DE3513230C2

DE3513230C2 -

Info

Publication number: DE3513230C2
Application number: DE19853513230
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. 5750 Menden De Dickmann; Manfred Dipl.-Ing. 8200 Rosenheim De Loidiller
Original assignee: Obo Bettermann OHG; Kathrein Werke KG
Current assignee: Kathrein SE; Obo Bettermann OHG
Priority date: 1985-04-13
Filing date: 1985-04-13
Publication date: 1988-09-15
Also published as: DE3513230A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzgerät gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a surge protection device according to the preamble of claim 1.

Auch eine vorschriftsmäßig nach VDE 0855 geerdete Antennenanlage kann Fernseh- und Videogeräte sowie Hifi-Stereoanlagen nicht vor Schäden durch Blitzeinschlag bewahren. Sie verhindert zwar bei direkten Blitzeinschlägen in die Antenne Gebäudeschäden und eine Implosion der Bildröhre mit oft erheblichen Personen- und Sachschäden, jedoch ist immer noch mit Totalschäden der angeschlossenen Empfangsgeräte zu rechnen.Also an earthed according to VDE 0855 Antenna system can be television and video equipment as well Hi-Fi stereos do not suffer from damage Preserve lightning. It prevents with direct lightning strikes in the antenna Building damage and an implosion of the picture tube with often considerable personal injury and property damage, however, is still with total damage connected receivers.

Ursache hierfür ist die induzierte Spannung, die sich zwischen dem Antenneneingang und der Spannungsversorgung der angeschlossenen Geräte bei einem unmittelbaren oder nahen Blitzeinschlag aufbaut.The reason for this is the induced voltage, which is between the antenna input and the Power supply to the connected devices in the event of an immediate or near lightning strike builds up.

Induktionsschleifen sind praktisch in keinem Gebäude vermeidbar. Sie werden beispielsweise durch Regenfallrohre, Heizungs- und Wasser installationssysteme, Betonstahlarmierung, Metallfassaden, Ableitung der Blitzschutzanlage, der Antennenerdung etc. gebildet mit dem von der Antenne niederführenden Koaxialkabel. Bei den hohen Anstiegsgeschwindigkeiten des Blitzstromes bis zu 100 kA/µs können in diesen Schleifen Überspannungen von mehreren 100 kV zwischen der Antennenbuchse und der Stromversorgung der angeschlossenen Geräte induziert werden. Diese Spannungsspitzen überschreiten in jedem Falle die Stoßspannungsfestigkeit der ange schlossenen Geräte und führen zu Überschlägen in den angeschlossenen Geräten, die im all gemeinen Totalschäden des Gerätes zur Folge haben.Induction loops are practically none Building avoidable. For example, you will through downpipes, heating and water installation systems, reinforcing steel reinforcement, Metal facades, derivation of the lightning protection system, of the antenna ground etc. formed with that of the antenna leading down coaxial cable. With the high rates of rise of the Lightning currents of up to 100 kA / µs can be used in these Grinding overvoltages of several 100 kV between the antenna socket and the power supply of the connected devices. These spikes exceed in everyone Fall the surge voltage resistance of the ange closed devices and lead to rollovers in the connected devices that are in all total damage to the device to have.

Grundsätzlich ist diese Problematik bekannt und es sind auch schon Lösungsbeispiele angeboten worden. Hierzu wird auf ein Referat von E. Popp, "Neue Erkenntnisse und Bestimmungen über die Starkstrom- und Blitzbeeinflussung von Anlagen der Nachrichtentechnik und Leitungen"; Referat der technischen Akademie, Esslingen, Fort- und Weiterbildungszentrum, 22.-24. 10. 1980, Seiten 1 bis 13 und Bild 1 bis 15, verwiesen.Basically, this is a problem known and there are already examples of solutions been offered. This will be done on a presentation by E. Popp, "New Findings and Determinations about the influence of heavy current and lightning of telecommunications equipment and lines "; Department of the Technical Academy, Esslingen, Training and further education center, 22.-24. 10. 1980, Pages 1 to 13 and Image 1 to 15.

Des weiteren sind aus dem Stand der Technik Überspannungsschutzgeräte bekannt, wie sie auch beispielsweise in der DE-OS 34 04 994 beschrieben sind, die aus einem Kunststoffgehäuse bestehen, welches einseitig einen Schutzkontakt stecker und andererseits eine Schutzkontaktsteck dose aufweist. Dabei besitzt das Gehäuse ferner einen Antenneneingang, der mit der gebäudeseitig vorgesehenen Antennenanschlußdose verbindbar ist, sowie einen Antennenausgang, der über ein Kabel mit dem Antenneneingang des Gerätes verbindbar ist.Furthermore, are from the prior art Surge protective devices known as they also for example in DE-OS 34 04 994 are described, which consist of a plastic housing exist, which has a protective contact on one side plug and on the other hand a safety plug can has. The housing also has an antenna input that connects to the building provided antenna connector can be connected is, as well as an antenna output that over a cable to the antenna input of the device is connectable.

