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Ground-Lift

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röhren1991
Stammgast
#1 erstellt: 26. Sep 2010, 11:33
Hallo.

Nach langer Suche im Internet habe ich bis jetzt keine verlässliche und präzise Aussage zum Groundlift gelesen.
Es gibt ja mehrere Möglichkeiten Groundlift hinzubekommen:

1. Verbindung zwischen Signalmasse und PE-ganz auftrennen.

Diese Art von Groundlift soll ja wohl die schlimmste sein, und schon manche Gitarristen zu Strecke gebracht haben. Leuchtet auch ein da dann die Signalmasse völlig frei "in der Luft" hängt.

2. Groundlift durch 100R Widerstand zwischen Signalmasse und PE

Eine scheinbar sehr oft praktizierte Version. Der 100R Widerstand erhöht den Widerstand der Massenschleife so weit, das kein störender Strom mehr fließt. Ein parallel geschalteter 100nF Kondensator beseitigt noch HF-Störungen.
Doch auch bei dieser Lösung gibt es Bedenken. Sollte es zu einem unerkannten Fehlerstrom zu einem Spannungsfall kommt. Wird dann dummerweise gleichzeitig die Signalmasse (z.B. Mikrofongehäuse, Gitarrensaiten) und das Gehäuse des Verstärkers oder ein anders mit dem PE verbundenes Metallteil berührt, kriegt man einen Schlag (durch den Spannungsfall an dem 100R Widerstand).
Jetzt kann man natürlich einwenden, dass der Strom über den Widerstand schon recht hoch sein muss um eine für den Menschen gefährlichen Spannungsfall zu erzeugen.

Für einen Menschen wird es bei 50V Wechselspannung oder 120V Gleichspannung gefährlich wird (laut VDE bestimmt). Gehen wir vom absoluten GAU aus, schlägt der Gleichrichter durch und es fließt Wechselstrom über den Widerstand (im Normalfall wäre es die Gleichspannung des Netzteils). Dann kann man nach dem Ohmschen Gesetz feststellen, dass 500mA fließen müssen um 50V Spannungsfall an dem 100R Widerstand zu erzeugen. Für Röhrenverstärker sind 500mA aber schon ne menge Holz. Eine Sicherung für die Anodenspannung die einen kleineren Wert als 500mA hat würde somit die Spannung abschalten bevor der gefährliche Spannungsfall überschritten wird.
Die größte Gefahr geht beim Groundlift meist nur von Röhrenverstärkern aus, da hier die Betriebsspannung hoch genug ist eine umzubringen. Ein Transistorverstärker mit sagen wir 24V Betriebspannung kann einem nicht umbringen.

3. Dioden zwischen Signalmasse und PE

Diese Lösung wird auch gerne als Auto-Groundlift bezeichnet. Zwei antiparallel geschaltete Dioden verhindern die meist sehr geringfügigen Massenströme durch ihre relativ hohe Durchbruchspannung. Sollten die Massenströme aber den normalen Bereich verlassen, werden die Dioden leitend und bringen so die volle Schutzfunktion wieder.
Oft werden auch noch ein 100R Widerstand und ein Kondensator parallel geschaltet. Der Kondensator soll wohl HF-Störungen blocken, aber der 100R Widerstand hmm.
Es gibt auch nirgendwo genaue Angabe was für Dioden verwendet werden müssen. Sollte nämlich jemand auf die Idee kommen und 1N4007 Dioden verwenden könnet das trotzdem den sicheren Tod bedeuten. Oft sind die gefährlichen Fehlerströme viel größer als 1A und dann rauchen die Dioden ab bevor die Sicherung anspricht. Außerdem verhindern die Dioden nicht unbedingt alle Massenschleifen, die der 100Ohm Widerstand ohne weites den „Saft“ abdrehen würde.

Wenn man sich alle Lösung ansieht so kommen sowieso nur die letzten zwei in Frage. Hier ist nämlich wenigsten ein Gewisses Maß an Sicherheit vorhanden.
Unbedingt zu beachten ist, dass ein RCD bzw. Fehlerstomschutzschalter (früher FI genannt) einem im keinem Fall zur Hilfe kommt! Den RCD interessieren nämlich nur die elektrischen Vorgänge vor dem Netztrafo. Da die Gefahr beim Groundlift aber hinter dem Netztrafo lauert ist dem RCD de es schlicht weg egal wer hinter dem Netztrafo an „zu kochen“ fängt und leuchtende Augen bekommt. Auch die Sicherung in der Unterverteilung interessiert nur der zu hohe Strom vor dem Netztrafo.
Der sicherste wäre also nur die Signalmasse direkt mit dem PE zu verbinden oder den Verstärker mit Schutzisolierung zu betreiben, um den PE ganz weglassen zu können. Eine Schutzisolierten Netztrafo für Röhrenverstärker zu bekommen könnet sich aber schwierig gestalten.
Auch wenn der Groudlift mit dem 100R Widerstand zwischen Signalmasse und PE gefährlich erscheint, so ist die Gefahr nur gegeben, wenn entweder ein einzelnes Gerät mit dieser Art von Groundlift betrieben wird oder alle Geräte einer Schleife. Wird nur bei einem die Signalmasse direkt auf den PE gelegt gibt es zwar keine Brummschleife, aber die Gefahr ist gebannt, da jetzt wieder der PE auf der Signalmasse liegt und kein Spannungsfall an dem 100Ohm Widerstand entsteht. Das setzt natürlich voraus, dass dieser Zustand vor Inbetriebnahme der Anlage kontrolliert wird und somit sichergestellt ist. Aber in der Hektik vergisst man das gerne.

