DIY-Verstärker - Umgang mit Netzspannung

[ropf]

Hallo Forum,

hab aus aktuellem Bedarf zum Thema Stromversorgung von DIY-Verstärkern recherchiert, sowie damit verbundenen Themen wie Brummschleifen etc. Meine Kenntnisse dazu sind >30 Jahre alt, also korrigiert mich bitte. Aber ich bin doch recht schockiert über den allgemein laxen Umgang mit dem Thema Netzspannung.

Folgendes Zitat ist sozusagen prototypisch:

Ähem, die Platinen laufen mit Niedervolt DC und haben kein Netzteil auf der Platine integriert. Von daher hat sich das Thema Schutzerde direkt erledigt. Schutzisolierung? Keine Ahnung was Du damit meinst, aber Platine ist Platine, egal von welchem Hersteller. Ist klar dass man auf stromführende Teile nicht sein Patschehändchen draufhalten soll. Wem das nicht einleuchtet sollte generell die Finger von DIY- Verstärkern lassen.

Meiner Erinnerung nach läuft es darauf hinaus - dass für netzspannungsbetriebene Geräte eine normale "Arbeitsisolation" NICHT ausreicht - sondern generell ZUSÄTZLICHE Schutzmaßnahmen erforderlich sind - die bei Bauteilversagen, Unfall, Unachtsamkeit etc. greifen

Dafür gibt es im Wesentlichen zwei Möglichkeiten:

a) Schutzisolation
Hier müssen alle spannungsführenden Teile mit einer zusätzlichen, nicht unterbrochenen Isolierung gekapselt werden. Geräte dieser Art sind mit zwei ineinanderliedgenden Quadraten gekennzeichnet.

b) Schutzerdung
Hierbei werden alle aussenliegenden metallischen Flächen, die nicht nach a) gekapselt sind mit einem Schutzleiter verbunden, wodurch eine (durch welche Umstände auch immer) doch auftretende Berührungsspannung nach Erde kurzgeschlossen wird.

Geräte nach a) sind zB. Steckernetzteile, vollgekapselte LED-Treiber usw., Soweit sie die ineinanderliegenden Quadrate zeigen, und das CE Kennzeichen kein Fake ist - ist der Einsatz sicherheitstechnisch unbedenklich.

Für Netzteile, die zum Einbau in Schaltschränke oder geschlossene Gehäuse vorgesehen sind, trifft das in der Regel NICHT zu - seien es nun PC-Netzteile oder die oft eingesetzten geschirmten Netzteile von Meanwell und Co.

Hier gibt es immer Schaltungsteile, die der Forderung nach ununterbrochener doppelter Isolation nicht genügen - zb. der gesamte Primärkreis mit Schaltern, Sicherungen, zT blank liegenden Anschlussklemmen ... solche Geräte MÜSSEN eine Schutzerdung bekommen.

Man denke nur an die berühmte umgekippte Cola, die einen Pfad von den 230V Anschlussklemmen auf die Signalmasse herstellt - und damit nicht nur das betroffene Gerät, sondern auch alle damit verbundenen Geräte unter Netzspannung stellt - Gitarrist eingschlossen.

Leider handelt man sich mit einer Erdung der Signalmasse enorme Probleme mit Brummen etc. ein. Die sind so gravierend, dass auch im Profibereich gern mal ein Auge zugedrückt wird. Trauriges und omnipräsentes Beispiel zugleich ist eine mangelhaft implementierte "Groundlift"-Funktion.

Ein oft verwendeter kleiner Widerstand zwischen Signalmasse und Schutzerde kann Brummprobleme drastisch reduzieren. Nur - bei angenommenen 10 Ohm fliessen da im Fehlerfall eben 23A drüber bzw. werden 5,3kW umgestzt - was das Teil schneller verdampft als eine Sicherung ansprechen kann - und die Schutzerdung ist ausser Kraft.

Eine andere Groundlift-Variante ist, die Verbindung zwischen Signalmasse und Schutzerde abschaltbar zu machen - oft zu sehen bei PA-Equipment. Hier verlässt man sich darauf, dass im Fehlerfall das Netzpotential über die Signalleitungen(!) und das (hoffentlich) geerdete Nachbargerät kurzgeschlossen wird ... sonst halt über das blanke Hinterteil des Groupies, mit dem der bekiffte Techniker grad zugange ist.

Natürlich gibt es auch intelligente Ansätze - aber Harakiri (gar kein Schutz) und Kopf-in-Sand (Pseudo-Schutz) scheinen deutlich weiter verbreitet.

