Abschirmung/Signalmasse/Erde

Man darf grundsätzlich nie den schutzleiter vom gehäuse entfernen!

Warum nimmst du nicht einfach isolierte Buchsen, und trennst die signalmasse vom gehäuse?

in studio und pa Equipment ist es üblich dass man signal und gehäusemasse per schalter trennen kann.

GRüße

Ja das ist mir schon klar!

Genau das ist ja meine Frage: Wie Du das beschreibst lasse ich die Signalmasse vom Gehäuse weg (Signalmasse dann nur "in" der Schaltung) und verbinde es nur mit dem Schutzleiter. Nur hab ich dann die gleiche "Schirmleistung" wie wenn ich das Gehäuse mit der Signalmasse verbinde?

Eine Groundlif-Schalter wollte ich so oder so einbauen

Hallo

wenn Spannungsführende Teile (=> 50V) im Geäuse "Schutzisoliert" , d.h. doppelt isoliert sind und bestimmte Kriechstrecken eingehalten werden, der Trafo und alle anderen Spannungsführenden Teile entsprechend ausgeführt sind, dann braucht das Gehäuse nicht über den Schutzleiter geerdet werden.
Ob es besser ist, das Gehäuse und/oder die Masse mit dem Schutzleiter zu verbinden hängt von den Gegebenheiten vor Ort ab. Darum der Schalter bei Profigeräten.

Sind alle verbundenen Geräte nahe beieinander, und möglichst an einer Steckdosenleiste angeschlossen, dann ist es besser das Gehäuse mit dem Schutzleiter zu verbinden und die Signalmasse von Gehäuse getrennt zu halten.
(meine Erfahrung, stimmt sicher nicht immer und überall)

Grüße
Thomas

Soweit schon mal Danke für alle eure Antworten.

@Black-Chicken und tede: Das ist mir schon klar was das mit Schutzisolierung und sicherheit zu tun hat. Ich habe ja schon im ersten posting erwähnt, dass es um dieses Thema NICHT gehen soll.

Ich will eigentlich nur wissen, wie sich die Schirmleistung ändert, wenn ich die Abschirmung mit Masse, Erde oder garnix von beidem verbinde.
Weil wenn es keinen unterschied macht ob ich erde oder masse auf's gehäuse lege, dann will ich mir auch nicht die arbeit mit dem extra-gehäuse machen.

Wie gesagt lasst das Thema Sicherheit bei der Diskusion mal außen vor!

edit: Ich hab unter http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0205141.htm was hilfreiches gefunden. Im unteren Teil bei "Abschirmung unerwünschter elektrischer Felder" steht:

Um die Beeinflussung zu vermeiden oder zu vermindern greift man in der Regel zur Abschirmung durch Masseverbindung. Durch eine metallische Ummantelung wird der elektrische Leiter abgeschirmt. Durch die Verbindung der Hülle mit der Erde oder Masse wird das elektrische Feld aufgehoben. Die Abschirmung wird meistens durch ein Metallgehäuse oder in Leitungen durch Geflecht oder Gitter realisiert.

wenn das so stimmt wäre es ja eigentlich geklärt...es wäre aber trotzdem ganz nett wenn ihr eure eigenen erfahrungen zu diesem thema postet

Hallo Fabian,

die Schirmung des Gehäuses hat wenig mit dem Schutzleiteranschluss des Netzkabels zu tun. Bei einem Schutzleiteranschluss ist es allerdings einfacher einen Netzfilter im Gerät einzusetzen. Ohne Schutzleiteranschluss wird es schwierig werden, einen entsprechenden Filter zu finden.

Fabian schrieb:

Genau das ist ja meine Frage: Wie Du das beschreibst lasse ich die Signalmasse vom Gehäuse weg (Signalmasse dann nur "in" der Schaltung) und verbinde es nur mit dem Schutzleiter. Nur hab ich dann die gleiche "Schirmleistung" wie wenn ich das Gehäuse mit der Signalmasse verbinde?

