Erdungskonzepte

Horntreiber
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Beitrag von Horntreiber »

Hallo zusammen,

was haltet ihr von diesem Vorschlag,den ich nach langem Probieren seit 10Jahren im Gebrauch habe:

Die stromführenden Leiter sollten so niederimpedant wie möglich sein, damit die Stromlieferfähigkeit bestmöglich wird. Das führt unweigerlich zu Mehrleiterkabel mit wechselseitiger Verschaltung mit möglichst vielen Adern und Querschnitt (wie z.B HMS). Soweit klar.

Der Schutzleiter sollte so potentialarm wie möglich sein...und natürlich auch so niederimpedant wie möglich,um bestmöglich abzuleiten. Daher ist jede Einstrahlung schädlich und eine Abschirmung desselben sinnvoll. Nur leider gibts für ihn keine wechselseitige Verschaltung, die die Induktivität kompensiert, nur möglichst viele isolierte Einzeladern oder Litzen.

Nun bringt man beides zusammen:

Ein flexibles LAPP 25*1,0 qmm hat einen Ring von 14 Adern außen und 11 Adern im Kern. Die äußeren Adern werden für die stromführenden Leiter wechsweise verschaltet= je 7*1,0qmm für Phase und Nulleiter. Der Kern (!) wird zum Schutzleiter= 11*1,0qmm. Mit dieser Aufteilung werden die stromleitenden Adern zur Abschirmung der Schutzleiters. Diese nochmal abzuschirmen halte ich nicht für notwendig, da die wechselseitige,niederinduktive Aufbau recht einstrahlarm ist und diese eh meist vor den Geräten gefiltert werden, so dass eingestrahlte Störungen eher in Richtung Netz abgeleitet werden. Trotzdem könnte auch noch eine Abschirmung noch etwas bringen,die netzseitig aufgelegt wird. Nur hat man dann wieder ne prima Antenne und Störpotenzial auf dem Schutzleiter.

Mit diesem Aufbau gehe ich 14m vom Verteiler zur Anlage über Putz in PVV Röhren und hab seit dem Ruhe.
Im Prinzip beschreibt das eine koaxiale Verschaltungsvariante,wie Hans-Martin beim Groneberg geschildert hat, nur mit viiiel mehr Leitern und Querschnitt. HMS hat m.W. auch einen ähnlichen Aufbau, aber zusätzlich noch die äußere Abschirmung und kleinen Innenleitern. Der Schutzleiter wird in einem Faradayschen Käfig geführt und ist sehr niederimpedant.

Nu müsste das alles noch mit geschäumten Teflonisolator zu haben sein :D !Zumindest maß sich das Kabel mit Messbrücke bestmöglich. Auch die Kapazität zwischen Stromleitern und Schutzerde hielt sich in Grenzen (wenig Koppelung für Störungen). Ich hatte auch noch die Gelegenheit, das 14m Kabel gegen das vorherige SupraLoRad 2,5 zu hören...es blieb beim Multileiter :cheers:

Macht Sinn oder!