Ihre Statements bitte, meine Herren!

Gruß, ropf

[Horrexx]

Praktische Tipps bei THOMANN, eine von mehreren Seiten:
http://www.thomann.de/de/onlineexper...che_tipps.html
____________
Peter

[Sparrow]

Lieber Ropf,

Du scheinst wirklich ein Fass aufmachen zu wollen.

Hier mein Statement:

Jeder der der mit elektrischen Geräten hantiert, sollte wissen was er macht. Trotzdem fönen sich Leute in der Badewanne.

Foren sind dazu da um sich diesbezüglich auszutauschen und auch um Hilfestellung zu erhalten.

Wir sind hier in einem Forum für Selbstbauer. Ebenso wie das von Dir im negativen Sinne herangezogene DIY-Forum. Das heisst als Mitglied dieser Community hat man im allgemeinen Interesse an Audiogeräten und hat Spaß daran diese selbst zu bauen, konstruieren oder wie auch immer.

Elektrische Verstärkermodule, genauso wie Dein vielfach beschworenes Free-DSP, können bei unsachgemäßem Umgang Schäden jedlicher Art verursachen, so verhält es sich übrigens mit ziemlich allem im Leben.

Mein von Dir zitierter Beitrag bezieht sich auf Module mit Niederspannung, wie Du genau weisst. Von daher möchte ich Dich bitten dies nicht aus dem Zusammenhang zu reissen und für Deine Darlegung zu missbrauchen. Diesen Beitrag lapidar als prototypisch zu verallgemeinern finde ich unsachlich und verunglimpfend.

[mechanic]

Wie machen das eigentlich die Profis bei Fertiggeräten im Hifi-Bereich (Thomann sagt ja im Prinzip auch nur im PA-Sektor Signalmasse von Erde trennen ist besser als Schutzleiter abkleben) ?

Ich vermute mal, die Hifi-Hersteller haben das Problem elegant gelöst:

Schutzklasse II:
"... bei denen die Möglichkeit eines Schutzleitereinsatzes fehlt, hängt der Schutz nicht nur von der Basisisolierung ab (interner Berührschutz wie Schrumpfschlauch, Heißkleber etc.), sondern auch von zusätzlichen Maßnahmen. Eine mögliche Maßnahme kann die Verwendung eines im wesentlichen zusammenhängenden Gehäuses aus nichtleitendem Material sein, daß alle leitfähigen Teile umfasst."

Mein Pioneer AV-Receiver (alles weitere ist bei mir Eigenbau) hat zum Beispiel trotz Blechdeckel eine 2-pol KG-Netzbuchse; die Kiste hat also überhaupt keinen Erd- / Schutzleiterkontakt !!!

Jetzt schaut doch spaßhalber mal, wo überall bei euch mittlerweile Euro-Stecker (2-Pol ohne Schutzleiter / die schmalen) dran sind !

Wenn sich also der Trafo löst und die Primärfahne an der Cinchbuchse so heftig aufschlägt, dass der Schrumpfschlauch durchtrennt wird - dann bist du halt ggf. einfach legal tot

Ich baue deshalb, wenn es geht (NF ohne großen Strombedarf), das Netzteil oder besser nur den Trafo in separat ein Plastikgehäuse, auch um magnetische Einstrahlung zu verhindern (Bild meiner Line-Stufe mit mehrpoliger Versorgungsbuchse auf der Rückwand, siehe Ursprungsthread).

So, und jetzt schlagen wir das System: Bau dein Netzteil in eine schöne Plastikkiste mit gut isolierten Buchsen rein & raus, und setz das dann mit Heißkleber in dein Verstärkergehäuse und halt deine Signalmasse sauber .

Was sagen die Berufs-Elektriker und Anwälte dazu ?

[Horrexx]

Auch wenn ich nicht angesprochen wurde, betone ich, dass der Umgang mit Netzspannung (inkl. "hohe Gleichspanung") in einem Forum gelegentlich thematisiert werden sollte. Auch wenn ein Bezug erkennbar ist, so fängt der Thread doch klar definiert an.

Nicht jeder Interessierte ist sich Allem bewußt, was zu beachten ist. Unwisendheit schützt nicht, und Halbwissen, oft genug anzutreffen, ist noch gefährlicher.
____________
Peter

[walwal]

....

Jetzt schaut doch spaßhalber mal, wo überall bei euch mittlerweile Euro-Stecker (2-Pol ohne Schutzleiter / die schmalen) dran sind ! ....