Bei derartigen Spannungsschutzgeräten ist es üblich, die Phasenleiter und die Nulleiter des Netzanschlusses innerhalb des Gerätes durch Varistoren elektrisch mit dem Schutzleiter zu verbinden, um so einen Schutz des Netzanschlusses sicherzustellen. Der Antennenanschluß wird in der Weise geschützt, daß die Abschirmung des Koaxialkabels über eine Kopplungsfunken strecke an den Schutzleiter des Netzanschlusses gelegt wird, während der Mittelleiter des Koaxial kabels über ein Tiefpaßfilter ebenfalls an Schutzleiter gelegt wird.It is with such voltage protection devices usual, the phase conductors and the neutral conductors of the mains connection within the device Varistors electrically with the protective conductor connect to protect the mains connection ensure. The antenna connection is protected in such a way that the shielding of the coaxial cable via a coupling spark stretch to the protective conductor of the mains connection is placed while the center conductor of the coaxial cables via a low-pass filter Protective conductor is laid.

Der Tiefpaß hat allerdings den deutlichen Nach teil, daß Rundfunkempfang im Langwellen-, Mittel wellen- und Kurzwellenbereich nicht möglich ist. Die entsprechenden Frequenzen werden durch den Tiefpaß abgefiltert.The low pass, however, has a clear aftermath part that broadcast reception in long wave, medium Wavelength and short wave range not possible is. The corresponding frequencies are through filtered the low pass.

Als Funkenstrecke werden üblicherweise Gasableiter, insbesondere edelgasgefüllte Überspannungs ableiter eingesetzt. Als Varistoren kommen vorteilhafter Weise Zinkoxidableiter in Betracht.Gas arresters are usually used as spark gaps, especially surge gas filled with noble gas arrester used. Coming as varistors advantageous zinc oxide arrester into consideration.

Durch die Druckschrift "QST", Sept. 1975, Seite 40 bis 43, ist es bekannt, zum Schutz vor einem elektromagnetischen Puls den Innenleiter einer Antennenleitung über eine Funkenstrecke abzusichern. Des weiteren ist aus der "Funkschau", 1972, Heft 16, Seiten 1675 bis 1678, auf das Problem von Blitzeinschlägen in Antennenanlagen eingegangen. Dabei geht es aber nicht darum, sowohl die Netzspannung als auch die Antennenseite auf den Schutzleiterpegel zu beziehen, da es sich dort um schutzisolierte Empfangsgeräte handelt, bei denen das der Erfindung zugrunde liegende Problem nicht auftritt.Through the publication "QST", Sept. 1975, page 40 to 43, it is known to protect against one electromagnetic pulse the inner conductor of a Secure the antenna line over a spark gap. Furthermore, from the "Funkschau", 1972, Issue 16, pages 1675 to 1678, on the problem of lightning strikes in antenna systems. But it is not about both Mains voltage as well as the antenna side refer to the protective conductor level as it is there are protective-insulated receivers, in which the basis of the invention Problem does not occur.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Über spannungsschutzgerät der bekannten Art so weiter zu bilden, daß neben dem Fernsehempfang auch der Rundfunkempfang in allen Wellenbereichen weitestgehend ungestört möglich ist. Based on this state of the art the invention has the object of an over voltage protection device of the known type so on to form that in addition to television reception radio reception in all wavebands largely undisturbed is possible.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem Überspannungsschutzgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.This object is achieved with an overvoltage protection device as mentioned in the preamble of claim 1 Kind by that in the characterizing part of claim 1 specified characteristics.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist einerseits sichergestellt, daß ein blitz strommäßiger Potentialausgleich zwischen dem Antennenteil und der Netzspannungsversorgung auf der Basis des Schutzleiterpotentials erfolgt. Des weiteren ist durch die Absicherung des Innen leiters der Antennenleitung über eine Funken strecke neben dem Fernsehempfang auch der Rundfunk empfang auf allen Wellenbereichen möglich.Through the training according to the invention on the one hand it is ensured that a flash current equipotential bonding between the Antenna part and the mains voltage supply on the basis of the protective conductor potential. Furthermore, by securing the inside head of the antenna line via a spark stretch the radio as well as the television reception reception possible on all wavebands.