Die Schirmung kann noch so gut sein, Störungen kommen doch in das Gerät, wenn die Kabel ungefiltert in das Gehäuse geführt werden. Ursache ist, dass die Leitungen außerhalb des Gehäuses als Antenne wirken und die Störungen empfangen und dann in das Gehäuse führen. Die ungünstigste Lösung ist deshalb die Signalmasse nicht mit dem Gehäuse zu verbinden. Damit werden dann Störungen über die Audioeingangsleitungen direkt an die empfindlichen Eingangsschaltungen geleitet. Hier hilft dann auch nicht die Verwendung von gut geschirmten Leitungen, weil ja der Schirm nicht mit dem Gerätegehäuse verbunden ist. Richtig ist eher, die Schirmanschlüsse der Audioeingangsbuchsen direkt mit dem Gerätegehäuse zu verbinden und dafür auf den Schutzleiteranschluss zu verzichten. Die Störungen, die über die Netzleitung in das Gerät eindringen, werden durch den Trafo und der nachgeschalteten Gleichrichterschaltung mit Blockkondensatoren abgeschwächt.

Reicht Dir die Schirmung dennoch nicht aus, kannst Du zusätzlich noch ein Netzfilter einsetzen, z.B. von Corcom. Weil das Gerät keinen Schutzleiteranschluss hat, solltest Du einen Filter für medizinischen Anwendungen wählen (da keine Y-Kondensatoren).

ACHTUNG:
Zwischen dem Gehäuse des Filters und des Gerätes muss aus Sicherheitsgründen eine Schutzisolation bestehen!

Die Filterbarriere kannst Du auch auf der Sekundärseite realisieren, z.B. wenn Du das Netzteil in einer extra Schirmkammer setzt. Zwischen den Sekundärleitungen und der Schirmkammer werden HF geeignete Blockkondensatoren direkt dort, wo die Kabel die Schirmkammer verlassen, eingesetzt. Die Netzleitung sollte direkt in die Schirmkammer geführt werden und nicht vorher durch das Gerät laufen.

Bedenke aber, dass immer noch die Lautsprecherleitungen ungefiltert in das Gerät geführt werden. Hier Filter zwischenzuschalten ist sicher sehr problematisch.

Viele Grüße

Uwe

Da ich es nicht schaffe, die Teile die mehr als 50Volt haben, doppelt schutzzuisolieren, kann ich auf den Schutzkontakt nicht verzichten. Also musss ich doch die umständliche Variante mit dem extragehäuse nehmen. Und dann verwende ich grad noch einen Groundlift-Schalter mit dem ich die beiden Gehäuse verbinde.
Das ist dann zwar etwas umständlich aber ich denke damit habe ich dann auch alle probleme geklärt.

Leider muss ich jetzt halt auch alle Stromversorgungen über Relais schalten, da ich ja keine Netzschalter in das Gehäuse ohne Schutzkontakt bauen kann...naja

Wenn ich das jetzt richtig verstehe habe ich in allen Fällen die gleiche "Schirmleistung" des Gehäuses, wenn das Gehäuse aber ohne Signalmasse ausgestattet ist bekomme ich Störungen über alles zuführenden Leitungen.

So wie ich das jtzt vorhabe müsste doch alles ok sein oder?

edit: @Uwe: Kannst du mir erklären was du mit Blockkondensatoren meinst? Sind das die kleinen Kondensatoren parallel zu den Gleichrichterdioden? Hast du evt. einen Schaltplan wie ich das mit einem Gleichrichterbaustein machen muss?

fabian16 schrieb:

Da ich es nicht schaffe, die Teile die mehr als 50Volt haben, doppelt schutzzuisolieren, kann ich auf den Schutzkontakt nicht verzichten.

Hallo Fabian,

wahrscheinlich weißt Du es schon aber zur Sicherheit schreibe ich es trotzdem. Zwischen der Primärseite und der Sekundärseite muss die Isolierung eine Spannungsfestigkeit von 3kV aushalten. Zwischen der Primärseite und allen Metallteilen, die man berühren kann, muss bei Geräten mit Schutzleiteranschluss die Spannungsfestigkeit soviel ich weiß 2kV betragen.

fabian16 schrieb:

edit: @Uwe: Kannst du mir erklären was du mit Blockkondensatoren meinst? Sind das die kleinen Kondensatoren parallel zu den Gleichrichterdioden? Hast du evt. einen Schaltplan wie ich das mit einem Gleichrichterbaustein machen muss?

