Verträglichkeit unterschiedlicher Stromversorger

Peter Müller · Anmeldungsdatum: 10.08.2008 Beiträge: 870 Wohnort: Bottrop

Zum Thema Verträglichkeit der unterschiedlichen Stromversorger in Bezug auf eine gemeinsame Masse habe ich im Stummi-Forum mal *diesen* Thread gestartet. Dort werden allerdings Meinungen als Wissen verbreitet, was den Thread dann am Ende doch nicht so ganz ergiebig macht. Ich glaube, ich schreibe mal die unterschiedlichen Hersteller an. Es geht schließlich um mehr verschiedene Zentralen als bisher von uns genutzt wurden, wenn ich an mögliche Neu-Teppichbahner denke.

Trainspotters · Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 277 Wohnort: Köln

.... er taugt leider, wegen der vielen Besserwisserei dort, nicht wirklich viel, weil die guten Antworten im "Müll" schlicht untergehen.

--- Zunächst zur Einführung:---

Strom fließt nur, wenn ein Stromkreis geschlossen ist.

Stom fließt immer von + nach -.

Daraus ergibt sich, das ein elektrischer Leiter in einem ausgeschaltetem Stromkreis, zwei Potentiale haben kann.

Ist ein Leiter mit - Verbunden, hat er Massepotential. Ist also stromlos und spannungsfrei.

Ist ein Leiter mit + Verbunden, hat er Phasenpotenzial, ist zwar auch stromlos, jedoch nicht Spannungsfrei.

---Ende der Einführung---

Strom fließt also nur, wenn der Weg von + nach - einen geschlossenen Stromkreis bildet.

Wenn Du Dich einmal mit dem Trix-Express System befasst, wirst Du feststellen, daß dort immer schon ein völlig unabhängiger Betrieb, zweier Lokomotiven auf einem Gleis, möglich war. Ein Trafo versorgt die rechte Aussenschiene, der andere Trafo die linke Aussenschiene. Beide Stromkreise werden über den Mittelleiter geschlossen, bleiben aber stets galvanisch sauber getrennt.

Grundsätzlich kann Strom immer nur dann fließen, wenn der Stromkreis geschlossen ist.

Strom fließt immer auf dem Weg des geringsten Widerstandes.

Einseitig angeschlossene Adern die nicht im "Laufweg" des Stromkreises liegen, sind zwar immer Stromlos, jedoch nicht potentialfrei, da ein Potential (+ oder - [Phase oder Masse]) stets anliegt.

Spannungsfreiheit liegt nur vor, wenn das Potential an Masse liegt.

Das kannst Du leicht einmal mit einem "Phasenprüfer" für die Steckdose, an der Steckdose austesten. Wenn Du den an die "Phase" hälst, leuchtet der Prüfer bei Berührung des Kontakts mit dem Finger auf, wenn er hingegen an Masse gehalten wird, leuchtet er nicht auf.

Überlagern sich zwei, ansonsten galvanisch getrennte, Stomkreise irgendwo, beeinflussen sie sich nicht, es sei denn, irgendwo wird die galvanische Trennung aufgehoben, sprich der zweite Pol ebenfalls überbrückt. Es ist auf diese Art deshalb physikalisch unmöglich, eine "Fremdspannung" irgendwo hinzubekommen, wo sie nicht hin soll, solange nicht auch irgendwo die aufgetrennte Ader ebenfalls überbrückt wird und sich auf diese Weise zwei Stromkreise komplett überlagern. Nur das führt dann zur "Fremdspannung" und damit zum Abrauchen Deiner Zentrale. Und genau das ist uns beim Abrauchen von Claus IB leider auch passiert.

Sollte eine Lok auf der Trennstelle entgleisen, und dadurch die Potentiale kurzschließen, so liegt definitiv ein echter Kurzschluß vor, gegen den jede Digitalzentrale geschützt sein sollte

Ich hoffe Dir damit weitergeholfen zu haben.

Pierre

P.S.: Claus hat einige M-Gleis Weichen mittels Weichendekoder an die IB angeschlossen und dabei die galvanische Trennung der M-Gleise nicht beachtet. So kam es dann, über die Weichendekoder, zu einer Verbindung der Phase, mit der Masse des Fahrstroms. Dadurch überlagerte sich nun der Schaltstromkreis mit dem Fahrstrom, was zu einem Kurzschluss führte. Ich denke mal, daß durch den recht hohen Übergangswiderstand der M-Gleise die IB den Kurzschluß erst "erkannt" hat, als es bereits zu spät war. Wir haben bei den betroffenen Weichen, schon aus Zeitgründen, die Elektrifizierung einfach sein lassen und die Weichen ortsbedient. Es lief nun alles wieder störungsfrei.

locomotive-boy · Anmeldungsdatum: 24.08.2008 Beiträge: 3

Hallo Pierre,

Bei deiner Einführung ist leider etwas schief gelaufen, denn du musst zwischen der technischen und der physikalischen Stromrichtung unterscheiden. In deiner Einführung beschreibst du die technische Stromrichtung, in der Realität ist es andersrum. Der elektrische Strom besteht aus Elektronen, die sich wie die gleichen Pole zweier Magneten abstoßen. Die Elektronen wollen zum "Elektronenarmen" Pluspol, was bedeutet, dass dieser die Masse ist.

In der Praxis ist einem das warscheinlich herzlich wurscht, da man eh Phase oder Nullleiter/Masse/Erdung sagt

Ich hoffe, dass ich jetzt nicht selbst was verwechselt habe, wenn, dann bitte schreiben... Embarassed

P.S.: Der einzige, der zwischen Erdung und Nullleiter unterscheidet, ist der FI-Schutzschalter.

