Zeichnen eines Ersatzschaltbildes

Prüfungen. Ausbildung, Berufschule, Techniker, Meister in Berufen der Elektrotechnik.
Bei Fragen zu Hausaufgaben sollte eine Vorleistung erbracht worden sein. Diese auch bei der Anfrage einbringen.

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Re: Zeichnen eines Ersatzschaltbildes

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Montag 8. Januar 2018, 16:20

So eine Funkenstrecke besteht nur aus 2 Spitzen die sich gegenüber befinden. Wird da eine hohe Spannung angelegt zündet ein Funke und verbindet diese beiden Spitzen miteinander. Ähnlich einer Zündkerze. Eine Gasfüllung ist da drin um immer ein gleichbleibendes Verhalten sicherzustellen und vor allem bewirkt das Gas durch die Ionisierung das sich ein leitfähiges Plasma (das ist dein Funke) bildet. Jetzt kannst du dir auch vorstellen das es egal ist wie rum der Strom durch die Funkenstrecke fließt. Weiter ein Varistor ist ein spannungsabhängiger Widerstand und auch dem ist es egal wie rum er vom Strom durch flossen wird. Kommen wir nun zum Feinschutz : das kann ein Varistor oder auch eine Diode sein. Vorzugsweise werden da bidirektionale Dioden eingesetzt . ähnlich 2 gegeneinander in Reihe geschalteter Z Dioden. Wola auch dieses Teil arbeitet in beide Richtungen.
Überspannungsschutz.GIF

Ich habe hier für die Funkenstrecken mal Glimmröhren eingezeichnet , diese arbeiten Ähnlich wie eine Funkenstrecke.
Das Erstzschaltbild stellt eine Netzversorgung dar. Auch die Leitungen wurden als Ersatzschaltbild gezeichnet.
Nehmen Wir an der Blitz schlägt in den L ein: Dann zünden zuerst die Funkenstrecken (Grobschutz) und leiten einen Teil der Blitzenergie ab dabei wird die Spannung auf ca 6000V begrenzt. Durch die Leitung und vor allem den Leitungswiderstand und die Leitungsinduktivität wird der Blitzstrom etwas Verzögert und die Varistoren des Mittelschutzes werden Leitfähig und führen einen weiteren teil der Blitzenergie ab und begrenzen dabei die Spannung weiter . So geht es Weiter bis zum Feinschutz der begrenzt die Blitzenergie noch weiter und verhindert das die geschützten Geräte beschädigt werden. Da aber durch den Blitzstrom das Potential am PE angehoben wird zünden auch die Bauteile am N und Heben dessen Potential ebenfalls an >>> Ergebnis geringere Spannung zwischen L und N. Die Kombination aus R+L+C kannst du dir Auch in die Andere Richtung zum Trafo hin verlängert vorstellen. Da am Trafo der N (PEN) auch geerdet ist fließt ein Teilstrom des Blitzes auch in diese Richtung. Folge auch in diese Rchtung gibt es einen Potentialunterschied. Und zu guter Letzt stellt der Trafo eine Induktivität zwischen L und N dar. Zwischen N (PEN) und der Erde liegt noch der Erdungswiderstand , den habe ich aber hier weggelassen.
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Re: Zeichnen eines Ersatzschaltbildes

Neuer Beitragvon Sarah123434 am Mittwoch 10. Januar 2018, 14:11

der mit den kurzen Armen hat geschrieben:So eine Funkenstrecke besteht nur aus 2 Spitzen die sich gegenüber befinden. Wird da eine hohe Spannung angelegt zündet ein Funke und verbindet diese beiden Spitzen miteinander. Ähnlich einer Zündkerze. Eine Gasfüllung ist da drin um immer ein gleichbleibendes Verhalten sicherzustellen und vor allem bewirkt das Gas durch die Ionisierung das sich ein leitfähiges Plasma (das ist dein Funke) bildet. Jetzt kannst du dir auch vorstellen das es egal ist wie rum der Strom durch die Funkenstrecke fließt. Weiter ein Varistor ist ein spannungsabhängiger Widerstand und auch dem ist es egal wie rum er vom Strom durch flossen wird. Kommen wir nun zum Feinschutz : das kann ein Varistor oder auch eine Diode sein. Vorzugsweise werden da bidirektionale Dioden eingesetzt . ähnlich 2 gegeneinander in Reihe geschalteter Z Dioden. Wola auch dieses Teil arbeitet in beide Richtungen.
Überspannungsschutz.GIF

