Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Überspannungsschutz in Steckdosenleisten


von Paul H. (powl)


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Hi,

wie ist denn üblicherweise der Überspannungsschutz/Geräteschutz in 
entsprechenden Steckdosenleisten aufgebaut?

Ein Kumpel von mir fragte nämlich, ob eine Steckdosenleiste mit 
Überspannungsschutz seine teuren Geräte davor bewahren kann, an einem 
ungeregelten Generator im Falle einer Spannungsspitze (z.B. nach 
Lastabwurf) Schaden zu nehmen. Ich konnte es ihm nicht sicher sagen.

Ich gehe mal davon aus, dass dort Varistoren zwischen Neutral und Phase 
und/oder zwischen Erde verbaut sind. Die Varistoren in so einer 
Steckdosenleiste werden kaum in der Lage sein, mehrere zehn.. hundert 
Watt aufzunehmen um damit die Peak-Spannung über mehrere Perioden zu 
glätten, sollte diese mal zu groß sein. Also nehme ich an, dass die 
dafür sorgen sollen, dass eine davorgeschaltete 16A-Sicherung auslöst.

Was ist aber, wenn der Generator nun aber z.B. nur 3kW liefern kann, ehe 
die Spannung einbricht und die Varistoren eben nur genau so viel 
Ableiten, dass die Spannung auf ein für die zu schützende Elektronik 
erträgliches Maß geglättet wird, sprich einfach nur die Spitzen der 
Sinuswellen begrenzt? Das dürfte mit ein paar zusätzlichen Ampere, die 
über die Varistoren fließen, zu erledigen sein. Hierbei werden aber 
etliche zehn.. hunderte Watt in den Varistoren frei. Fackeln dann nicht 
die Varistoren ab? Oder geht das gerade noch mal gut, weil so ein 
Überschwinger am Generator eh nicht lange dauert?

Oder funktioniert das ganze doch ganz anders?

lg Paul

von Michael B. (laberkopp)


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Paul H. schrieb:
> Oder funktioniert das ganze doch ganz anders?

Oftmals so:
1
  N --TS98--+--VDR140--+
2
            |          |
3
       Glimmlampe      |
4
            |          +--GAS600-- PE
5
          270k         |
6
            |          |
7
  L --TS98--+--VDR140--+
Die billigen auch mal so
1
  L --+----------------- L
2
      |
3
Thermosicherung98
4
      |
5
      +--Glimmlampe--+
6
      |              |
7
   VDR270           270k
8
      |              |
9
  N --+--------------+-- N

Einen wild gewordenen Generator überleben die VDRs nicht.

Da die meisten elektronischen Geräte (mit Schaltnetzteilen) auch einen 
VDR drin haben, verbessert so eine Steckdosenleiste die 
Überlebenswahrscheinlich keit nur marginal, z.B. bei 2 eingesteckten 
Geräten kommt nun ein 3. VDR hinzu auf den sich die Energie aufteilen 
kann bevor sie platzen.

Daher schützt nur eine Steckdosenleiste mit Versicherung vor Schaden 
durch Überspannung.

https://www.brennenstuhl.com/de-DE/themenwelt/ueberspannungsschutz/ueberspannungsschutz-steckdosenleisten-premium-protect-line

Beitrag #5859382 wurde vom Autor gelöscht.
von Dieter (Gast)


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In dem Falle bitte vorher die Daten des Teiles lesen. Es ist natürlich 
nicht die Versicherung die schützt, aber die Versicherung wacht darüber, 
dass die Leistungsdaten nicht unterwandert werden. D.h. eingebaut ist
- ein ordentliches EMI-Filter
- die besagten Ableiter
- Sicherungsautomat 16 A schützt zuverlässig vor zu hoher Strombelastung

Die Ableiter sind so bemessen, dass diese nicht verdampft sind, bevor 
der Sicherungsautomat auslöst. Die Schalter im Sicherungsautomat 
erfüllen Funkenlöschverhalten und Kontaktabstände um einer bestimmte 
Spannung im kV-Bereich zu widerstehen (meist zwischen 2...4kV),

von Paul H. (powl)


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Oh, ok, d.h. die Überspannungsschutz-Steckdosen schützen im Ernstfall 
nur vor Transienten und kurzen Spannungsspitzen, trennen aber mangels 
Sicherungsmechanismus die zu schützenden Geräte nicht von der 
Spannungsquelle.

von Dieter (Gast)


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Paul H. schrieb:
> trennen aber mangels Sicherungsmechanismus die zu schützenden Geräte nicht von 
der
> Spannungsquelle.