Es besteht also ein stetiges für und wieder über den Groundlift. Nach VDE ist er allerdings nicht verboten, da sonst Geräte mit Groundlift nicht verkauft werden dürften.

Was haltet Ihr vom Groundlift? Und welche Methode wendet Ihr an?

Gruß

Matthias
HiFi_Addicted
Inventar
#2 erstellt: 26. Sep 2010, 12:45
Bei meinen Geräten darf die Sekundärseite sich komplett frei bewegen. Isoüberwachung machts möglich. Im Ernstfall geht einfach der Netzschütz auf -> Alle sicher

Gegen nicht gleichrichtende Gleichrichter hilft es einen 2. Paralell dazu zu schalten -> Kurzschluss -> Unterspannungsseitige Sicherung löst aus. Im Normalbetrieb hat es den Vorteil dass der Gleichrichter weniger belastet wird. Schaltungen die mir besonders wichtig sind bekommen vor den Elkos noch jeweils eine Diode die Im Ernstfall die Wechselspannung fernhält wenn der Gleichrichter ausfällt.

Warum nicht einfach einen Überträger zwischen Gitarristen und Verstärker? -> Problem gelöst ohne dass man sich gedanken über Groundlift Schaltungen machen mösste. Die Elektronik kann weiter frei Schwimmen wie sie will
röhren1991
Stammgast
#3 erstellt: 26. Sep 2010, 12:56
Hallo.

Isoüberwachung ist auch en Idee. Ist natürlich am sichersten.
Ich persönlich verwende ja die Version mit dem 100R Widerstand. So gefährlich ist die auch wieder nicht und laut VDE zugelassen.

Wer sich da noch Sorgen macht sollte eventuell Vorkehrungen gegen Blitzeinschläge und plötzliche Verdopplung der Netzspannung treffen (ich übertreibe mal)

Gruß

Matthias
HiFi_Addicted
Inventar
#4 erstellt: 26. Sep 2010, 13:35
Gegen Verdopplung der Netzspannung helfen Überspannungsableiter genauso gegen Blitzschlag. Sollte in jedem Hausübergabekasten eigentlich Standard sein. Kenne kein neueres Haus ohne. Typ 1 und 2 sollten eigentlich immer da sein. One Grob und Mittelschutz helfen die Überspannungsschutz Steckdoenleisten aus dem Baumarkt genau nix. Finde es immer wieder Lustig sowas in Haushalten ohne Grob und Mittelschutz zu finden.

Für kleinere Überspannungen und Nullleiterbrüche gibts Netzüberwachungsrelais mit denen man wiederum den Netzschütz ausschalten kann. Gibts ab 140€ mit Überspannung-, Unterspannung-, Nullleiter- und Drehfeldüberwachung zB von Siemens oder Schneider Electric

MfG
pelmazo
Hat sich gelöscht
#5 erstellt: 27. Sep 2010, 20:02
Ehe man die Sicherheit der Anlage auf's Spiel setzt sollte man meiner Meinung nach darüber nachdenken ob nicht durch eine galvanische Trennung an anderer Stelle dem Problem besser abgeholfen wäre. Es gibt schließlich ganz gute NF-Übertrager zu kaufen, und bei Digitalsignalen ist die Trennung auch nicht schwierig.
paga58
Inventar
#6 erstellt: 27. Sep 2010, 20:44
Genau!

Und zu den "zulässigen" Geräten: Daraus, dass etwas verkauft wird, kann man nicht den Schluss ziehen, dass es eine erlaubte Konstruktion ist.
Schließlich gibt es keine Verpflichtung, Geräte vor der Markteinführung abnehmen zu lassen.

Schon mal nach VDE GS oder UL/UR Zeichen auf euren Geräten gesucht? Gibt es, aber nur ganz wenige Firmen lassen ihre Geräte prüfen.
Die Hersteller von so Kleinkram wie Netzsteckern sind da anders. Schon mal geschaut, wieviele Prüfzeichen auf soliden Steckern drauf sind?

