Blitzeinschlag Transient über Trafos

Henry Kiefer :

Bei nem RICHTIGEM Blitz wird auch von Deinem Trenntrafo nur ein Häufchen Asche bleiben. Die Isolation reicht nicht aus. Gegen Überspannung (entfernter Blitzeinschlag) kann das durchaus etwas bringen.

M.

Wie so oft hängt das natürlich ab, unter anderem von der Entfernung. Selbst gesehenes Beispiel: Einschlag in einen 500m entfernten Sendeturm. In diesem Fall konnte man den Trafo als recht guten Leiter von der Primär-auf die Sekundärseite ansehen, ebenso wie den AUSgeschalteten Netzschalter.

Matthias Weingart schrieb:

Ich rede nicht von einem direkten nahen Einschlag. Das ist schon klar.

- Henry

Also hier Durchschlag und Überschlag. Hm

- Henry

Henry Kiefer schrieb:

Bei meinem Bekannten im Nachbarort hat der Blitz direkt in den Baum vorm Haus eingeschlagen. Abgesehen von den kaputten Fensterscheiben durch umherfliegende Holzteile wurden in ca. 100m Umkreis sämtliche Geräte die irgendeine Verbindung zum Telefonfestnetz hatten "gejörgt" (Fatz Peng).

Den Weg des (Blitz)Stromes kann wohl niemand vorhersehen.

Gruß Andreas

"Henry Kiefer" schrieb im Newsbeitrag news:48b55262$0$20716$ snipped-for-privacy@newsspool4.arcor-online.net...

Gehen glatt drueber.

Nope.

Der Blitz kommt eh im Gleichtakt, denn er hat schon vorher zwischen beiden Leitungen ueberschlagen, und dann geht er ueber die Wicklungskapazitaet zur Sekundaerseite.

Ja, aber wenn die Induktivitaet einer (gewendelten) Leitung dem Blitz zu hoch ist, baut sich zwischen den Windungen eine Spannung auf, bis der Funke die Isolation ueberfliegt.

Richtiger Blitzzschutz (tm) enthaelt durchaus absichtlich Spulen, um die Flankensteilheit der Transienten zu begrenzen, aber die Spulen habne deutliche Bauformen.

Dann kommen VDR und Gasableiter.

Da ein kleines Geraet (trafoversorge nehm ich mal per Definition als klein an) im Ganzen am Stueck dem Potentialwechsel des Blitzes folgen kann, ist nur wichtig, Eingaenge (mehrere: Phase, Null, Schutzleiter) beisammen zu halten (VDR, Gasableiter) und ebenso damit klar zu kommen, wenn weitere nach aussen gehende Strippen (Telefonleitung, Ethernetkabel) nun mit auf das Potential gerissen werden muessen (Erdung direkt koppeln, Kondensatoren, VDR zwingen auch die Leitungen auf das Potential).

Der Eisenkern nicht, aber die Streuinduktivitaet schon. Man muss nur dahinter geschickt mit Kapazitaeten, Transzorbs, MOV und dergleichen arbeiten. Unsereins muss ab und zu Geraete fuer den Einsatz in tropischen Gegenden entwickeln, da kommt beinahe taeglich nachmittags ein fetziges Gewitter durch. Wer schon mal in Gegenden wie Puerto Rico war, kennt das.

Da hilft #77 oder J Ferritmaterial :-)

MaWin schrieb:

Also meine Messung bestätigt es aber. Ein kleiner Flachtrafo geht jenseits 2-3kHz deutlich runter.

Hatte das hier schonmal gefragt, es kam damals aber keine Antwort. Also selber gemessen.

Interessante Darstellung. Im Umkehrschluß denke ich nun, das viele PCs wegen der Leiterkopplung einen Blitzschlag überlebt haben könnten.

- Henry

Hallo Henry.