Viele Grüße
Klaus
Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

Horntreiber hat geschrieben: 24.03.2023, 15:52Ein flexibles LAPP 25*1,0 qmm hat einen Ring von 14 Adern außen und 11 Adern im Kern. Die äußeren Adern werden für die stromführenden Leiter wechsweise verschaltet= je 7*1,0qmm für Phase und Nulleiter. Der Kern (!) wird zum Schutzleiter= 11*1,0qmm. Mit dieser Aufteilung werden die stromleitenden Adern zur Abschirmung der Schutzleiters. Diese nochmal abzuschirmen halte ich nicht für notwendig, da die wechselseitige,niederinduktive Aufbau recht einstrahlarm ist und diese eh meist vor den Geräten gefiltert werden, so dass eingestrahlte Störungen eher in Richtung Netz abgeleitet werden. Trotzdem könnte auch noch eine Abschirmung noch etwas bringen,die netzseitig aufgelegt wird. Nur hat man dann wieder ne prima Antenne und Störpotenzial auf dem Schutzleiter.
Hallo Klaus,
Diese wechselweise Belegung der nebenander liegenden Adern hat sich bei mir als Optimum erwieder, besser als Phase auf der einen Außenhälfte und Nulleiter auf der anderen. Immer mit PE in Zentrum, ebenfalls ein Optimum, besser als neben Null und Phase eingereiht.
Als Erklärung könnte man heranziehen, dass Magnetfelder nebeneinanderliegender Leiter, die gegensinnig vom gleichen Strom durchflossen werden, sich aufgrund der magnetischen Wirkung des Stroms auseinanderdrängen. Nun geschiehen diese Abstoßunggskräfte zugleich von beiden Seiten, Anlass, räumliche Unterbrechungen zu vermeiden, weil dann die Vibrationen im Kabel wieder auftreten können. Nicht nur, dass ein solches Kabel wenig Störungen von außen aufnimmt, es strahlt auch wenig nach außen ab. Und das bedeutet weniger Verluste bei der Übertragung, neben geringerem mechanischen Vibrationsverlusten.
Bei solchen vieladrigen "Steuerleitungen" hatte ich bis zu 24 Adern, 8 im Kern für PE gewählt 16 außen, die anderen (glücklicherweise alle nummeriert) - allerdings ohne Schirm. Ein floatender Schirm hätte das halbe Potenzial der Leiter, wie es sich an der Berührstelle der Leiterisolationen erwarten lässt, da die Leiter jeweils zum Schirm eine gleiche Kapazität haben, darf man annehmen, dass sich auch dort die halbe Spannung einstellt. Das wiederum führt zu einem gleichen Wechselfeld außerhalb des Kabelstrangs, wie es auf der Innenseite bei den Leitern vorliegt, trägt also zu einem homogenen Umfeld für alle Leiter bei, was eine gleichmäßigere Elektronenverteilung im Leiter nach sich zieht.

Da die Antennenwirkung auf Phase- wie Nullleiterstränge aufgrund deren Nähe als ähnlich angenommen werden darf, der Netztrafo im zu versorgenden Gerät aber sowas wie eine Gleichtaktunterdrückung hat (die internen Umwege über einpolige Netzschalter unterlaufen das) bleibt die Frage, was davon noch umgesetzt wird.
Zugleich ist ja auch eine Ableitung in Richtung Lichtnetz mit viel geringerer Impedanz.
So viele offene Fragen...
Grüße
Hans-Martin
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cgrund
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Beitrag von cgrund »

Hallo Klaus
Hallo Hans-Martin

Danke für eure sehr Interessanten Beiträge.

Ich hatte vor vielleicht ein Jahr eine solche Idee gehabt. Und habe mir bei Ali diese bestellt.
https://www.aliexpress.com/item/1005002331624344.html?
Zu einem Schlauch geflochtene, versilberte Kupferlitzen in einem Teflonmäntelchen.
@Hans-Martin: Frage an den Experten: Der Schlauch ist ja eine Art Poppelhelix. Also die hälfte der Leiter läuft Links rum die andere Hälfte läuft rechts rum. Würde das den positiven Effekt noch verbessern vorausgesetzt das der PE Leiter (in meinem fall 4mm2 versilbertes Kupfer in Tefflon) auch im Centrum durch den Schlauch geführt? Oder besser die L und N Leiter laufen parallel also nicht über Kreuz geflochten. (Natürlich alles nur hypothetisch da ja so nicht zugelassen)

Grüsse

Christian
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Horse Tea
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Beitrag von Horse Tea »

Hallo Christian,

bei mir funktioniert der Link nicht.

Viele Grüße
Horst-Dieter
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

cgrund hat geschrieben: 26.03.2023, 13:13 ... Poppelhelix. Also die hälfte der Leiter läuft Links rum die andere Hälfte läuft rechts rum. Würde das den positiven Effekt noch verbessern vorausgesetzt das der PE Leiter (in meinem fall 4mm2 versilbertes Kupfer in Tefflon) auch im Centrum durch den Schlauch geführt? Oder besser die L und N Leiter laufen parallel also nicht über Kreuz geflochten.
Hallo Christian,
ich hatte einen Versuch mit Kimber 8 TC (kreuzgeflochtener Schlauch), 4qmm Litze zentral als PE durchgezogen, da stand ich vor der Wahl, ob ich linksgewendelte Adern für Null, rechtsgewendelte für Phase zuordnete oder andersherum, ich habe beides ausprobiert und fand eines besser.

