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Moin,

stehe hier gerade mit der Physik auf dem Schlauch. Gegeben sei folgende Teststellung (s.A.):

Wechselstrom-Trafo 6 Volt 5 Ampere, Shunt 1,2 Ohm 100 Watt Strommesspule 1:1000

Den zu messenden stromführenden Leiter führe ich durch die Messspule. Wie erwartet stellt sich ein Sekundärstrom an der Messspule von 5 mA ein. Nun nehme ich ein Kupferleerrohr von 30 cm Länge und ziehe den Leiter durch das Kupferleerrohr.
Zu meiner Überraschung ändert sich am Messergebnis nichts. Also schirmt ein Kupferrohr das magnetische Feld nicht ab. Mir geht's um Induktion in benachbarte Steuerungskabel. Entsprechend EMI-Richtline soll da bei abgeschirmten Kabeln 5 cm Abstand gehalten werden. Alternativ Führung in einer eigener metallisch geschirmter Trasse.

An euch die Frage:

Was hilft hier? Auch im Hinblick auf durch Gewitter entstehende Induktionen.

--
MfG
AndyO

Bei allen gegebenen Hinweisen sind bei deren Befolgung die einschlägigen VDE- und Sicherheitsvorschriften zu beachten. Jeder ist zum Schutz seiner eigene Gesundheit zur Einhaltung der Vorschriften eigenverantwortlich!

» Also schirmt
» ein Kupferrohr das magnetische Feld nicht ab.

Natürlich nicht, Kupfer ist ja diamagnetisch.

» » Also schirmt
» » ein Kupferrohr das magnetische Feld nicht ab.
»
» Natürlich nicht, Kupfer ist ja diamagnetisch.

Hab mal ein wenig weiter experimentiert. Halte ich einen zweiten Leiter direkt neben dem stromdurchflossenen Leiter kann ich mit dem Oszilloskop eine Induktionsspannung von etwa 1mVpp messen. Vergrößere ich den Abstand auf 5cm ist nichts mehr messbar. Führe ich den zweiten Leiter durch das Kupferrohr ist die Spannung auch bei 5cm noch messbar. Offensichtlich verlängere ich durch diese Maßnahme das magnetische Feld. Erde habe ich jetzt erst mal außen vor gelassen. Nach dieser Feststellung wäre Kupfer zur Abschirmung elektromagnetischer Felder kontraproduktiv. Das ist für mich erst mal überraschend.

Was für ein Metall schlägst du vor? MU-Blech?

--
MfG
AndyO

Bei allen gegebenen Hinweisen sind bei deren Befolgung die einschlägigen VDE- und Sicherheitsvorschriften zu beachten. Jeder ist zum Schutz seiner eigene Gesundheit zur Einhaltung der Vorschriften eigenverantwortlich!

Ein elektromagnetisches Feld im engerem Sinne gibt es nur in größeren Entfernungen, bei 50Hz ab ein paar hundert Kilometern

Bei deinem Aufbau sind das elektrische Feld und das magnetische Feld praktisch völlig unabhängig voneinander und quasistatisch (das heißt alle Punkte schwingen in praktisch gleicher Phase, es gibt keine Resonanzen oder Antennnenwirkungen)

Den elektrischen Teil, kapazitive Kopplung, könntest du abschirmen indem du das Kupferrohr an Schaltungsmasse (was meistens = Erde ist) legst was kapazitiv eingekoppelte Ströme ableitet

Den magnetischen Teil kannst du abschirmen indem du das Rohr außerhalb der Sensorspule kurzschließt, so niederohmig wie möglich um den Stromwandler herum verbindest, dann werden im Rohr Ströme induziert die den primären Strom aufheben

Bei deiner Aufgabe könnte man auch Interpretieren daß nicht eine <abgeschirmte> Leitung gemeint ist, sondern eine <koaxiale> Leitung (wo der Rückleiter konstruktiv zugleich als Abschirmung dient)

In dem Fall würdest du den Aufbau ändern, daß der Stromkreis vom Trafo durch den gelben Draht UND ZURÜCK durch das Kupferrohr fliest, gerne auch den Widerstand oben ans Ende bauen