Das ist der Kern der Sache, den Du erkannt hast. Und darum hat Michael 
B. Dir ein Produkt empfohlen, das auch einen eigenen Sicherungsautomat 
besitzt. Jener im gelöschten Kommentar hatte dies übersehen und deshalb 
daneben geschossen.

Ein anderer Hersteller (Kopp) hatte ein solches Teil mit zusätzlich noch 
einem FI für 99-100 DM gehabt zu Zeiten als es noch den Radio Rim gab 
(leider damals nicht gekauft). Das mit dem Versicherungsschutz gab es 
damals noch nicht.

Wenn Dein Kumpel kabelgebundenes DSL (also nicht LWL-Hausanschluss) oder 
im Haus eine umfangreiche LAN-Verkabelung hat, dann sollte er das teuere 
Gerät mit den RJ-Anschlüssen ins Auge fassen.

von Michael B. (laberkopp)


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Dieter schrieb:
> Es ist natürlich nicht die Versicherung die schützt

Es ist die Versicherung, die zahlt

"Wie ist der Versicherungsschutz des Geräteschutz-Programmes zu 
verstehen?
brennenstuhl® garantiert die Überspannungs- & Blitzschutzeigenschaften 
bis zu den auf dem Typenschild des jeweiligen Produkts ausgewiesenen 
technischen Daten. Bei sachgemäßer Verwendung der Produkte übernimmt 
brennenstuhl® die Reparatur, beziehungsweise den Austausch von allen 
direkt an das Überspannungs- & Blitzschutzprodukt angeschlossenen 
Geräten, die nachweislich durch eine Überspannung beschädigt wurden. 
Voraussetzung dafür ist: Der Schaden muss darauf zurückzuführen sein, 
dass die beschriebene Schutzfunktion laut den technischen Angaben nicht 
eingehalten wurde. Hierfür besteht ein Versicherungsschutz für Personen 
und Sachschäden im Rahmen der Produkthaftpflicht bis zu 5 Millionen 
Euro."

https://www.brennenstuhl.com/de-DE/service/faq

von Josef E. (seyd)


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Michael B. schrieb:
> N --TS98--+--VDR140--+
>             |          |
>        Glimmlampe      |
>             |          +--GAS600-- PE
>           270k         |
>             |          |
>   L --TS98--+--VDR140--+

Ich weiß gar nicht, ob es möglich ist, sich auf einen so alten Thread 
(2019) zu beziehen. Aber: Versuch macht klug!
Kann mir jemand die Funktionsweise der Schaltung erläutern? Dabei wäre 
es für mich auch interessant, zu wissen, was die Zahlen bedeuten bei 
TS98, VDR140, Gas600. Ideen habe ich, ich weiß nur nicht, ob sie richtig 
sind.
In der Beschreibung meiner Steckdosenleiste steht, dass der 
Überspannungsschutz in Ordnung ist, solange die Glimmlampe leuchtet. 
Wenn sie nicht mehr leuchtet, obwohl die Glimmlampe in Ordnung ist, 
klappt dann nur der Überspannungsschutz nicht mehr, oder ist die Leiste 
dann außer Funktion, schaltet sich also ab?
Bei meiner Steckdosenleiste sind (vermutlich) TS98 und VDR140 mit einem 
Schrumpfschlauch eng verbunden. Erwärmt sich der VDR so, dass die 
Thermosicherung auslöst? Ist dann dauerhaft abgeschaltet, oder 
regeneriert sich die Thermosicherung?
Vielleicht hat jemand Lust, die Funktion der Schaltung genauer zu 
erläutern. Ich würde mich jedenfalls darüber freuen.

von Michael B. (laberkopp)


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Josef E. schrieb:
> TS98, VDR140, Gas600

TemperaturSicherung ,98 GradC, mit Wärmeleitpaste und Schrumpfschlauch 
an den VDR gebunden.
VDR140, VDR 140V.
Gas600, Gasableiter 600V.

