DE3813609A1

DE3813609A1 - Trennelement fuer schutzerdung

Info

Publication number: DE3813609A1
Application number: DE19883813609
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Phys Kramer; Burghard Dipl Ing Lipphardt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-04-22
Filing date: 1988-04-22
Publication date: 1989-01-12

Description

Die Erfindung betrifft Anwendung und Ausbildung eines Trennelements für die Schutzerdung von elektrischen Geräten, insbesondere Phonogeräten, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdung erst vor einer gewissen noch ungefährlichen Schwellspannung ab wirksam wird, die jedoch größer ist als beispielsweise die in Erdungsschleifen induzierten oder durch ohmschen Spannungsabfall entstehenden Brummspannungen (Bild 1).

Beim Zusammenschalten mehrerer elektronischer Geräte, die jedes für sich über den Schutzkontakt der Netzverbindung geerdet sind, tritt häufig, im allgemeinen dann, wenn die Signalerde in mehreren Geräten mit der Schutzerde verbunden ist, eine Störung der Signale durch eine überlagerte netzfrequente (Brumm-)Spannung auf. Diesem Problem wurde bisher mit verschiedenen Mitteln begegnet, z. B. den folgenden:

1. Niederohmige Erdverbindung zwischen den Geräten (Masseband).
2. Verwendung von Signalübertragern mit galvanischer Trennung (Transformator, Optokoppler).
3. Schutzisolierung der Netzteile, die eine Schutzerdung entbehrlich macht.

Da das Problem erst beim Zusammenschalten mehrerer Geräte auftritt, wird es von den Herstellern überwiegend nicht beachtet und dann im Haushalt (Labor) durch Auftrennen der Schutzerde "gelöst". Der Verlust der elektrischen Sicherheit wird dabei hingenommen.

Die vorliegende Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß die Auftrennung der galvanischen Verbindung zur Schutzerde dann ungefährlich ist, wenn dafür gesorgt wird, daß die Spannung zwischen Gehäuse und Schutzerde einige Volt nicht überschreitet. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das nunmehr abgetrennte Gehäuse mit der Schutzerde über ein Trennelement (TE) verbunden wird, das ab einer gewissen Schwellspannung leitend wird. Einige Realisierungsmöglichkeiten für ein solches Trennelement sind in Abb. 2 dargestellt, nämlich

a) zwei oder mehr antiparallel geschaltete Gleichrichterdioden,
b) Reihenschaltungen von Gleichrichterdioden,
c) zwei in Reihe liegende Zenerdioden oder
d) ein spannungsabhängiger Widerstand (VDR).

Um ein Durchbrennen des Elements und damit ein gefährliches Ansteigen der Gehäusespannung auch beim ungünstigsten langandauernden Masseschluß sicher zu verhindern, wird das Element so stark ausgeführt, daß Abschmelzintegral und Dauerstrombelastbarkeit größer sind als die der Netzsicherung.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird die Dauerstrombelastbarkeit des Schwellspannungselements durch eine rückfaltende Strom-Spannungs-Kennlinie erhöht. In Abb. 3b ist der prinzipielle Verlauf einer solchen rückfaltenden Kennlinie dargestellt. Anders als bei den Schwellspannungselementen gemäß Abb. 2 mit Kennlinien entsprechend Abb. 3a kann hier auch bei höherer Schwellspannung Us ein großer Strom Imax zum Abschmelzen der Sicherung aufgebracht werden, ohne daß die zulässige Verlustleistung überschritten wird. Kennlinien dieser Art lassen sich zum Beispiel mittels Zenerdioden und Thyristoren (Triac) realisieren. Höhere Schwellspannungen sind z. B. dann erwünscht, wenn Netzversorgungs- oder Meßgeräte mit schwebendem Bezugspotential betrieben werden sollen.

In einer anderen Weiterbildung werden dem erfindungsmäßigen Trennelement zwei angepaßte, schwächere Sicherungen direkt vorgeschaltet wie in Abb. 4 gezeigt.

Das Trennelement kann in der Steckdose oder im Gerät selbst eingebaut werden. Insbesondere zur Nachrüstung kann es auch in den Steckern des Verbindungskabels oder in einem Zwischenstecker (Mehrfachsteckdose) untergebracht sein.

Claims

1. Anordnung zur Schutzerdung von elektrischen Geräten, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Geräte-Gehäuse und dem Schutzleiter der Netzleitung über ein Trennelement geführt ist, das die Verbindung getrennt hält, solange eine gewisse noch ungefährliche Spannungsdifferenz nicht überschritten wird.

2. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement als einfaches Schwellspannungselement ausgeführt ist mit einer Kennlinie gemäß Abb. 3a.

3. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement eine rückfaltende Kennlinie gemäß Abb. 3b aufweist.

4. Anordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement durch eigene, angepaßte Sicherungen in den Kraftstrom-Zuleitungen ergänzt ist, die im Falle eines Gehäuseschlusses auslösen, ohne das Trennelement zu überlasten.