Ich habe hier für die Funkenstrecken mal Glimmröhren eingezeichnet , diese arbeiten Ähnlich wie eine Funkenstrecke.
Das Erstzschaltbild stellt eine Netzversorgung dar. Auch die Leitungen wurden als Ersatzschaltbild gezeichnet.
Nehmen Wir an der Blitz schlägt in den L ein: Dann zünden zuerst die Funkenstrecken (Grobschutz) und leiten einen Teil der Blitzenergie ab dabei wird die Spannung auf ca 6000V begrenzt. Durch die Leitung und vor allem den Leitungswiderstand und die Leitungsinduktivität wird der Blitzstrom etwas Verzögert und die Varistoren des Mittelschutzes werden Leitfähig und führen einen weiteren teil der Blitzenergie ab und begrenzen dabei die Spannung weiter . So geht es Weiter bis zum Feinschutz der begrenzt die Blitzenergie noch weiter und verhindert das die geschützten Geräte beschädigt werden. Da aber durch den Blitzstrom das Potential am PE angehoben wird zünden auch die Bauteile am N und Heben dessen Potential ebenfalls an >>> Ergebnis geringere Spannung zwischen L und N. Die Kombination aus R+L+C kannst du dir Auch in die Andere Richtung zum Trafo hin verlängert vorstellen. Da am Trafo der N (PEN) auch geerdet ist fließt ein Teilstrom des Blitzes auch in diese Richtung. Folge auch in diese Rchtung gibt es einen Potentialunterschied. Und zu guter Letzt stellt der Trafo eine Induktivität zwischen L und N dar. Zwischen N (PEN) und der Erde liegt noch der Erdungswiderstand , den habe ich aber hier weggelassen.



Hey danke für die ausführliche Erklärung! Es funktioniert also immer noch alles weiterhin, weil das Potential auf Leiter immer noch höher ist als auf dem Neutralleiter. Beim Traffo der jetzt von mir aus einige hundert Meter irgendwo entfernt steht, hätte ich dann auch Überspannungsableiter angebracht die das hohe Potential am Leiter dann wieder zum Boden leiten und umgekehrt dadurch wieder das Potential von N auch wieder anheben, so passe ich also immer diese Potentialunterschiede an, cool hab das endlich verstanden :mrgreen:

ich hab dir privat noch eine Nachricht geschrieben, kann die Frage leider (noch) nicht ganz öffentlich stellen
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Re: Zeichnen eines Ersatzschaltbildes

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Mittwoch 10. Januar 2018, 17:13

Nein Ziel ist es die Blitzenergie und damit Die Überspannung soweit zu verringern , das eben die Geräte nicht beschädigt werden. Das dabei auch andere Leiter in Ihrem Potential gegenüber der Erde angehoben werden ist eher eine Nebenwirkung. Und am Trafo selbst ist kein Überspannungsschutz. Wie gesagt ist der Neutralleiter direkt mit der Erde verbunden und führt deshalb auch keine Spannung gegen Erde. Nur haben eben die Verbindungsleiter und dein Erder auch einen Widerstand. Dieser Widerstand ruft aber eben eine Spannung über ihn hervor wenn er von einem Strom durch flossen wird. Deshalb wird das Potential an der Potentialausgleichschiene auch gegenüber der Erde angehoben.
Nehmen wir mal an der Widerstand des Erders betrage 1 Ohm. Der Blitzstrom hat eine Stärke von 100 000A
So fallen über den Erder 100 000V ab. Die Blitzspannung ist dabei noch sehr viel höher. Normal liegt der N aber auf 0V . Die Blitzspannung ist dabei um mehrere 10 ner Potenzen höher. Nun kannst du dir Vorstellen das am PE dann 100 000V anliegen, dann zündet die Funkenstrecke am N auch und hebt die Spannung am N ebenfalls auf rund 100 000V an. Es verbleibt dann zwischen L und N nur eine relativ "geringe" Spannungsdifferenz. Das Potential des N wurde gegenüber der Erde dadurch angehoben. Genauso verhält es sich dann mit den beiden anderen Außenleitern. So und durch die Leitungswiderstände und die Leitungsinduktivität wird aber der Blitzstrom verzögert. In dieser Verzögerungszeit sinkt aber die Spannung die über den Erder ansteht weiter ab weil der Blitzstrom eben nur ein Impulsstrom ist. Das im Versorgungsnetz in Richtung Trafo auch dafür gesorgt wird das Blitzströme abgebaut werden ist hier Nebensache.
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