Gruß

Achim
cr
Moderator
#7 erstellt: 27. Sep 2010, 22:15
Vielleicht passt es irgendwie dazu:
Bei PA-Verstärkern kann man gegen Brummschleifen durch einen Schalter die Gehäusemasse von der Schaltungsmasse trennen (Gehäuse ist schutzgeerdet). Zugleich wird aber davon abgeraten, weil sich der Klang verschlechtern kann (?) und die angeschlossenen Geräte zerstört werden könnnen (?).

Kann mich hier wer etwas erleuchten?
pelmazo
Hat sich gelöscht
#8 erstellt: 28. Sep 2010, 09:29
Ein Groundlift macht das Gerät potenziell anfälliger gegen eingestrahlte Störungen, aber das hängt auch davon ab wie genau die Schaltung um den Groundlift herum gestaltet ist. Man kann hier eigentlich keine pauschalen Angaben machen.

Das Problem bei Groundlifts ist, daß keine klaren "Regeln" gibt wann ein Groundlift offen sein sollte und wann geschlossen. In der Praxis wird so lange rumprobiert bis das Brummen weg ist. Dabei muß aber keine optimale Konfiguration herauskommen, und es ist nicht selten so daß man sich dabei andere Probleme einhandelt. Die sind vielleicht nicht so auffällig wie das Brummen, aber können ebensolchen Ärger produzieren.

Groundlifts sind ein Notnagel. Eine "ordentliche" Problemlösung sieht anders aus. Wie das bei Notnägeln so ist kommt man manchmal nicht ohne sie aus, oder hat keine Zeit für eine ordentliche Lösung. Man sollte sie aber wenn immer möglich zum Anlaß nehmen über das tatsächliche Problem nachzudenken und das ordentlich zu lösen. Gerade im PA-Betrieb sollte man ein paar DI-Boxen zur galvanischen Trennung im Gepäck haben, das ist ggf. die bessere Lösung.
patrick12
Stammgast
#9 erstellt: 05. Apr 2011, 19:44
halbes Jahr später....:)
ich habe ein iphone über einen kopfhörerverstärker mit einem Kopfhörer verbunden.
der Kopfhörerverstärke hat die option ground lift:

normal operation, int. ground connected to earth potential
und
lift position, internal ground disconnected

welchen sollte ich in meinem fall auswählen?
pelmazo
Hat sich gelöscht
#10 erstellt: 06. Apr 2011, 17:54
normal operation.
akem
Inventar
#11 erstellt: 15. Apr 2011, 17:35
Also seid mir nicht böse, aber ich sehe keinen technischen Grund, warum Schutzerde mit NF-Masse verbunden sein sollte. Was machen denn all die Hersteller schutzisolierter Geräte? Haben deren NF-Schnittstellen alle keine Masse?

Der Schutzleiter ist doch ein reines Sicherheitsfeature, um bei schadensbedingten Kontakt der Netzspannung mit dem leitenden Gehäuse einen Kurzschluß und damit das Ansprechen der Sicherung zu erzwingen. Mit der Audioschaltung hat das doch nicht notwendigerweise was zu tun. Oder?

Gruß
Andreas
der_Flo
Stammgast
#12 erstellt: 08. Nov 2011, 16:05
Ich hole das noch mal hoch, weil mich das Thema auch gerade beschäftigt
cr
Moderator
#13 erstellt: 08. Nov 2011, 16:31
Bei einem meiner Verstärker gabs ein leichtes Brummproblem, das sich mit dem Groundlift beheben ließ.
Die endgültige Lösung war aber noch einfacher. Je nach Volumereglerstellung berührte die Potiachse die Frontplatte, was zu einer kleinen inneren Brummschleife führte. Ein passender Schrumpfschlauch (ohne ihn zu schrumpfen) über die Achse behob das Problem endgültig, auch ohne Groundlift, der mir etwas suspekt ist.
der_Flo
Stammgast
#14 erstellt: 09. Nov 2011, 23:04
Ja, mir ist das auch suspekt. Dass ich keine Ahnung habe verschärft die Situation natürlich noch

Wenn ich z.B. einen symmetrischen Pre mit entsprechenden XLR Ein- und Ausgängen habe, sollte der Schirm der Kabel am Gehäuse hängen, richtig? Und aus Gründen der Sicherheit sollte selbiges Gehäuse geerdet (Schutzmasse) sein(?). Blöde Frage #1: was mache ich in einem solchen Gerät mit der Signalmasse? Ist das allgemein zu beantworten, oder hängt es jeweils von der Konstruktion ab? Geht in die Richtung von dem, was akem aufgeworfen hat.
Blöde Frage #2: Mit Groundlift kann ich nun die Schutzerde quasi abtrennen, um was genau zu erreichen? Einen Brumm von 2+ Geräten über die Schutzerde unterbrechen? Die Nummer mit dem 100Ohm Widerstand erschließt sich mir auch nicht ganz ...


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