Nein die meine ich nicht. Du musst doch Spannungsversorgungsleitungen aus dem Netzteil-Extra-Gehäuse zum Verstärker führen. Ich meine dass Du von jeder dieser Leitung einen Kondensator gegen das Gehäuse lötest, wobei dies möglichst direkt an den Punkten geschehen sollte, an denen die Leitungen aus dem Gehäuse geführt werden. Die Filterwirkung wird verbessert, wenn Du die Leitungen zuvor durch Ferritringe führst, wobei Du die Leitungen ca. 3 mal durch die Ringe führst. Durch diese Maßnahme werden hochfrequente Störungen gefiltert.

Durch die Kondensatoren parallel zu den Gleichrichterdioden wird übrigens verhindert, dass diese amplitudenmodulierte HF-Signale demodulieren. Auch eine Aufmodulieren von Brummen auf ein HF-Signal wird unterbunden.


Viele Grüße

Uwe

Hallo Fabian,

wie Du schon gemerkt hast ist das gar kein so einfaches Thema, und auch die Fachwelt ist sich nicht in allen Punkten einig. Ich stelle mal hier meine eigenen Ansichten dar, die nicht unbedingt von allen geteilt werden. Falls Du Dich etwas intensiver mit dem Thema beschäftigen willst und vor englischer Literatur (einschließlich der damit verbundenen Kosten) nicht zurückschreckst, ist das JAES-Sonderheft zum Thema "Shields&Grounds" ein guter Einstieg (Journal of the AES, Vol. 43 No. 6, June 1995 - siehe www.aes.org). Dort findet man auch weitere Literaturhinweise.

Jetzt zum Thema: Ein Metallgehäuse schirmt gut gegen elektrische Felder und relativ hochfrequente magnetische Felder. Gegen magnetische Felder niedriger Frequenz, wie sie z.B. durch den Netzstrom erzeugt werden, hilft es praktisch nichts. Gegen solche Felder hilft eigentlich am ehesten Abstand und gutes Schaltunglayout, also eine Verlegung der Verdrahtung, die die Empfindlichkeit für magnetische Felder minimiert.

Wenn das Metallgehäuse frei schwebt, also mit nichts verbunden ist, dann ist die Schirmung gegen elektrische Felder auch recht schlecht. Der Grund ist, daß zwischen dem Gehäuse und der Schaltung im Inneren wieder kapazitive Kopplung auftritt. Frei schwebende Gehäuse sollte man also vermeiden.

Im Sinne der Abschirmung und der Sicherheit ist es das Beste wenn das Gehäuse an genau einer Stelle mit dem Schutzleiter verbunden ist (in der Nähe des Netzkabeleintritts). Manchmal wickelt man den Schutzleiter noch durch einen Ferritring um Hochfrequenzstörungen auf dem Schutzleiter zu dämpfen. Die Audiomasse sollte ebenfalls an genau einem Punkt mit dem Gehäuse verbunden sein (Masse-Sternpunkt).

Dieses System ist am sinnvollsten, wenn die Verbindungen nach außen symmetrisch sind. Die Schirme der symmetrischen Kabel werden dann auch mit dem Gehäuse verbunden, und die Audiomasse taucht an den Steckern gar nicht auf. Bei unsymmetrischen Verbindungen handelt man sich auf diese Weise leicht eine Brummschleife ein. Hier ist ein Groundlift-Schalter sinnvoll, mit dem man die Verbindung zwischen Audiomasse und Gehäuse auftrennen kann (niemals die Verbindung zwischen Gehäuse und Schutzleiter!). Das ist aber im Grunde ein Notbehelf. Es kann auch sinnvoll sein, die unsymmetrischen Ausgänge massekompensierend auszulegen. Siehe hierzu auch http://www.hifi-foru...orum_id=42&thread=58

Wie Uwe schon schrieb, ist die Abschirmung von externen Feldern nicht das einzige Problem, denn die Störungen können auch über die Kabel (Netzkabel und Audiokabel) ins Gehäuse gelangen, und man muß dafür separate Gegenmaßnahmen treffen.