Dann heben sich die Felder gegenseitig auf

» Bei deiner Aufgabe könnte man auch Interpretieren daß nicht eine
» <abgeschirmte> Leitung gemeint ist, sondern eine <koaxiale> Leitung (wo der
» Rückleiter konstruktiv zugleich als Abschirmung dient)
»
» In dem Fall würdest du den Aufbau ändern, daß der Stromkreis vom Trafo
» durch den gelben Draht UND ZURÜCK durch das Kupferrohr fliest, gerne auch
» den Widerstand oben ans Ende bauen
»
» Dann heben sich die Felder gegenseitig auf
»
»

Ich muss zur Anwendung konkreter werden:

Es geht um eine Wallbox in einer abgesetzten Garage und den Steuereingang nach §14a EnWG. Der Steuereingang der Wallbox (Alfen) ist nachfunktionalisiert worden. D.h. die haben eine Wartungsschnittstelle, RJ12, wo nun über 2 Pins gesteuert werden kann (potenzialfrei, hochohmig). Da war nie dran gedacht eine lange Steuerleitung anzuschließen. Ich selbst habe diverse Erfahrungen mit indirekten Blitzschäden, also induktive Einkopplungen bei Nahbereichseinschlägen. Zusätzlich laufen die Kabel in 2m Leerrohr notgedrungen parallel. Ich dachte wenn ich die Steuerleitungen in eine Edelstahlrohr lege das ich diesbezüglich was gut mache, Nun bin ich aber skeptisch. Nahbereichskopplung ist im Metallrohr stärker. Von außen beim Blitz?

--
MfG
AndyO

Bei allen gegebenen Hinweisen sind bei deren Befolgung die einschlägigen VDE- und Sicherheitsvorschriften zu beachten. Jeder ist zum Schutz seiner eigene Gesundheit zur Einhaltung der Vorschriften eigenverantwortlich!

» .... Zusätzlich laufen die Kabel in
» 2m Leerrohr notgedrungen parallel. Ich dachte wenn ich die Steuerleitungen
» in eine Edelstahlrohr lege das ich diesbezüglich was gut mache, Nun bin
» ich aber skeptisch. Nahbereichskopplung ist im Metallrohr stärker. Von
» außen beim Blitz?

geschirmtes Steuerkabel ?

» » .... Zusätzlich laufen die Kabel in
» » 2m Leerrohr notgedrungen parallel. Ich dachte wenn ich die
» Steuerleitungen
» » in eine Edelstahlrohr lege das ich diesbezüglich was gut mache, Nun
» bin
» » ich aber skeptisch. Nahbereichskopplung ist im Metallrohr stärker. Von
» » außen beim Blitz?
»
» geschirmtes Steuerkabel ?

Was ich mit Kabel machen kann mach ich. Cat 8 für Netzwerk, geschirmtes Steuerkabel von den Aufzugbauern. Nur zeigt meine Teststellung das gegen induktive Kopplung wohl nur Abstand hilft. Und ne 18 Meter Antenne für's nächste Gewitter am hochohmigen Eingang kann nur schief gehen.

--
MfG
AndyO

Bei allen gegebenen Hinweisen sind bei deren Befolgung die einschlägigen VDE- und Sicherheitsvorschriften zu beachten. Jeder ist zum Schutz seiner eigene Gesundheit zur Einhaltung der Vorschriften eigenverantwortlich!

Also wenn der Eingang Potentialfrei ist und "Hochohmig" und di mit DC steuerst 24V, dann ist hinter dem Eingang ein Optokoppler samt Vorwiderstand und wenn du diesen schützen willst, gibt von Dehn für jeden Sch... Überspannungsschutz. Sollte man eh haben, an jeder Leitung die in ein Gebäude geht und Wohnhaus ist ein Gebäude, Garage ist ein Gebäude. Kann nur sein, der Überspannungsschutz kostet am Ende mehr als die Wallbox

» Also wenn der Eingang Potentialfrei ist und "Hochohmig" und di mit DC
» steuerst 24V, dann ist hinter dem Eingang ein Optokoppler samt
» Vorwiderstand und wenn du diesen schützen willst, gibt von Dehn für
» jeden Sch... Überspannungsschutz. Sollte man eh haben, an jeder Leitung
» die in ein Gebäude geht und Wohnhaus ist ein Gebäude, Garage ist ein
» Gebäude. Kann nur sein, der Überspannungsschutz kostet am Ende mehr als
» die Wallbox

Also die Serviceschnittstelle wartet auf einen close. D.h. die prüfen ob ein Pin auf Masse liegt, die Schleifenspannung kommt aus der Box. Wenn das konstruktiv von Anfang an da drin gewesen wäre, wäre da vielleicht was geschützt. Wurde aber per Software nachgefrikelt. Bis ein externer Überspannungsschutz greift ist der Eingang längst geröstet. So wie Alfen aufgestellt ist, verkaufen die lieber eine neue Wallbox. Einzige Möglichkeit die ich derzeit sehe ist das Trennrelais was der Energieversorger fordert in die Garage auszulagern. Da werde ich jetzt mal anfragen ob das sein darf.