Die Schaltung begrenzt die Spannung zwischen L und N ab 280V, und die 
Spannung von N und L gegenüber PE ab 600V.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Josef E. schrieb:
> Erwärmt sich der VDR so, dass die Thermosicherung auslöst?

So ist es.

> Ist dann  dauerhaft abgeschaltet,

So ist es. Der Schutz ist damit weg.


Vom Wühlisch hatte ich einen exotischen Überspannungsadapter mit VDR und 
Gasableiter. Dort trennte die Thermosicherung nur den VDR.

Heute gibt es auch solche Bauteile:
https://www.pk-components.de/ressourcen/empfohlene-bauelemente/varistor-und-gasableiter-in-einem-bauelement-kombiniert.html

von Josef E. (seyd)


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Michael B. schrieb:
> Die Schaltung begrenzt die Spannung zwischen L und N ab 280V, und die
> Spannung von N und L gegenüber PE ab 600V.

Es liegt ja eine sinusförmige Spannung mit dem Spitzenwert 325 V an. 
Bedeutet das, dass bei den von dir gewählten Werten die VDRs in jeder 
Periode zweimal eine gewisse Zeit durchschalten?

Wird der Gasableiter als zusätzliche Sicherheit verwendet, damit z. B. 
bei einem Blitzeinschlag das System schneller reagiert, als wenn nur 
Varistoren verwendet würden. Kann man das so darstellen?

von Josef E. (seyd)


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In meiner Steckdosenleiste (Master-Slave), deren 
Überspannungseinrichtung ich jetzt dank eurer Hilfe verstanden habe, 
gibt es noch ein weiteres Detail, das mir Kopfzerbrechen macht: Auf das 
Relais (24V, einpoliger Schließer) ist mittels Silikon (vermutlich, weil 
weiß) ein vermutlich 2-poliges Bauteil aufgeklebt, dessen Aufdruck ich 
wegen des Silikons nicht lesen kann. Das Bauteil ist quadratisch (0,8 x 
0,8 cm) und hat eine Dicke von vielleicht 3 mm. Hat jemand eine Idee, um 
was es sich dabei handeln könnte? Temperaturhintergrund nehme ich eher 
nicht an, vielleicht was Magnetisches (Magnetfeldabhängiger Widerstand 
MDR). Welche Aufgabe hätte der?

von H. H. (Gast)


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Josef E. schrieb:
> Temperaturhintergrund nehme ich eher
> nicht an,

Ist aber eine Temperatursicherung.

von Harry R. (harry_r2)


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Josef E. schrieb:
> Wird der Gasableiter als zusätzliche Sicherheit verwendet [...]?
wenn man so will. Aber nicht gehen Überspannung sondern gegen Leckstrom. 
Ein VDR "isoliert" unterhab der Ansprechspannung schlechter als ein 
Gasableiter, mit der Anzahl & Energie der Überspannungsereignsse wird er 
zusätzlich geschädigt und hat noch mehr Leckstrom. Diesen Stromfluss zu 
PE möchte man unterbinden. Darum dort der Gasableiter.
Ein VDR zwischen L und N hat auch einen Leckstrom, altert auch. Sein 
Strom fließt aber nicht zu PE, kann keinen Fehlerstromschutzschalter 
auslösen oder gar bei unterbrochener PE-Zuleitung einen gefährlichen 
Berührstrom liefern. Er wird "nur" warm und dann hoffentlich mittels der 
Temperatursicherung abgetrennt.

: Bearbeitet durch User
von Josef E. (seyd)


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H. H. schrieb:
> Ist aber eine Temperatursicherung.

Wenn das Relais zu heiß wird? Werden die Slaves dann abgeschaltet? Was 
kann die Ursache für eine zu hohe Relaistemperatur sein?