Uwe_Mettmann schrieb:

Zwischen der Primärseite und allen Metallteilen, die man berühren kann, muss bei Geräten mit Schutzleiteranschluss die Spannungsfestigkeit soviel ich weiß 2kV betragen.

Moment mal, wenn ich mein Gehäuse mit Schutzleiter versehe, dann brauch ich doch auf die Spannungsfestigkeit nicht zu achten, da doch im falle eines Problems, der Fehlerstrom über den Schtzleiter abgeleitet wird und das Auslösend der Sicherung zur folge hat, oder? Also jetzt nur vom Problemfall ausgehend.

Uwe_Mettmann schrieb:

Du musst doch Spannungsversorgungsleitungen aus dem Netzteil-Extra-Gehäuse zum Verstärker führen. Ich meine dass Du von jeder dieser Leitung einen Kondensator gegen das Gehäuse lötest, wobei dies möglichst direkt an den Punkten geschehen sollte, an denen die Leitungen aus dem Gehäuse geführt werden

gegen welches Gehäuse meinst du jetzt? Ich denke mal du meinst das extragehäuse welches auch mit dem Schutzleiter verbunden ist ???
Würden sich dafür MKS mit 0,33µF eignen? Und für die parallel zu den Gleichrichtern; könnte ich die da auch nehmen?

Hallo Fabian,

der Beitrag von pelmazo hat mir gezeigt, dass ich mal wieder von Vorraussetzungen ausgegangen bin, die Du noch gar nicht bestätigt hast. Ich habe angenommen, das die Audioeingänge unsymmetrisch sind, es sich also um Cinch-Eingänge handelt. Ist dies korrekt oder handelt es sich um symmetrische Audioeingänge?

Viele Grüße

Uwe

Oh toll beide Posts zur gleichen zeit

Ja es handelt sich um unsymmetrische Eingänge.
Vorherige post beachten...

Fabian schrieb:

Moment mal, wenn ich mein Gehäuse mit Schutzleiter versehe, dann brauch ich doch auf die Spannungsfestigkeit nicht zu achten, da doch im falle eines Problems, der Fehlerstrom über den Schtzleiter abgeleitet wird und das Auslösend der Sicherung zur folge hat, oder? Also jetzt nur vom Problemfall ausgehend.

Hallo Fabian,

die anzuwendende Sicherheitsnorm geht davon aus, dass auch wenn ein Fehler auftritt, die Sicherheit von Personen noch gegeben ist. Wenn also der Fehler eine Unterbrechung des Schutzleiteranschlusses ist, darf noch keine Gefährdung entstehen, wenn man das Gehäuse anfasst. Da aber auch Überspannungen z.B. durch Ein- und Ausschalten von hohe Induktivitäten (z.B. Motoren) aber auch Blitzeinschläge in die Stromversorgungsleitung möglich sind, wird also nicht nur eine Spannungsfestigkeit der Isolierung von 360V sondern von 2kV gefordert.

Fabian schrieb:

gegen welches Gehäuse meinst du jetzt? Ich denke mal du meinst das extragehäuse welches auch mit dem Schutzleiter verbunden ist ???

Ja. Wenn das Gehäuse mit dem Schutzleiteranschluss verbunden ist, darf aber die Sekundärseite keinen Bezug zum Schutzleiter haben (höchstens durch die Blockkondensatoren), weil sonst wieder die Gefahr einer Brummschleife entseht, wenn auch noch ein anderes, an den Verstärker angeschlossenes Gerät, eine Verbindung mit Erde hat.

Fabian schrieb:

Würden sich dafür MKS mit 0,33µF eignen? Und für die parallel zu den Gleichrichtern; könnte ich die da auch nehmen?

Ich würde noch keramische Kondensatoren mit einem Wert von 10nF parallel löten. Dessen Wirkung ist bei sehr hohen Frequenzen besser. Wenn Du den MKS weg lässt, solltest Du einen keramischen Kondensator von 100nF verwenden. Die Lösung mit zwei Kondensatoren wird wohl aber besser sein.

Die Kondensatoren parallel der Gleichrichterdioden sind nur dann notwendig, wenn in der Nähe des Verstärkers mit hohe HF-Feldstärken zu rechnen ist. Auch hier würde ich dann keramischen Kondensatoren noch parallel löten.