Nichts desto trotz staune ich dass ich zu dieser trivialen Teststellung im Netz nix finde.

--
MfG
AndyO

Bei allen gegebenen Hinweisen sind bei deren Befolgung die einschlägigen VDE- und Sicherheitsvorschriften zu beachten. Jeder ist zum Schutz seiner eigene Gesundheit zur Einhaltung der Vorschriften eigenverantwortlich!

» geschützt. Wurde aber per Software nachgefrikelt. Bis ein externer
» Überspannungsschutz greift ist der Eingang längst geröstet. So wie Alfen
Nö. Man muss nur wissen welche Spannung da drauf ist. Außerdem kannst du ja neben die Box ganz simpel ein Relais bauen, das den Eingang schaltet.

» » geschützt. Wurde aber per Software nachgefrikelt. Bis ein externer
» » Überspannungsschutz greift ist der Eingang längst geröstet. So wie
» Alfen
» Nö. Man muss nur wissen welche Spannung da drauf ist. Außerdem kannst du
» ja neben die Box ganz simpel ein Relais bauen, das den Eingang schaltet.

Für's Magnetfeld sind Ströme verantwortlich. Im Fall Wallbox 11 KW, Sternschaltung, knapp 16 Ampere. Beim Gewitter einige Kilo-Ampere im Nahbereich. Jeweils mal der einwirkenden Leitungslänge. Die Spannung baut sich an Widerständen auf. Ist der Eingang hochohmig ist die induzierte Spannung hoch. Mal sehen was mein Messstellenbetreiber zu dem ohnehin geforderten Trennrelais und abgesetzter Montage sagt.

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MfG
AndyO

Bei allen gegebenen Hinweisen sind bei deren Befolgung die einschlägigen VDE- und Sicherheitsvorschriften zu beachten. Jeder ist zum Schutz seiner eigene Gesundheit zur Einhaltung der Vorschriften eigenverantwortlich!

» » » geschützt. Wurde aber per Software nachgefrikelt. Bis ein externer
» » » Überspannungsschutz greift ist der Eingang längst geröstet. So
» wie
» » Alfen
» » Nö. Man muss nur wissen welche Spannung da drauf ist. Außerdem kannst
» du
» » ja neben die Box ganz simpel ein Relais bauen, das den Eingang
» schaltet.
»
» Für's Magnetfeld sind Ströme verantwortlich. Im Fall Wallbox 11 KW,
» Sternschaltung, knapp 16 Ampere. Beim Gewitter einige Kilo-Ampere im
» Nahbereich. Jeweils mal der einwirkenden Leitungslänge. Die Spannung baut
» sich an Widerständen auf. Ist der Eingang hochohmig ist die induzierte
» Spannung hoch. Mal sehen was mein Messstellenbetreiber zu dem ohnehin
» geforderten Trennrelais und abgesetzter Montage sagt.
Die Spannung ist so hoch, wie der Varistor oder die Suppressordiode in einem Überspannungsschutz erlaubt Das funktioniert genauso bei einem DSL Anschluss oder einem Temperaturfühler oder sonst irgend etwas

»
» Also die Serviceschnittstelle wartet auf einen close. D.h. die prüfen ob
» ein Pin auf Masse liegt, die Schleifenspannung kommt aus der Box.