Darüber hinaus ist durch die zusätzliche Anordnung eines geschlossenen metallischen Gehäuses eine gute Abschirmung gegen Störstrahlung erreicht und die Nutzsignaldämpfung sehr klein, was sich positiv auf den Empfang der an dieser Einrichtung angeschlossenen Geräte auswirkt. In addition, the additional arrangement of a closed metallic housing good shielding against interference radiation achieved and the useful signal attenuation very small what positive on the receipt of this Setup affects connected devices.

Um mit dem Überspannungsschutzgerät sowohl ein Rundfunk- als auch ein Fernsehgerät abzusichern, wenn gebäudeseitig nur eine einzige Schutzkontakt steckdose in der Nähe der Antennensteckdose vorhanden ist, wird vorgeschlagen, daß das metallische Gehäuse je zwei geschützte Antennen ein- und -ausgänge aufweist, von denen je einer für Rundfunk- und einer für Fernseh- bzw. Videoempfang eingerichtet ist.To use the surge protector both to secure a radio as well as a television set, if only one protective contact on the building side socket near the antenna socket is present, it is suggested that the metallic housing two protected antennas each has inputs and outputs, one each for radio and one for television or Video reception is set up.

Diese Bauform ist grundsätzlich vorteilhaft, weil auf relativ engem Raum alle wesentlichen Elemente für beide Schutzfunktionen enthalten sein können.
This design is fundamentally advantageous because all the essential elements for both protective functions can be contained in a relatively narrow space.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is in the drawings and is shown below described in more detail. It shows

Fig. 1 den elektrischen Schaltplan des Über spannungsschutzgerätes; Figure 1 shows the electrical circuit diagram of the overvoltage protection device.

Fig. 2 ein Überspannungsschutzgerät gemäß der Erfindung in Ansicht; Fig. 2 is an overvoltage protection device according to the invention in elevation;

Fig. 3 desgleichen im Schnitt A-B der Fig. 2; Fig. 3 likewise in section AB of Fig. 2;

Fig. 4 desgleichen im Schnitt C-D der Fig. 3; Fig. 4 likewise in section CD of Fig. 3;

Fig. 5 einen Adapterstecker in Seitenansicht. Fig. 5 shows an adapter plug in side view.

Das Überspannungsschutzgerät besteht aus einem Gehäuse aus Kunststoff mit einem Oberteil 1 und einem Unterteil 2. Im Gehäuse sind zwei Varistoren 3, ein Hochfrequenzblock 4, ein Überspannungsableiter 5 und ein Massebügel 6 vorgesehen.The surge protective device consists of a plastic housing with an upper part 1 and a lower part 2 . Two varistors 3 , a high-frequency block 4 , a surge arrester 5 and a ground strap 6 are provided in the housing.

In der Zeichnung oben weist das Gehäuse rückwärtig einen Schutzkontaktstecker 7 und vorderseitig eine Schutzkontaktsteckdose 8 auf. In the drawing above, the housing has a protective contact plug 7 on the rear and a protective contact socket 8 on the front.

Ferner weist das Gehäuse einen Antenneneingang 9 bzw. 10 auf, deren Zuleitungen mit gehäuseseitig vorgesehenen Antennenausgängen 11 bzw. 12 in Form von Buchsen für Radio- bzw. Fernsehempfang verbunden sind. Die Verbindung der Einzelelemente ist aus der Zeichnung ersichtlich. Der Hochfrequenz block 4 besteht aus einem metallischen Gehäuse, in welchem die elektrisch wichtigen Bauteile gemäß Schaltplan Fig. 1 angeordnet sind.Furthermore, the housing has an antenna input 9 or 10 , the feed lines of which are connected to antenna outputs 11 or 12 provided on the housing side in the form of sockets for radio or television reception. The connection of the individual elements can be seen in the drawing. The high-frequency block 4 consists of a metallic housing in which the electrically important components are arranged according to the circuit diagram in FIG. 1.

In Fig. 5 ist ein in die Schutzkontaktsteck dose 8 einsetzbarer Adapter 13 dargestellt, der zwei Aufnahmen für Eurostecker aufweist.In Fig. 5, a dose in the protective contact plug 8 insertable adapter 13 is shown, which has two receptacles for Euro-plug.

Die elektrische Schaltung des Überspannungsschutz gerätes ist anhand der Darstellung in Fig. 1 nachstehend näher erläutert.The electrical circuit of the surge protection device is explained in more detail below with reference to the illustration in FIG. 1.