Viele Grüße


Uwe

Hallo Fabian,

vor einigen Beiträgen, hast Du geschrieben, dass Du das Netzteil in eine Extragehäuse bauen willst, dass dann nicht mit dem Gehäuse des Verstärkers verbunden wird. Wie pelmazo bereits geschrieben hat, solltest Du solche freischwebende Gehäuse vermeiden, weil alle Störungen, die sich das Netzkabel einfängt, im Gerät durch das Gehäuse wieder abgestrahlt werden.

Lässt sich das freischwebende Gehäuse nicht vermeiden, sollte das Gerät noch eine zusätzliche Schirmkammer haben, in der dann das freischwebende Gehäuse kommt. Damit HF-Störungen nicht in den Verstärkerbereich gelangen, empfiehlt es sich, da wo die Durchführung aus der Schirmkammer zum Verstärkerbereich ist, zusätzliche Block- bzw. Filtermaßnahmen vorzusehen (Kondensatoren Leitung gegen Schirmwand und eventuell Ferritringe).

Schirmmaßnahmen sind nicht alles, Du musst Dir auch Gedanken über das Massekonzept machen. Die Masse(n) der Stromversorgung (Sekundärbereich) und der Audiomasse sollte nicht an mehreren Punkten miteinander verbunden sein um nicht definierte Ausgleichströme zu vermeiden. Ein Problem könnte also schon sein, wenn die Sekundärmasse(n) des Netzteils und die Cincheingänge Verbindungen zum Gehäuse haben. Überlege Dir also gut ob Du die Sekundärmasse(n) des Netzteils mit dem Gehäuse verbindest oder nicht.

Überlege Dir genau, über welche Masseverbindungen der Rückfluss zur Stromversorgung erfolgt. Läuft dies über die Audiomasse, können Spannungsabfälle über die Masseverbindungen zu Störungen führen. Vielleicht ist es sinnvoll, für jede Spannung im Netzteil eine eigene Masse vorzusehen, die im Netzteil getrennt bleiben. So lassen sich die Rückströme der Stromversorgung über die Audiomasse am besten vermeiden.

Wenn die Sekundärmasse(n) keine Verbindung(en) zum Gerätegehäuse, haben musst Du auch für diese an der Durchführung durch die Schirmwand Blockmaßnahmen vorsehen.

Zeichne Dir am Besten das Masse-, Schirmungs- und Filterkonzept mal auf. Wenn Du weitere Fragen hast, ist es sinnvoll, wenn Du die Zeichnung ins Forum postest.

Viele Grüße

Uwe

Vielen Dank dass ihr alle bereit seit mir weiterzuhelfen

Das innere Gehäuse ist ja nicht frei schwebend. Es ist ja mit der Erde verbunden.

Ich denke diese zeichnung sollte etwas mehr klarheit bringen.
http://home.arcor.de/bacardi-tenzer/Massefuehrung.JPG

Ich würde ja auf symmetrisch übertragung umsteigen, da ich die Endstufe wenn sie fertig ist aber nutzen will um meinem Souround-Receiver im Tieftonbereich unter die Arme greifen will, bringt mir das nicht wirklich viel.

Fabian schrieb:

Das innere Gehäuse ist ja nicht frei schwebend. Es ist ja mit der Erde verbunden.

Hallo Fabian,

für hochfrequente Störungen spielt die lange Erdverbindung keine Rolle. Also gerade für die Störungen ist das Netzteilgehäuse freischwebend. Die Induktivität von langen Leitungen stellt für hohe Frequenzen einen hohen Widerstand dar. Daher ist es auch wichtig, dass der zentrale Massepunkt möglichst direkt mit dem Gehäuse verbunden wird. Daher wird die Verbindung, so wie sie in Deiner Zeichnung dargestellt ist, wohl zu lang sein. Es bringt auch nicht viel, wenn Blockkondensatoren an lange Leitungen angeschlossen werden.