Gibt es Schaltzeichnungen von Brennenstuhl Steckdosenleisten, die im 
Internet zugänglich sind?

von Michael B. (laberkopp)


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Josef E. schrieb:
> Bedeutet das, dass bei den von dir gewählten Werten die VDRs in jeder
> Periode zweimal eine gewisse Zeit durchschalten?

Nein, das bedeutet, dass die VDR mit Nennwechselspannung beschriftet 
sind bei der sie noch nicht leiten.

1mA leiten sie dann meist ab 220Vdc und kräftig begrenzen ab 360Vdc.

von Michael B. (laberkopp)


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Josef E. schrieb:
> Was kann die Ursache für eine zu hohe Relaistemperatur sein?

Kontaktüberlastung.

von Josef E. (seyd)


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Michael B. schrieb:
> Josef E. schrieb:
>> Was kann die Ursache für eine zu hohe Relaistemperatur sein?
>
> Kontaktüberlastung.

Interessant! Ich hatte auf den Slaves in meinen Augen Unwesentliches 
angeschlossen: 2 Monitore und 2 Steckernetzteile. Die Steckdosenleiste 
hat 6 Slaves. Ich schätze die angeschlossene Last als nicht zu hoch ein. 
Trotzdem trat folgender Fehler auf: Die Slaves wurden nicht mehr 
geschaltet, sie waren ständig eingeschaltet. Die Steckerleiste ließ sich 
nur über den Netzschalter ein- und ausschalten. Ursache war ein 
"verklebter" Relaiskontakt. Draufklopfen aufs Relais hat ihn wieder 
gelöst und die Leiste funktioniert wieder. Irgendwie ist mir aber nicht 
wohl bei dieser "Reparatur", weil mir als Ursache für das Verkleben die 
geringe Last nicht ausreicht. Oder?

von H. H. (Gast)


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Josef E. schrieb:
> weil mir als Ursache für das Verkleben die
> geringe Last nicht ausreicht.

Du vergisst den hohen Einschaltstromstoß von Schaltnetzteilen.

von Michael B. (laberkopp)


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Josef E. schrieb:
> weil mir als Ursache für das Verkleben die geringe Last nicht ausreicht.
> Oder?

Verkleben passiert nicht durch hohe Dauerlast, sondern zu hohen 
Einschaltstromstoss.

von Josef E. (seyd)


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H. H. schrieb:
> Josef E. schrieb:
>> weil mir als Ursache für das Verkleben die
>> geringe Last nicht ausreicht.
>
> Du vergisst den hohen Einschaltstromstoß von Schaltnetzteilen.

Ja, daran habe ich nicht gedacht. Das wäre eine Erklärung für das 
Kontaktverkleben. Nur, Master-Slave-Steckdosenleisten werden doch sicher 
oft so eingesetzt, wie ich sie auch verwende: Der PC am Master schaltet 
die Peripherie ein. Und die Peripherie wird oft über Schaltnetzteile 
versorgt. Gibt es eine Maßnahme im Slave-Strang, um den Einschaltstrom 
der Netzteile zu begrenzen?

von H. H. (Gast)


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Josef E. schrieb:
> Gibt es eine Maßnahme im Slave-Strang, um den Einschaltstrom
> der Netzteile zu begrenzen?

Nimm ein Relais, das damit zurecht kommt, z.B. eines mit 
Wolframvorläuferkontakt. Ersetzen solltest du es ja sowieso.

von Rüdiger B. (rbruns)


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Paul H. schrieb:
> Oder funktioniert das ganze doch ganz anders?