Gemacht: 5x Eurostecker, 1x Schuko (an dem einzigen "made in Germany"-Gerät)

[ropf]

Hi Sparrow,

es tut mir leid, dass mein Beitrag anscheinend so böse rüberkommt, und ich hatte auch nicht die Absicht, dich zu verunglimpfen. Der Bezug auf das DIY-Hifi-Forum war eine Frotzelei - kein Angriff. Im Gegenteil, ich lese dort gerne und oft mit.

Es geht mir um was Anderes. Nicht nur im DIY-Hifi-Forum, sondern quasi überall wo es um DiY-Audio geht, findet man seitenlange Diskussionen "was ist das beste Modul", "welches Netzteil passt dazu" usw. Eine Auseinandersetztung mit "Komponentenwahl im Licht der Gerätesicherheit" findet praktisch nicht statt. Das trifft auf den Gremlin- und den Gremlin-Netzteil-Thread zu (soweit ich mich erinnere)- genau wie für unzählige andere überall in der Welt des Internets.

In diesem Sinne @Sparrow finde ich deine Antwort prototypisch, und ich sehe darin nix Beleidigendes.

Genauso bin ich da selbst herangegangen - schliesslich ist es einfach genug, ein paar Module und ein Netzteil zusammenzustöpseln - und hab erst im Nachhinein bemerkt, dass es da viele offene Fragen gibt - und wenig Antworten. Heute würde ich denjenigen küssen, der mir vorher gesagt hätte "verwende ein schutzisoliertes Netzteil - damit vermeidest du jede Menge foo, den du jetzt noch gar nicht absehen kannst"

Und wenn es aus irgendwelchen Gründen doch kein schutzisoliertes NT wird, gehen die Fragen erst richtigen los - und die Antworten werden immer diffuser.

Ein Metallgehäuse muss ich erden - klar. Die Signalmasse auch? Welche Konsequenzen hat das für den Rest der Anlage? Ist eine Groundliftfunktion sicher? Wie designe ich eine "sichere Groundliftfunktion"? Reicht es evtl, den 230V-Teil in einem seperaten Compartment zu kapseln? Was ist nach menschlichem Ermessen sicher genug? Setze das beliebig weit fort ...

Einen common sense dazu - jenseits des erhobenen Zeigefingers der Gesetzgebung - scheint es nicht zu geben. Sollte es aber!

Gruß, ropf

[jhohm]

Moin ropf,

mir fällt da spontan ein Sack Reis aus China ein, und Eier, die ein Huhn doch nicht gelegt hat.....

Meine Güte, laß doch die Leute bauen, wie sie wollen.
Wass meinst Du, wie viele Frisöre und Gärtner an elektrischen Leitungen rumbasteln, was wohl viel schlimmer ist, und die Leute leben noch und die häuser stehen auch noch, trotz der hanebüchenen Fehler.
Du machst da echt ein Fass auf....
Und vor Allem wäre es docvh gut, wenn Duin dem Forum, in dem es Dir aufstößt, darüber schreibst, und nicht hier.

Im DIY-Hifi-Forum hättest Du da eine Disskussion mit den richtigen Leuten, weil dort scheinbar jeder irgendwelche Module mit Netzteilen zusammendengelt.

Hier interessiert das Thema weniger...

Das Alees ist aber nur meine unmassgebliche meinung.

Gruß Jörn

[mechanic]

@ jhohm: ropf möchte niemanden sagen, wie er zu bauen hat, sucht aber selbst eine Lösung und fragt deswegen in der gut frequentierten und passenden Rubrik "Elektronik" > wo ist da jetzt das Problem oder Desinteresse ?

Das Problem sind in allen Forumssparten eher diverse Leute, die um die Erbsenzähler-Weltmeisterschaft kämpfen (z.B. Energieerhaltung in kondensatorbeheizten Lautsprechersprecherboxen).

Ich sehe da die Aufgabe des Forums eher darin, das Selbstgemachte vorzustellen (sei es als gutes oder schlechtes Beispiel nutzbar, man lernt immer was draus ) und

noch wichtiger: Kollegen, die Fragen stellen, zielführende Antworten zu geben, die ihnen beim Bauen helfen

[jhohm]

@ jhohm: ropf möchte niemanden sagen, wie er zu bauen hat, sucht aber selbst eine Lösung und fragt deswegen in der gut frequentierten und passenden Rubrik "Elektronik" > wo ist da jetzt das Problem oder Desinteresse ?