Ich habe nicht von den rechtsgewendelten jede 2. Ader für Phase, die ungeradzahligen für Null zugeordnet, ein kleiner Irrtum und ...
Irgendwann verlässt einen der innere Antrieb bei den Experimenten, zu zahlreich die Varianten, deren Detailunterschiede man letztlich erst nach der Einspielphase und im direkten Vergleich zur Alternative erfassen kann.
Ich kann aber mit Bestimmtheit sagen, dass die Nuancen oberhalb der Wahrnehmbarkeitsschwelle bei Variationen im Aufbau entsprechend vielfältig sind, das verblüfft, wo es doch um 50Hz geht und alles mit effektiv identischem Leiterquerschnitt.

Bei Schirmgeflechten hat man rechts- und linksgewendelte Adern zum Schlauch verwoben, aber die Adern sind blank und berühren sich vielfach. Da sind vielfache Kurzschlüsse, an denen eine externe elektrische Welle zusammenbricht und reflektiert wird.
Grüße
Hans-Martin
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Horntreiber
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Beitrag von Horntreiber »

Hallo Christian,
hallo Hans-Martin,

die Aufgabenstellung war ja, wie man den Schutzleiter gut abschirmt. Parallel liegende und kreuzverschaltete Stromleiter decken am Besten ab, haben eine geringere Induktivität, aber die höhere Kapazität als verflochten. Dies mag bei LS Kabeln zu beachten sein, beim Stromkabel macht eine hohe Kapazität zwischen den Stromleitern eher noch Sinn. Durch Flechtung könnte aber die kapazitive Koppelung zu den PE Adern verringert werden...auch ein Aspekt. Geringste Impedanz und gute Abschirmung eines sehr qurschnittstarken PE und die von Hans-Martin beschriebenen positiver Effekte, wie Ein-Ausstrahlarmut und Unterdrückung von Vibrationen, sind für ein Erdungskonzept und für die Stromversorgung aber auch schon viel Wert :wink:

Viele Grüße
Klaus
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

Horntreiber hat geschrieben: 26.03.2023, 18:48 die Aufgabenstellung war ja, wie man den Schutzleiter gut abschirmt.
Hallo Klaus
eigentlich ging es um Funktionserde und nicht um Schutzerde.
Wir sind dann nur zu Netzverkabelung und Abschirmung abgedriftet.
Parallel liegende und kreuzverschaltete Stromleiter decken am Besten ab, haben eine geringere Induktivität, aber die höhere Kapazität als verflochten. Dies mag bei LS Kabeln zu beachten sein, beim Stromkabel macht eine hohe Kapazität zwischen den Stromleitern eher noch Sinn. Durch Flechtung könnte aber die kapazitive Koppelung zu den PE Adern verringert werden...auch ein Aspekt. Geringste Impedanz und gute Abschirmung eines sehr qurschnittstarken PE und die von Hans-Martin beschriebenen positiver Effekte, wie Ein-Ausstrahlarmut und Unterdrückung von Vibrationen, sind für ein Erdungskonzept und für die Stromversorgung aber auch schon viel Wert :wink:
Kehrt man zum einpoligen Einzel- oder Multileiter für die Erdung zurück, bleibt die Frage, wie man dessen Strang-Induktivität am besten reduzieren kann, vermutlich hat sich hier HF-Litze, also ein Bündel von einzeln lackierten Drähten durchgesetzt. Da aber auch 50Hz Belastung nicht ausgeschlossen werden kann (egal ob FE oder PE) und die Magnetfelder die Litzendrähte zusammenziehen, ist es wohl ratsam, diese zu verseilen, um die mechanischen Kräfte in ihren Nebenwirkungen zu begrenzen, dann können die Drähte nicht mehr so arbeiten. Die Festigkeit des alles umschließenden Isoliermaterials ist da auch nicht zu vernachlässigen.

Stromkabel und LS-Kabel sind prinzipbedingt 2-polig (abgesehen von PE wo erforderlich), und da fließt Stom hin und zugleich auf dem Gegenleiter zurück. Da gibt es sehr schöne Möglichkeiten, die Induktivität zu reduzieren (immer zugleich auch eine Erhöhung der Kapazität). Da verknüpft man das eine Magnetfeld eng mit dem gegenläufigen. Da kann man eine Schleifeninduktivität von 0,2nH/m finden.
Aber bei einer einpoligen Ableitung sehe ich keine solche Möglichkeit. Da rechnet man grob mit 1uH/m (= 1000 nH/m). Multipliziert mit Länge, während die Breite nur logarithmisch eingeht. Also kurz und breit halten (siehe Bauform Massebänder).