Das sollte doch kein Problem sein, siehe auch Kommentar von bigdie. Wenn die Schleifenspannung anliegt, dürfte die Leitung recht niederohmig betrieben sein, wenn am Eingang Masse wie erwartet anliegt, ist die Leitung ebenfalls sehr niederohmig. Deiner Beschreibung nach wird über die Leitung nur ein Statussignal in eine Richtung übertragen, die Geschwindigkeit dürfte unkkritisch sein. Da die Quelle (Box) das Signal erzeugt, bestimmt diese bei den Zuständen L und H die Leitungseigenschaften, der Empfänger darf nur nicht so niederohmig sein, dass er das Signal einbrechen lässt. Bei moderaten Störimpulsen wie z.B. Gewitter in der Nähe, wird die eingekoppelte Energie wahrscheinlich über die Quelle (zum PE) abgeleitet. Bei größeren Längen ist auch mit Störotenzialunderschieden (Schrittspannung) in der Erdung zu rechnen. Je nach Schaltung von Quelle und Empfänger könnte ein Schutz mit Gas-Überspannungsableitern oder MOVs und TVS-Dioden reichen. Gegen einen Einschlag in der Nähe wird das aber wenig bringen. Aber da wird der Schutz auch deutlich aufwändiger. Ohne jetzt die beteiligten Schaltungen und deren Anforderungen zu kennen, würde ich die Quelle allenfalls über ein Relais (Wechsler) entkoppeln, das Relais schaltet entweder auf Masse oder Versorgungsspannung der Box (oder einer anderen Quelle). Damit ist die Leitung in jedem Zustand maximal niederohmig. Da der Empfänger ja ohnehin hochohmig ist, dürfte an dessen Eingang eine TVS-Diode reichen, Zur Quelle/Leitung hin evtl. noch einen Schutzwiderstand in Reihe - ein Bruchteil des Ri's des Eingangs. Oder aber an jedem Ende ein Opto-Relais - (oder Glasfaser, ist bestimmt nicht teurer wie ein Edelstahl-Rohr (welches das Magnetfeld auch nur (je Legierung) wenig oder nicht dämpft) ist. Aber ich würde es nicht übertreiben.....)


» Wenn das
» konstruktiv von Anfang an da drin gewesen wäre, wäre da vielleicht was
» geschützt.

Da auch im KFZ-Bereich durch z. B. statische Aufladungen gegenüber externen Geräten auftreten können, würde ich auch an einer Service-Schnittstelle einen Grundschutz erwarten, insbesondere bei einem RJ-Verbinder, der üblicherweise keine voreilenden Kontakte für gnd usw. hat.

Die Sinnhaftigkeit und Art einer Zusatzmaßnahme läßt sich also nur definieren, wenn man die Schaltung kennt. Wichtig wären in dem Zusammenhang die Grenzwerte der Quelle.

» » » geschützt. Wurde aber per Software nachgefrikelt. Bis ein externer
» » » Überspannungsschutz greift ist der Eingang längst geröstet. So
» wie
» » Alfen
» » Nö. Man muss nur wissen welche Spannung da drauf ist. Außerdem kannst
» du
» » ja neben die Box ganz simpel ein Relais bauen, das den Eingang
» schaltet.
»
» Für's Magnetfeld sind Ströme verantwortlich. Im Fall Wallbox 11 KW,
» Sternschaltung, knapp 16 Ampere. Beim Gewitter einige Kilo-Ampere im
» Nahbereich. Jeweils mal der einwirkenden Leitungslänge. Die Spannung baut
» sich an Widerständen auf. Ist der Eingang hochohmig ist die induzierte
» Spannung hoch. Mal sehen was mein Messstellenbetreiber zu dem ohnehin
» geforderten Trennrelais und abgesetzter Montage sagt.

Hier noch die Antwort von meinem Messstellenbetreiber:

"Wo das Relais eingebaut wird ist ihnen überlassen. Die Ansteuerung ist in den RFZ Raum zu führen. Diese wäre dann entsprechen zu schützen."

Gibt dann zum Schutz bei Gewitter eine abgesetzte Montage des Trennrelais. Einwirkende Leitungslänge ist dann noch knapp 1m.

--
MfG
AndyO

Bei allen gegebenen Hinweisen sind bei deren Befolgung die einschlägigen VDE- und Sicherheitsvorschriften zu beachten. Jeder ist zum Schutz seiner eigene Gesundheit zur Einhaltung der Vorschriften eigenverantwortlich!