Das Problem sind in allen Forumssparten eher diverse Leute, die um die Erbsenzähler-Weltmeisterschaft kämpfen (z.B. Energieerhaltung in kondensatorbeheizten Lautsprechersprecherboxen).

...

Klaus,

oppf echauviert sich über die Art, wie elektronische Bauteile von anderen zusammengebaut werden, und fordert eine expliziete Gesetzgebung!
Also wass schreibst Du da? Natürlich zeigt ropf mit dem Finger auf andere, ohne selber in irgend einem Bezug zu den Thema zu stehen!
Lies Dir einfach den eingangspost nochmal durch!

Gruß Jörn

[mechanic]

Missverständnis

Es gibt diese (für alle verbindlichen !) Vorschriften schon ewig, sie werden im DIY-Bereich nur oft ignoriert. Wenn dann da (irgend)jemand dranfasst oder die Bude abbrennt, kann das richtig tragisch werden.

"Ist klar dass man auf stromführende Teile nicht sein Patschehändchen draufhalten soll" ist definitiv der völlig falsche Ansatz und lebensgefährlich dazu!

Da die Umsetzung dieser Vorschriften aber nicht ganz unproblematisch hinsichtlich Brummschleifen ist, ist die Frage nach einer sicheren Lösung doch völlig legitim (für ropf´s Anwendung und alle die an ähnlichem interessiert oder bereits dran sind). Das Thema wird durch die Möglichkeiten von DSP und der Vielzahl von verfügbaren und billigen "China-Boards" in Zukunft massiv an Bedeutung gewinnen (bis vor kurzem gabs an Modulen nur Exoten wie THEL, alles andere waren Selbstlöt-Geschichten, die einen ganz anderen Kundenkreis angesprochen haben).

Mich interessiert das Thema z.B. massiv, da ich solche Dinge (für den Eigenbedarf) baue, wie ich denke auch sicher, aber nicht wie einige hier der Meinung bin, allwissend zu sein. Es gibt immer Leute die da mehr Erfahrung oder Kenntnisse haben, deswegen fragen, lernen, besser machen!

[albondiga]

Es gibt diese (für alle verbindlichen !) Vorschriften schon ewig, sie werden im DIY-Bereich nur oft ignoriert. Wenn dann da (irgend)jemand dranfasst oder die Bude abbrennt, kann das richtig tragisch werden.

In der Verordnung über Allgemeine Bedingungen für den Netzanschluss und dessen Nutzung für die Elektrizitätsversorgung in Niederspannung (kurz: Niederspannungsanschlussverordnung, NAV) vom 1. November 2006 heißt es in § 13 "Elektrische Anlage": Unzulässige Rückwirkungen der Anlage sind auszuschließen. Um dies zu gewährleisten, darf die Anlage nur nach den Vorschriften dieser Verordnung, nach anderen anzuwendenden Rechtsvorschriften und behördlichen Bestimmungen sowie nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik errichtet, erweitert, geändert und instand gehalten werden [...] Die Arbeiten dürfen außer durch den Netzbetreiber nur durch ein in ein Installateurverzeichnis eines Netzbetreibers eingetragenes Installationsunternehmen durchgeführt werden...
Das heißt theoretisch: Du darfst noch nicht mal eine Glühbirne wechseln, schließlich ist das eine Instandhaltung... Die Vorschriften spiegeln nicht (nur) das technisch Sinnvolle wieder, sondern auch die Lobby-Arbeit des Elektriker-Dachverbands.

Es gibt immer Leute die da mehr Erfahrung oder Kenntnisse haben, deswegen fragen, lernen, besser machen!

Richtig. Dafür ist es aber notwendig, dass die, die es wissen, nicht den Blockwart spielen und sagen: "Lass die Finger vom Selbstbau, wenn du das nicht weißt", wenn jemand eine - aus ihrer Sicht - dumme Frage stellt.

[mechanic]

In der Verordnung über Allgemeine Bedingungen für den Netzanschluss und dessen Nutzung für die Elektrizitätsversorgung in Niederspannung (kurz: Niederspannungsanschlussverordnung, NAV) vom 1. November 2006 heißt es in § 13 "Elektrische Anlage": Unzulässige Rückwirkungen der Anlage sind auszuschließen. Um dies zu gewährleisten, darf die Anlage nur nach den Vorschriften dieser Verordnung, nach anderen anzuwendenden Rechtsvorschriften und behördlichen Bestimmungen sowie nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik errichtet, erweitert, geändert und instand gehalten werden [...] Die Arbeiten dürfen außer durch den Netzbetreiber nur durch ein in ein Installateurverzeichnis eines Netzbetreibers eingetragenes Installationsunternehmen durchgeführt werden...
Das heißt theoretisch: Du darfst noch nicht mal eine Glühbirne wechseln, schließlich ist das eine Instandhaltung... Die Vorschriften spiegeln nicht (nur) das technisch Sinnvolle wieder, sondern auch die Lobby-Arbeit des Elektriker-Dachverbands.