Einen gewissen Schutz schon. H=E4ngt davon ab, was sonst noch zwischen Deinem Blitz und Deinem Trenntrafo passiert. Grunds=E4tzlich begrenzen die Leitung, deren Isolierung, bei Kabeln insbesondere die Isolierung der Klemmstellen, die maximal auftretende Spannung. Es sind u.U. sogar extra =DCberspannungsableiter vorhanden. Aber...... Speziell Gasisolierstrecken sind relativ Stossspannungsfest. d.h. ein =DCberschlag erfolgt erst nach einer gewissen Zeit (einige dutzend us). W=E4rend der Zeit reist schon eine Wellenfront mit =DCberspannung in deine Richtung. Die Leitung hat Kapazit=E4tsbelag, Induktivit=E4tsbelag und l=E4ngstwiderstand. d. h. sie hat einen Wellenwiederstand. An Stellen, wo sich der Wellenwiderstand sprunghaft =E4ndert, z.B. beim =DCbergang von einer Freileitung auf ein Erdkabel, oder in einer Verzweigung, wird ein Teil der Welle reflektiert. Die weiterlaufende Welle ist durchaus schon geschw=E4cht. Die Reflektierte L=E4uft zu l=E4uft zur=FCck, und kann auch Interferrieren, was weitere Probleme bereiten kann. Insbesondere kann auch die reflektierte Welle wieder in verzweigungen hineinlaufen, dort interferrieren und =DCberspannungen verursachen. Sie wird aber auch anderswo an Stossstellen reflektiert und transmittiert. Nach zigmal hin und herlaufen ist Sie dann durch die Bed=E4mpfung verschwunden, wenn sie nicht vorher eine Stelle gefunden hat, wo sie =C4rger machen kann. Reflexionen k=F6nnen also nicht nur =C4rger machen, sie helfen auch, Transienten zu verschmieren und wegzud=E4mpfen, solange es keine Probleme mit Interferenz gibt.

F=FCr den Trafo gilt, das er nur eine begrenzte Isolationsspannung hat. Und es h=E4ngt davon ab, wie er aufgebaut ist. Mit etwas Gl=FCck schl=E4gt es nicht zwischen den Wicklungen, sondern zwischen der Prim=E4rwicklung und dem geerdeten Kern durch. Dann k=F6nnte Deine Sekund=E4rwicklung unbehelligt bleiben.

Zwischen den Wicklungen gibt es allerdings nicht nur eine magnetische, sondern auch eine kapazitive Kopplung. Das langt durchaus, um =DCberspannung auf die Sekund=E4rseite zu Koppeln. Auch hier h=E4ngt viel vom Aufbau ab.

Die meisten Trenntrafos sind gebaut, um die Sekund=E4rseite aus Ber=FChrungsschutzgr=FCnden potentialfrei zu bekommen. Ansonsten st=F6ren sie nur. Und sie sollen m=F6glichst effizient und Streufeldfrei sein. Daher hat man meist einen Kern mit einem Steg in der Mitte, auf dem die Wicklung in =FCbereinander oder nebeneinander liegenden Kammern untergebracht ist. Die magnetische Kopplung ist hier am besten, und es gibt wenig Streufeld. Die beiden Wicklungen liegen aber direkt =FCber bzw. nebeneinander, d.H. die kapazitive Kopplung ist ebenfalls gut, und der elektrische Stress zwischen den beiden Wicklungen liegt auch direkt =FCber der Isolation zwischen den beiden Wicklungen. gleiches gilt f=FCr Kerne, die keinen Mittelsteg haben, aber trotzdem beide Wicklungen auf dem gleichen Schenkel liegen. Bei =FCbereinanderliegenden Wicklungen kann eine "Schirmwicklung" aufgebracht werden, d.h. eine einlagige Wicklung zwischen Prim=E4r- und Sekund=E4rwicklung, die auf einer Seite geerdet wird und auf der anderen Seite offen ist.