» »
» » Also die Serviceschnittstelle wartet auf einen close. D.h. die prüfen
» ob
» » ein Pin auf Masse liegt, die Schleifenspannung kommt aus der Box.
»
» Das sollte doch kein Problem sein, siehe auch Kommentar von bigdie. Wenn
» die Schleifenspannung anliegt, dürfte die Leitung recht niederohmig
» betrieben sein, wenn am Eingang Masse wie erwartet anliegt, ist die
» Leitung ebenfalls sehr niederohmig. Deiner Beschreibung nach wird über die
» Leitung nur ein Statussignal in eine Richtung übertragen, die
» Geschwindigkeit dürfte unkkritisch sein. Da die Quelle (Box) das Signal
» erzeugt, bestimmt diese bei den Zuständen L und H die
» Leitungseigenschaften, der Empfänger darf nur nicht so niederohmig sein,
» dass er das Signal einbrechen lässt. Bei moderaten Störimpulsen wie z.B.
» Gewitter in der Nähe, wird die eingekoppelte Energie wahrscheinlich über
» die Quelle (zum PE) abgeleitet. Bei größeren Längen ist auch mit
» Störotenzialunderschieden (Schrittspannung) in der Erdung zu rechnen. Je
» nach Schaltung von Quelle und Empfänger könnte ein Schutz mit
» Gas-Überspannungsableitern oder MOVs und TVS-Dioden reichen. Gegen einen
» Einschlag in der Nähe wird das aber wenig bringen. Aber da wird der Schutz
» auch deutlich aufwändiger. Ohne jetzt die beteiligten Schaltungen und
» deren Anforderungen zu kennen, würde ich die Quelle allenfalls über ein
» Relais (Wechsler) entkoppeln, das Relais schaltet entweder auf Masse oder
» Versorgungsspannung der Box (oder einer anderen Quelle). Damit ist die
» Leitung in jedem Zustand maximal niederohmig. Da der Empfänger ja ohnehin
» hochohmig ist, dürfte an dessen Eingang eine TVS-Diode reichen, Zur
» Quelle/Leitung hin evtl. noch einen Schutzwiderstand in Reihe - ein
» Bruchteil des Ri's des Eingangs. Oder aber an jedem Ende ein Opto-Relais -
» (oder Glasfaser, ist bestimmt nicht teurer wie ein Edelstahl-Rohr (welches
» das Magnetfeld auch nur (je Legierung) wenig oder nicht dämpft) ist. Aber
» ich würde es nicht übertreiben.....)
»
»
» » Wenn das
» » konstruktiv von Anfang an da drin gewesen wäre, wäre da vielleicht
» was
» » geschützt.
»
» Da auch im KFZ-Bereich durch z. B. statische Aufladungen gegenüber
» externen Geräten auftreten können, würde ich auch an einer
» Service-Schnittstelle einen Grundschutz erwarten, insbesondere bei einem
» RJ-Verbinder, der üblicherweise keine voreilenden Kontakte für gnd usw.
» hat.
»
» Die Sinnhaftigkeit und Art einer Zusatzmaßnahme läßt sich also nur
» definieren, wenn man die Schaltung kennt. Wichtig wären in dem
» Zusammenhang die Grenzwerte der Quelle.

Ich rede hier nicht über einen direkten Blitzeinschlag sondern den in der Nachbarschaft. Hatte ich in 5 Jahren 2x im Abstand von etwa 100m. Beide Wohnobjekte vorschriftsmäßig geerdet. Hab dann auch mitbekommen was in der Nachbarschaft kaputt ging. Im ersten Fall kam es von der Dachgaube (geerdet) zu einem Überschlag über das Eckputzprofil des Außenputzes und einer nicht verwendeten Erdungsfahne des Fundamentalerders. Putz ist weggeflogen, Brandspuren konnte man an der Erdungsfahne sehen.10m davon entfernt die Telefonleitungen im Bürgersteig. Die Router im Umkreis von 300m waren überwiegend defekt, jede Menge Elektronik im Umkreis von 50m dazu. Das hat mit Spannungskegel nix zu tun. Das ist induktive Einkopplung. Beim zweiten Einschlag hat's neben Elektrogeräten im betroffenen Wohnobjekt meine Sprechanlage bei 80m gekostet. Das ist dann so ein Klassiker für ungeschirmte Leitungen und hochohmige Abschlüsse. Wenn ich nun den Steuereingang der Wallbox vom HVt aus steuere laufe ich mit 18m Länge, teilweise außerhalb des Gebäudes, genau in diese Thematik rein. Da mache ich mir vorher Gedanken drüber. Wenn die Induktion auf die Spule des Trennrelais einwirkt passiert da nix. Ein digitaler Eingang an der Wallbox ist da was ganz anderes.

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MfG
AndyO

Bei allen gegebenen Hinweisen sind bei deren Befolgung die einschlägigen VDE- und Sicherheitsvorschriften zu beachten. Jeder ist zum Schutz seiner eigene Gesundheit zur Einhaltung der Vorschriften eigenverantwortlich!