Ich hatte mal gedacht, ich könnte aus CAT5 Kabel ein preiswertes LS-Kabel bauen, indem ich nur genügend Paare parallel schalte (Farbe = "+", weiß ="-"). Klar, die Induktivität lässt sich durch Parallelschalten vieler Einzelinduktivitäten reduzieren.
Und die Kapazität vervielfacht sich gemäß der Anzahl Aderpaare, eindeutig nachmessbar, wie erwartet. Dann die große Enttäuschung: so einfach ging die Induktivität nicht runter, erreichte nicht ansatzweise den gewünschten Bruchteil. Viel Aufwand, Ziel bei Weitem nicht erreicht, bedenkt man auch noch die in Kauf zu nehmenden Nebeneffekte mit der erhöhten Kapazität.
Food for Thought...
Ich kann deshalb nur raten, sich auf das eigene Gehör zu verlassen, was zählt ist schließlich der gewünschte klangliche Zugewinn. Rudimentäres Wissen kann da sogar behindern, wenn es um die Kreativität der Kabelkonstrukte geht, Funktionserde lässt dafür Spielraum, PE als sicherheitsrelevant und deshalb VDE allerdings nicht.
Grüße
Hans-Martin
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Horntreiber
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Beitrag von Horntreiber »

Hallo Hans-Martin,

so langsam sind wir auch wieder beim Thema Strom:

viewtopic.php?t=7859&start=15

Das Bild des HMS Suprema Querschnittes ist interessant:
5 Pakete zu 4 Adern, je zwei Phase und Nulleiter. 6 Adern Schutzleiter gleichmäßig verteilt mit dickerem Innenleiter ( damit wohl der PE Summenquerschnitt passt). Eine Schirmung sehe ich nicht. Und die 4er-Packs sind wohl nicht verflochten, aber kreuzverschaltet. Das Ganze mit Teflonisolation und ultrareinem OFC,teuer. Die angegeben Induktivität ist aber sicher die der Stromleiter,nicht der PE Adern...das Problem konnte Strassner auch nicht lösen :wink:. Schirmt dieser Aufbau den PE ausreichend ab...keine Ahnung, Strassner wirds wohl gemessen haben.
Mit dem Lapp könnte man so eine Anordnung auch mal probieren (allerdings nur mit 4 Paketen wegen PE Querschnitt)...wie war das mit faktorieller Versuchsplanung bei so vielen Möglichkeiten der Verschaltung :D.

Gruß
Klaus
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin »

Hans-Martin hat geschrieben: 26.03.2023, 22:23 Aber bei einer einpoligen Ableitung sehe ich keine solche Möglichkeit. Da rechnet man grob mit 1uH/m (= 1000 nH/m). Multipliziert mit Länge, während die Breite nur logarithmisch eingeht. Also kurz und breit halten (siehe Bauform Massebänder).
Korrektur: Das Wort reziprok war hier verlorengegangen, korrekt : Multipliziert mit Länge, während reziprok die Breite nur logarithmisch eingeht.
Ein breiteres Kabel reduziert die Induktivität (Breite und Dicke stehen zwar gleichberechtigt im Nenner, Breite wird bevorzugt wegen Skin-Effekt, den die Gleichung nicht berücksichtigt)

@Klaus:
das zitierte HMS Energie Suprema hat mit seinen genannten 52nH/m eine geringe Induktivität, wie sie LS-Kabel seltenst erreichen (zum Vergleich : das HMS Suprema LS-Kabel hat 160nH/m, andere HMS-Kabel schaffen aber immerhin 40nH/m).
Schaut man sich die Preise des HMS Energie Suprema an, ergibt sich bei einem Mehrmeterpreis von 380€ ein Basispreis für Steckverbinder und Konfektionieren von 560€ (Handarbeit, gute Furutech Stecker). Kein Wunder, man schafft es nicht, beide Stecker in 1 Stunde zu montieren. Schnell fertig ist man nur in den Gedanken, bevor man überhaupt angefangen hat. Und dann holt einen die Realität ein, weil man soowas von langsam ist...
Grüße
Hans-Martin
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