Einen Magnetischen Spannungskonstanthalter benutzen.

von Hartmut  . (rio71)


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Paul H. schrieb:
> Was ist aber, wenn der Generator nun aber z.B. nur 3kW liefern kann, ehe
> die Spannung einbricht und die Varistoren eben nur genau so viel
> Ableiten, dass die Spannung auf ein für die zu schützende Elektronik
> erträgliches Maß geglättet wird, sprich einfach nur die Spitzen der
> Sinuswellen begrenzt? Das dürfte mit ein paar zusätzlichen Ampere, die
> über die Varistoren fließen, zu erledigen sein. Hierbei werden aber
> etliche zehn.. hunderte Watt in den Varistoren frei. Fackeln dann nicht
> die Varistoren ab? Oder geht das gerade noch mal gut, weil so ein
> Überschwinger am Generator eh nicht lange dauert?

dann musst du die Selektivität deiner vorgeschalteten Sicherungselemente 
entsprechen anpassen..

Josef E. schrieb:
> Es liegt ja eine sinusförmige Spannung mit dem Spitzenwert 325 V an.
> Bedeutet das, dass bei den von dir gewählten Werten die VDRs in jeder
> Periode zweimal eine gewisse Zeit durchschalten?

sollte man auf die Netzspannung auslegen.. ;-)
In Europa beträgt die Netzspannung 230 V ± 23 V
also bei ~358 Volt Spitzenwert sollte grad so noch nix ableiten, ab mehr 
dann möglichst stark..
ich verwende dazu gern auch TVS-Dioden, die sind etwas schärfer in der 
Kennlinie und insgesamt technisch die bessere Lösung für diese 
Aufgaben..
für Wechselspannung natürlich in der bidirektionalen "CA" Variante.
1.5KE400CA z.B. mit Augenzwinkern auch sehr knapp unter der Vorgabe 
1.5KE350CA

..und wer's dann richtig heavy für z.B. Drehstrom braucht, bitteschön. 
:-)
https://www.mouser.de/c/circuit-protection/esd-suppressors-tvs-diodes/?ipp%20-%20peak%20pulse%20current=3%20kA~~10%20kA&number%20of%20channels=1%20Channel&working%20voltage=360%20V~~440%20V&rp=circuit-protection%2Fesd-suppressors-tvs-diodes%7C~Working%20Voltage%7C~Ipp%20-%20Peak%20Pulse%20Current

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


Angehängte Dateien:

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Hier wäre ein kompletter Schaltplan und wie eines der besseren Geräte 
aufgebaut ist:
https://blitzableitermaterial.de/DEHNprotector-DPRO-230-Protector-LAN-Ueberspannungsschutz-Adapter

Im Schaltplan wäre auch gut zu sehen, welche Funktion die LED haben.

von Thorsten S. (thosch)


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Hartmut  . schrieb:
> ..und wer's dann richtig heavy für z.B. Drehstrom braucht, bitteschön.
> :-)
> 
https://www.mouser.de/c/circuit-protection/esd-suppressors-tvs-diodes/?ipp%20-%20peak%20pulse%20current=3%20kA~~10%20kA&number%20of%20channels=1%20Channel&working%20voltage=360%20V~~440%20V&rp=circuit-protection%2Fesd-suppressors-tvs-diodes%7C~Working%20Voltage%7C~Ipp%20-%20Peak%20Pulse%20Current

Deren Preise sind dann aber auch schon so richtig heavy, zumal man für 
Drehstrom die ja gleich im 3er-Pack braucht.
Da muß man schon die Rechnung aufmachen, was das zu schützende Equipment 
selbst wert ist, und wenn dieser Wert nicht erheblich über den Kosten 
der Schutzbauteile liegt, bzw falls ein Ausfall nicht erhebliche 
Folgekosten verursacht, ggf. auf so einen Schutz verzichten...

von Harald W. (wilhelms)


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H. H. schrieb:

>> Gibt es eine Maßnahme im Slave-Strang, um den Einschaltstrom
>> der Netzteile zu begrenzen?

> Nimm ein Relais, das damit zurecht kommt, z.B. eines mit
> Wolframvorläuferkontakt.

Ich vermute mal, das solche Relais aus Kostengründen nur selten in
fertigen Geräten verbaut sind. Alco muss man selbst nachrüsten.

Was mich interessieren würde, wäre ein handbetätigter Schalter,
geeignet für "high inrush current". Den hab ich noch nirgends
gesehen, oder habe ich nur falsch gesucht?

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