Sind bei der Endstufe nicht unterschiedlich Masseanschlüsse für die Stromversorgung und den Audioanschlüssen? In diesem Fall darfst Du sie nicht extern zusammenführen. Als zentralen Massepunkt könntest Du den Punkt nehmen, an dem die Massen auf der Endstufenplatine zusammengeführt sind, denn Du dann mit einer möglichst kurzen Verbindung zum Gehäuse führst (z.B. durch eine metallischen Abstandsbolzen zum Gehäuseboden). Weil ja die Cincheingangsbuchsen Verbindung mit dem Gehäuse haben, kann es eventuell aber günstiger sein, wenn Du die Audioeingangsmasse mit Gehäuse verbindest. Musst Du halt ausprobieren.

Weil das Netzteilgehäuse für die HF-Störung doch freischwebend ist, solltest Du über die Verwendung eines zusätzlichen Schirmgehäuses nachdenken. Zur Realisierung kannst Du doch einfach ein zusätzlichen Trennblech in das Verstärkergehäuse einbauen. Dieses sollte dann allerdings an möglichst vielen Stellen mit dem Gehäuse also auch mit dem Boden und dem Deckel verbunden werden.

Fabian schrieb:

Ich würde ja auf symmetrisch übertragung umsteigen, da ich die Endstufe wenn sie fertig ist aber nutzen will um meinem Souround-Receiver im Tieftonbereich unter die Arme greifen will, bringt mir das nicht wirklich viel.

Eine symmetrische Verbindung ist ja ein gutes Mittel gegen Brummschleifen. Dies funktioniert auch wenn Du einen unsymmetrischen Ausgang mit einen symmetrischen Eingang verbindest, wenn man das richtige Verbindungskabel verwendet (hier wird oft das falsche gewählt).


Viele Grüße

Uwe

Gut dann werde ich einfach das Gehäuse zweiteilen: In einem Teil die Endstufe in dem anderen das netzteilgehäuse.

Meinst du ich soll jetzt mit oder ohne Blockondensatoren arbeiten?

Nein die Endstufe hat nur 2 Masseanschlüsse: einmal für die Stromversorgung und einmal für den Ausgang zu den Lautsprchern.

Ich verwende Cinchbuchsen welche vollkommen isoliert eingebaut werden können. Un da die Endstufe ja nur die 2 Masseanschlüsse hat, wollte ich halt mit allem an den Zentralen Massepunkt und von da aus an alles andere.

edit: Oder soll ich doch lieber das Gehäuse an den Cincheingängen mit der Signalmasse verbinden?

Fabian schrieb:

Meinst du ich soll jetzt mit oder ohne Blockondensatoren arbeiten?

Hallo Fabian,

zu mindestens dort, wo die Kabel durch die Trennwand vom Netzteilbereich zu dem Verstärkerbereich gehen, solltest Du die Blockkondensatoren vorsehen.

Fabian schrieb:

Nein die Endstufe hat nur 2 Masseanschlüsse: einmal für die Stromversorgung und einmal für den Ausgang zu den Lautsprchern. Ich verwende Cinchbuchsen welche vollkommen isoliert eingebaut werden können. Un da die Endstufe ja nur die 2 Masseanschlüsse hat, wollte ich halt mit allem an den Zentralen Massepunkt und von da aus an alles andere.

Aber der Schirm der Cinchbuchsen ist doch irgendwo mit der Platinenmasse verbunden? Dies ist doch bestimmt eine andere Stelle als die Spannungsversorgungsmasse?

Auf jeden Falls solltest Du den Schirm der Cinchbuchsen direkt an den Buchsen mit dem Gehäuse verbinden, um eine optimale Schirmwirkung des Gehäuses zu erhalten. Wenn der zentrale Massepunkt richtig gewählt ist, gibt es auch keine Probleme.

Außerdem sollten die beiden Massepunkte (Lautsprecher und Stromversorgung) der Endstufe außerhalb der Endstufe nicht verbunden werden, weil es sonst eine Masseschleife geben kann.

Fabian schrieb:

edit: Oder soll ich doch lieber das Gehäuse an den Cincheingängen mit der Signalmasse verbinden?

Ja, wie oben geschrieben, musst Du dies wohl. Eventuell reicht dies sogar als einzige Verbindung der Endstufenmasse mit dem Gehäuse aus. Weil das Layout der Leiterplatte nicht bekannt ist, kann man schlecht dazu etwas sagen. Wie schon im meinem letzten Posting geschrieben, musst Du dies halt ausprobieren.


Viele Grüße

Uwe