F=FCr Deinen Zweck w=E4re ein Trenntrafo ideal, dessen Wicklungen auf UNTERSCHIEDLICHEN SCHENKELN des Kerns untergebracht sind. Durch den gr=F6=DFeren r=E4umlichen Abstand ist die kapazitive Kopplung zwischen den Wicklungen geringer. Der elektrische Stress auf der Isolierung liegt erstmal zwischen Prim=E4rwicklung und dem hoffentlich geerdeten Kern. Erst wenn es da durchhaut, und der fliessende Strom so hoch wird, das deine Erde "wegschwimmt", tritt auch elektrischer Stress zwischen Kern und Sekund=E4rwicklung auf. Dummerweise hat diese Bauform des Trafos geringere Effizienz und eine deutlich h=F6here Streuinduktivit=E4t.

Ich habe jetzt immer vorausgesetzt, das es nicht schon in der Verdrahtung oder den Trafoklemmen querbeet geht......Du willst nicht einen direkten Einschlag wegfangen, sondern Transienten.

nes

Ja. Wobei unter den Umst=E4nden aber der Trafo schnell in der S=E4ttigung sein k=F6nnte.......auch die Isolierungen sind dann nicht mehr linear. Wenn es =FCber die Klemmen schl=E4gt, oder =FCber die Wicklungskapazit=E4t geht, hilft dir die Serieninduktivit=E4t nicht weiter. Du h=E4ttest paralell zur Induktivit=E4t einen Kondensator oder gar niederomigen Leiter (Lichtbogen, negativer differentieller Widerstand, und auch noch nichtlinear. Mag ich eigentlich nur ungern als "ohmsch" bezeichnen)

Wegen der spektralen Verteilung, der Blitz ist kein Diracsto=DF sondern enth=E4lt =FCberwiegend niederfrequente Anteile bis zu ein paar Kiloherz, kann der Trafo einiges wegfangen. Aber =FCbersch=E4tze ihn nicht. Besonders nicht die effizienten.....

Was der Trafo garantiert nicht wegf=E4ngt, ist, wenn Dir wegen eines Schlusses im Verteilertrafo die Netzspannung wirklich bedrohlich ansteigt. Es sei, er ist so bemessen, das er bei =DCberspannung in die S=E4ttigung geht, und so klein, das er das auch schnell macht.

In Gleichspannungsnetzen waren fr=FCher Drosselspulen mit vorgeschalteten H=F6rnerplitzableitern sehr effektiv im Blitzschutz.

Eine L=E4ngstdrossel mit geringer Wicklungskapazit=E4t und hoher Spannungsfestigkeit sollte schon Wirkung zeigen. Wenn der Strom aber so hoch wird, das sie verdampft, hast Du trozdem verloren. Sprich =FCbliche gute Netzfilter, eventuell kaskadiert und mit Varistoren versehen sollten auch ihr Werk tun. Wenn Du irgendwo Varistoren verbaust.....denk dran, das die im Fehlerfalle schnell auf Rotglut sind und in dem Zustand l=E4nger verharren k=F6nnen.....hitzefeste Umgebung.

Wenn Du Drosseln schaltest, hast Du nat=FCrlich ein neues Problem. Du hast das gro=DFe Problem Blitzschlag gegen viele kleinere Spitzen beim Schalten eingetauscht, und hoffst, damit besser Leben zu k=F6nnen.

Mit freundlichem Gru=DF: Bernd Wiebus alias dl1eic

"Henry Kiefer" schrieb im Newsbeitrag news:48b57c37$0$20717$ snipped-for-privacy@newsspool4.arcor-online.net...

Natuerlich dampft ein Trafo hoeherfrequente (Gegentakt-)Signale, aber beim Blitz ist eher die (Gleichtakt-)Wicklungskapazitaet zwischen Primaer- und Sekundaerwicklung relevant.

Hallo Manfred.

Bei Telekomunikationsleitungen und teilweise Hochspannungsleitungen klappt das, weil dort auch explizit auf die Symmetrie der Leitungen geachtet wird.