Ist schon klar, heißt aber im Umkehrschluss nicht, dass wir, die es doch tun, nicht Sicherheitsaspekte und Vorschriften bestmöglich beachten sollten, weil wir eben im Zweifelsfall dafür geradestehen müssen (falls etwas passiert, ist die primäre Frage, ob es sicher umgesetzt war und nicht "habe ich gedurft" ...)

Richtig. Dafür ist es aber notwendig, dass die, die es wissen, nicht den Blockwart spielen und sagen: "Lass die Finger vom Selbstbau, wenn du das nicht weißt", wenn jemand eine - aus ihrer Sicht - dumme Frage stellt.

Absolut einverstanden, die ominösen Warnungen helfen nicht wirklich weiter.

P.S. Sowas wie dumme Fragen gibt es nicht !

[ropf]

oppf echauviert sich über die Art, wie elektronische Bauteile von anderen zusammengebaut werden, und fordert eine expliziete Gesetzgebung!

johm - mit Verlaub - das ist Quark.

Die Sache ist - durch die Wahl eines bestimmten Netzteils bin ich in einen Zielkonflikt zwischen Sicherheit und Audioqualität hineingestolpert, dessen Verwicklungen alles Andere als offensichtlich sind, auch für den elektrotechnisch Bewanderten

Deshalb als allgemeines Thema ohne konkreten Projektbezug - wobei es den für mich selbst natürlich gibt.

Schutzisolation und Schutzerdung sind wie Airbagsysteme - eine letzte Sicherung, wenn trotz durchdachter Konstruktion und umsichtiger Fahrweise etwas Unerwartetes passiert. Niemand wird wohl den Sinn von Airbags infragestellen, weil Unfälle/Personenschäden auch durch langsameres oder vorsichtigeres Fahren verhinderbar wären (Patschehändchen / Strom)

Nehmen wir als fiktives Beispiel irgendein neues Super-Duper-Woofer-System, das aus irgendwelchen unerfindlichen Gründen den Airbag ausser Kraft setzt.

Wenn man davon weiss, kann man trotzdem entscheiden, damit beim nächsten db-Drag mitzumachen. Für die Teilnahme am normalen Straßenverkehr sähe die Entscheidung vielleicht anders aus. Auf jeden Fall aber ist es besser, das Problem zu kennen als es nicht zu kennen - erst daraus ergibt sich die Freiheit der Entscheidung.

Genau so ist aber die Situation beim Verstärkerbau. Elektrotechnisch ist die Sache klar - Schutzerde dran und gut. Audiotechnisch auch - verhindere Masseschleifen und es hat sich mit dem Brumm. Ein Problem gibts erst, wenn man beides will.

Um beides zusammenzubringen legt uA. Connexelectronics, der Hersteller meines Netzteils (stellvertretend für den Super-Duper-Woofer) die Signalmasse über einen kleinen Widerstand auf Schutzerde - eine bewährte und scheinbar elegante Lösung. Im Normalfall stört er überhaupt nicht - falls es doch eine Masseschleife gibt, wird der Brumm drastisch reduziert.

Das Problem wird erst deutlich, wenn der Schutzleiter (Airbag) eine Wirkung entfalten soll - der Widerstand verdampft - die Masse liegt auf Netzpotential - der Airbag versagt.

Findet ihr das etwa offensichtlich? Oder meint ihr etwa, das wär der einzige Seiteneffekt in gängiger Technik, den ich da zufällig ausgebuddelt hab? Ich jedenfalls nicht. Deshalb dieser Thread.

Gruß ropf

[Sparrow]

oppf echauviert sich über die Art, wie elektronische Bauteile von anderen zusammengebaut werden, und fordert eine expliziete Gesetzgebung!

johm - mit Verlaub - das ist Quark.

Ropf, genau so könnte man Deinen initialen Beitrag aber verstehen. Was hält Dich davon ab, Deine Netzteile betriebssicher zu verbauen? Und warum stört es Dich, wie andere mit ihrem Hobby umgehen?