Das Überspannungsschutzgerät weist einen geschützten Netzanschluß und zwei geschützte Antennenanschlüsse für Rundfunk- bzw. Fernseh- und Videogeräte auf. Der Antennenanschluß besteht aus einem metallischen geschlossenen Gehäuse, welches in der Zeichnungsfigur mit gestrichelten Linien angedeutet ist und oben als Hochfrequenzblock 4 bezeichnet ist. Das Gehäuse weist einen Antennen eingang 10 für Rundfunkbetrieb und einen Antennen eingang 9 für Fernsehbetrieb auf.The surge protection device has a protected mains connection and two protected antenna connections for radio or television and video devices. The antenna connection consists of a metallic closed housing, which is indicated in the drawing with dashed lines and is referred to above as high-frequency block 4 . The housing has an antenna input 10 for radio operation and an antenna input 9 for television operation.

Des weiteren weist das Gehäuse einen Antennen ausgang 11 bzw. 12 für die beiden Systeme auf. Die zugehörigen Ein- und Ausgänge sind durch je eine Leitung 14 miteinander verbunden. Diese Leitung 14 entspricht dem Innenleiter der als Koaxialkabel ausgebildeten Antennenleitung. Die Abschirmung ist bei 15 dargestellt. Sie ist auf Gehäusemasse gelegt. Die Innenleiter 14 sind über Koppelfunkenstrecken A 1 ebenfalls an Gehäusemasse gelegt. Die Gehäusemasse liegt über eine weitere Koppelfunkenstrecke A 2 potential mäßig auf dem Schutzleiter PE. Der Schutzleiter PE ist der Schutzleiter des Netzkreises des Über spannungsschutzgerätes. Der Phasenleiter L 1 und der Nulleiter N des geschützten Netzanschlusses sind über Varistoren V an den Schutzleiter PE gelegt. Furthermore, the housing has an antenna output 11 and 12 for the two systems. The associated inputs and outputs are connected to each other by a line 14 . This line 14 corresponds to the inner conductor of the antenna line designed as a coaxial cable. The shield is shown at 15 . It is placed on the case ground. The inner conductors 14 are likewise connected to the housing ground via coupling spark gaps A 1 . The housing mass lies on the protective conductor PE over a further coupling spark gap A 2 . The protective conductor PE is the protective conductor of the network circuit of the overvoltage protection device. The phase conductor L 1 and the neutral conductor N of the protected mains connection are connected to the protective conductor PE via varistors V.

Die Schaltungsanordnung innerhalb des Überspannungs schutzgerätes ermöglicht einerseits den Anschluß sowohl eines Fernsehsystems als auch eines Radiosystems innerhalb eines einzigen Gerätes.The circuitry within the surge protection device enables connection on the one hand both a television system and one Radio system within a single device.

Darüber hinaus ist auch bei gebäudeseitig nur einer vorhandenen Schutzkontaktsteckdose der Anschluß von zwei Geräten durch den Adapterstecker 13 möglich.In addition, the connection of two devices through the adapter plug 13 is possible even if there is only one protective contact socket on the building side.

Durch die Schaltungsanordnung wird ein blitzstrom mäßiger Potentialausgleich zwischen dem Antennenkabel sowie zwischen der Spannungsversorgung und dem Schutzleiterpotential hergestellt, wobei keine für den Rundfunk- oder Fernsehempfang notwendigen Frequenzen ausgefiltert werden.A lightning current is generated by the circuit arrangement moderate equipotential bonding between the antenna cable as well as between the power supply and the protective conductor potential produced, wherein none for radio or television reception necessary frequencies are filtered out.

Claims

1. overvoltage protection device which has a protected mains connection with a phase and a neutral conductor, each of which is electrically connected to a protective conductor via a varistor, and a protected antenna connection for radio, television and video devices, with an antenna line designed as a coaxial cable, the shielding of which is connected to the protective conductor of the mains connection via a first coupling spark gap and the inner conductor of which is also connected to the protective conductor via a protective circuit indirectly via this first coupling spark gap, characterized in that the antenna connection is a closed metallic housing with at least one antenna input ( 9 , 10 ) and output ( 11, 12 ), which is electrically connected to the shield ( 15 ) of the antenna line, that the housing via the first coupling spark gap (A 2 ) with the protective conductor (PE) of the power supply circuit is electrically connected and that as a protection circuit a second coupling funnel kenstrecke (A 1 ) is arranged, via which the inner conductor ( 14 ) of the antenna line is electrically connected to the housing.

2. Overvoltage protection device according to claim 1, characterized in that the metallic housing has two protected antenna inputs ( 9, 10 ) and outputs ( 11, 12 ), one of which receives for radio and one for television or video is set up.