Bei Niederspannungsverteilungsanlagen passiert das nur eher zuf=E4llig durch die (schwache) Verdrillung der Leitung. Insbesondere die Leitungskapazit=E4ten sind bei 4- und 5- Adrig zimlich unterschiedlich. Entsprechend unterschiedlich f=E4llt der "Gleichtakt" aus, bis er so unterschiedlich ist, das er sich durch =DCberschlag wieder zwangssynchronisiert

Andreas Fecht schrieb:

Blitze sind steilflankige Impulse. So sind sie auch zu betrachten ;-)

e die

).

Wenn die Transienten in ihrer St=E4rke lediglich die Ger=E4te "j=F6rgten"= , w=E4ren (Steckdosen)=DCberspannungsableiter durchaus hilfreich.

Aber vorrausahnen. Das ist eine Wissenschaft und nennt sich Bltzschutz.

Blitze sind nunmal wild und unberechenbar. Nicht zu domestizieren, aber bisweilen schon (ab)leiten.

--=20 mfg hdw

Wiebus schrieb:

Weiß ich als Fernmeldehandwerker. Wir haben die Dinger oben an den Mastverteilern eingebaut, wenn es ein blitzgefährdeter Bereich war.

Also ein Trenntrafo mit geerdeter Zwischenlage.

Warum habe ich sowas eigentlich nicht in dem Semester E-Technik gelernt? Endlos Trafos berechent, obwohl man schon damals auf SNT umstieg. Nur weils ein alter Prof war.

logisch.

Wow. Bin beeeindruckt. Danke!

So eine Längsdrossel sollte also eine Luftspule sein wegen Sättigung?

Und wie sieht es eigentlich in den Trafostationen aus, die die Straßenzüge ankoppeln? Was wird da wie geschaltet/gesichert? Ich weiß z.B. das es dort eine Nullleiterstrom-Überwachung gibt. Was machen die gegen Transienten vom höheren Netz bzw. vom Straßenzug kommend?

Gruß - Henry

MaWin schrieb:

Das hast du erläutert. Ist die Frage ob die Anstiegsgeschwindigkeit dafür ausreichend ist. Hast du dazu weiterführendes?

- Henry

Nicht unbedingt. Wohin soll man erden? Ein Draht zum naechsten Erder ist u.U. einige zig Meter lang, da nutzt er nicht allzuviel fuer Transienten. Am Ende muss man dafuer sorgen, dass das Geraet in sich differenziell so wenig wie moeglich zu verknusern hat. Hatte hier im Thread glaube ich schon jemand erwaehnt.

Man muss sie gut studieren. Z.B. liegt der spektrale Loewenanteil deutlich niedriger als ich vor meinem ersten Tropenprojekt dachte, im MW Bereich oder tiefer.

Joerg schrieb:

Das kann ich bestätigen. Habe ich mittels Radio bei Gewitter ausgeforscht. Irgendwo sah ich auch mal solche FFTs.

- Henry

Unsereins muss danach entwickeln, sonst kommen die Kisten zurueck. Zumindest die aus dem Agrarbereich.

Das ging aber schnell. Liegt das im Ordner Lighting bei dir auf der Platte? Jedenfalls mal wieder ein Beispiel für Praxisferne. Was soll ich damit nun anfangen? Hatte natürlich einen mundgerechten Stimulus für LTspice erwartet :-)

- Henry

Ja, hatte letztes Jahr so ein Design hier auf dem Tisch und dieses Jahr wieder. Da braucht man das.

Nun ja, nachdem ich in diesem und anderen Artikeln die Spektra angesehen hatte, konnte ich Hochpaesse und so setzen. Bislang scheint das gefluppt zu haben, die modifizierten System kommen nicht mehr mit Schmauchspuren oder defekten HF-Eingangsstufen zurueck.

Den kannst Du daraus basteln :-)