass die Dioden und Kondensatoren für den richtigen 
Einsatzort richtig dimensioniert sind.

Was passiert wenn ein Gegentakt Spannungsimpuls auf der VIN-Leitung 
auftritt?
Die Transzorb Diode fängt an zu leiten und der Stromimpuls fließt 
Richtung GND ab (?).

Was passiert wenn ein Gegentakt Spannungsimpuls auf der GND-Leitung 
auftritt?
Wohin fließt der Strom? Durch D1 oder D2? Warum?

Kann in einem normalen Betrieb in einer Anlage (Industrie etc.), 
überhaupt Spannungsimpulse auf der GND oder Shield -Leitungen entstehen? 
Wenn ja, wohin werden die Ströme abgeleitet.

Was passiert bei Gegentakt Spannungsimpulsen?
Um einen Spannungsimpuls auf VIN und GND abzuleiten, wird da noch eine 
zusätzliche Transz. Diode zwischen VIN und Shiled benötigt?

Was passiert bei Gegentakt Spannungsimpulsen auf VIN und Shield?
Die Dioden D1 und D2 leiten und leiten den Strom Richtung GND ab (?).

Welche möglichen Szenarien davon machen überhaupt Sinn und welche nicht?

Wie verhält es sich mit den Kondensatoren? Hochfrequente Störströme 
werden wohin abgeleitet? Verhält es sich ähnlich wie mit den Dioden?

[Hui (Gast)]

Wir reden hier von DC. Was ist denn die quelle, resp woher koennen die 
Stoerungen kommen? Heisst, das Erste waere herauszufinden, wogegen man 
denn schuetzen will.

[Lothar S. (loeti)]

a)
Bei X3 (SCIELDin) D2 weglassen und auch die direkte Verbindung von 
SCHIELDin zu GND. Dafür C2 mit ca. 47nF KERKO direkt auf GND.

b)
C3 kann entfallen und C1 sollte dann 10nF bis 47nF KERKO sein damit's 
was bringt.

Grüße Löti

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Tim schrieb:
> Was passiert wenn ein Gegentakt Spannungsimpuls auf der GND-Leitung
> auftritt?
Bezogen auf WAS tritt ein Gegentaktimpuls auf?

> Kann in einem normalen Betrieb in einer Anlage (Industrie etc.),
> überhaupt Spannungsimpulse auf der GND oder Shield -Leitungen entstehen?
Ja. Das nennt sich dann in etwa Potentialverschiebung.

> Wenn ja, wohin werden die Ströme abgeleitet.
Nirgendwohin. Es entsteht einfach eine Spannungsdifferenz zwischen 
verschiedenen Punkten des "selben" GND oder entlang einer Abschirmung.

[Tim (Gast)]

Okay okay, ich habe meine Fragen bescheuert gestellt!

Mal angenommen, irgendein Sensor mit 24V Versorgung, wird in einer 
Produktionsanlage aus einem 24V Netzteil gespeist, welches in einem 
Schaltschrank sitzt.

In dem Unternehmen in dem ich arbeite, werden unzählige verschiedene 
Sensoren wie im Anhang beschaltet. Mich interessiert, warum man das so 
gemacht hat und warum es unter anderem bipolare Dioden sind?

Oder sind die Ingenieure dort alle Dummköpfe und haben keine Ahnung, was 
ich eigentlich nicht denke :-)?

[Helge A. (besupreme)]

In einer verteilten Anlage macht das so Sinn. Es kann durchaus ein 
Potentialunterschied zwischen GND und PE entstehen.

Die bipolare Schutzdiode D1 ist eher dafür, daß der übermüdete 
Elektrische auch mal "ungestraft" Plus und Minus verdrehen kann ;)

Die XY - Filterkondensatoren sind eher sinnvoll bei stark verstörten 
Anlagen (oder früher bei Anlagen mit 42V AC, Schaltern, Schützen).

[Lothar S. (loeti)]

> Die bipolare Schutzdiode D1 ist eher dafür, daß der übermüdete
> Elektrische auch mal "ungestraft" Plus und Minus verdrehen kann

D1 u. D2 sind Suppressordioden gegen Transienten!
D3 "ist eher dafür, daß der übermüdete..."

> In dem Unternehmen in dem ich arbeite, werden unzählige verschiedene
> Sensoren wie im Anhang beschaltet.

Dann heißt das Potential auf das SHIELD(in) gelegt wird aber PE nicht 
SHIELD! Und die Beschaltung ist dann auch richtig.

Grüße Löti

[Tim (Gast)]

Danke für die Antworten!

> Dann heißt das Potential auf das SHIELD(in) gelegt wird aber PE nicht
> SHIELD! Und die Beschaltung ist dann auch richtig.

Ja natürlich, das Gehäuse liegt auf Anlagenpotential.

Mit Transienten sind doch Spannungsimpulse gemeint, oder?

Kann mir mal bitte einer die möglichen Transienten (Fälle) in Bezug auf 
die Schutzfunktionen der Dioden D1 und D2 erklären?

Oder kennt jemand ein Buch in dem das genauer beschrieben ist? Vorallem 
interessiert mich der Grund warum man bipolare Dioden verwendet. Bei D1 
ist es ja eigentich klar. Aber warum wird für D2 auch eine bipolare 
Diode verwendet? Irgendwor hab ich mal gelesen, dass man zwischen 
Gegentaktstörung und Gleichtaktstörung unterscheidet. Was hat es damit 
auf sich?

[Amateur (Gast)]

Das meiste an der obigen Schaltung ist selbsterklärend. Man muss sich 
dazu nur mal die Kennlinien der Schutzdioden anschauen.

Allerdings geht das obige Konzept von (unsichtbaren) Widerständen in den 
Zuleitungen aus. Ist ja auch klar: Leitet eine der Dioden, so währe es 
schön, wenn durch den Spannungsabfall am (unsichtbaren) Widerstand die 
Spannung zusammenbricht. Riecht auch besser.

Potentialdifferenz zum Schirm.
Zwei Betrachtungsweisen können hier helfen:
1. Betrachtet man die Leitungen Vin und GND als normale,
   stromdurchflossene Leiter, so bedeutet dies, dass der Arbeitsstrom
   nicht nur in das Gerät sondern auch vom Gerät weg einen
   Spannungsabfall produziert. U * I. Dadurch kommt es leicht zu einer
   Potentialdifferenz zum Schirm. Kann im Kurzschlussfall richtig
   ekelig werden. Dabei muss der Kurzschluss nicht unbedingt zwischen 
Vin
   und GND stattfinden. Es reicht wenn, wie oft der Fall, zwischen
   irgendeinem Vxx und GND der Strom fließt.
2. Betrachtet man GND und Schirm als Leiter, die nicht miteinander
   verbunden sind, hat man den guten, alten Kondensator. Geladene
   Kondensatoren, z.B. durch stecken zu verbinden, kann echt Toll 
werden.

D3 ist wie bereits gesagt ein Angstbauteil. Bleibt die angeschlossene 
Spannung nämlich im erlaubten Rahmen, so helfen beim Verpolen D1 und D2 
nicht.

[Amateur (Gast)]

>Spannungsabfall produziert. U * I. Dadurch kommt es leicht zu einer

Latürnich R * I.