Peter Müller · Anmeldungsdatum: 10.08.2008 Beiträge: 870 Wohnort: Bottrop

Trainspotters · Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 277 Wohnort: Köln

Warum wird der Strom durch die Transformation galvanisch getrennt?

Der Transformator wandelt den Wechselstrom aus der Steckdose, in seiner Primärspule, zunächst in eine pulsierende Magnetkraft um und leitet diese an einen Eisenkern weiter. Das ist nun Stromkreis I.

Auf diesem Eisenkern sitzt nun ebenfalls die Sekundärspule, die nun aus der Magnetkraft wieder einen Elektrischen Strom erzeugt. Dieser Stromkreis II ist mit dem Stromkreis I elektrisch nicht verbunden.

Der Spannungsunterschied zwischen Stromkreis I und Stromkreis II wird durch das Verändern, der Anzahl, der Spulenwicklungen erzeugt. Es ist also nicht nur ein Herunter-, sondern auch ein Herauftransformieren möglich.

Die Transformation erzeugt geringen Leistungsverlust, duch Verlustwärme. Gleichstrom ist, aufgrund des fehlenden Pulses, nicht Transformierbar.

Pierre

Peter Müller · Anmeldungsdatum: 10.08.2008 Beiträge: 870 Wohnort: Bottrop

Heißt galvanische Trennung auf jeden Fall, dass der Stromkreis dann nicht geschlossen sein kann? Dann verstehe ich immer noch nicht, warum gewisse Stromversorger nicht an eine gemeinsame Masse angeschlossen werden dürfen Embarassed

.

Trainspotters · Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 277 Wohnort: Köln

..... ich mal wieder Denke, daß das ein Schutz für Dumme ist....

Der Hersteller einer Digitalzentrale kann leider nicht davon ausgehen, daß es sich, bei den Betreibern dieser Geräte, allesamt um ausgebildete Elektriker handelt. Wenn Du eine gemeinsame Masse bildest, besteht dabei immer die Gefahr, daß Du dabei zwei sich überlagernde Stromkreise erzeugst, weil Du irgendwo etwas an falscher Stelle isolierst. Aber genau dann ist leider die berühmte "Kacke am dampfen". Um genau das zu verhindern, habe ich vorgeschlagen, den Masseanschluß grundsätzlich direkt an den Trafos, bzw. Stellpulten abzugreifen, weil dort der Masseanschluß recht Narrensicher ausgeführt werden kann. Direkt am Gleis reicht ja schon nur ein einziger vertauschter Isolierverbinder bereits aus, um für eine anhaltendende Fehlersuche zu sorgen.

Galvanisch getrennt, bedeutet in der Tat, daß die beiden Stromkreise im gemeinsamen Leiter voneinander völlig unabhängig sind. Jedes einzelne Elektron findet automatisch den Weg zu seiner Stromquelle zurück, das ist einfach so.

Wenn die Digitalzentrale das aber selbst kurzzeitig nicht ab könnte, wäre jede Überfahrt, ohne Schleusengleis, für diese Zentrale "lebensgefährlich", denn bei der Überfahrt einer Lok kommt es, im Bereich der Trennstelle, automatisch zu einer Stromkreisüberlagerung, da die Lok, mit ihren elektrisch verbundenen Achsen, jedesmal, für die Dauer der Überfahrt, für eine Strombrücke sorgt, die die beiden benachbarten Stromkreise mit beiden Polen verbindet. Genau deshalb gibt es für die Märklin Schleifer diese kleinen Wippen...

@ Locomotive-Boy:
Der Unterschied, zwischen technischer und physikalischer Stromrichtung, ist auch mir bekannt, ist aber für die Praxis recht bedutungslos und sorgt in den Köpfen elektrisch unvorbelasteter Menschen zunächst einmal nur für große Verwirrung. An den handelsüblichen GS-Trafos ist in der Regel die technische Stromrichtung angegeben, beim Fahrstrom wechselt sie je nach eingestellter Fahrtrichtung ohnehin, da der Regler gleichzeitig ein Polwendeschalter ist.

Zum FI (= FehlerStrom) Schutzschalter:
Wenn der überall verbaut wäre, würde es erheblich weniger Kabelbrände und Stromschlagopfer geben. Im Haushalt sollten alle Haushaltsgeräte mit Metallgehäusen (z.B. Elektroherde, Waschmaschinen, Heizkörper, etc...) mit ihrem Gehäuse an Erde (= grün/gelbe Ader) verbunden sein, und diese Ader auch immer über einen FI-Schalter führen. Der FI-Schalter schaltet nun sofort alles aus, so bald er Strom bekommt. So kann ein Isolationsfehler niemals dazu führen, daß man über das Metallgehäuse eines Elektrogerätes plötzlich selbst unter Strom steht. Und so manches Haus wäre so auch nicht in Rauch aufgegangen... So ein FI-Schalter kostet nicht die Welt, hast Du schon einen in Deinem Sicherungskasten?

Pierre

Felix · Verfasst am: 29 Aug 2008 11:57 Titel: Re: Warum....

Peter Müller · Anmeldungsdatum: 10.08.2008 Beiträge: 870 Wohnort: Bottrop

Also, nach eMail-Kontakt mit Herrn Tams: grundsätzlich ist eine allpolige Trennung prophylaktisch und es gibt auch keine irgendwie geartete galvanische Verbindung auf der Hausinstallationsseite der Trafos. Die Physik wird auf der Modelleisenbahn nicht außer Kraft gesetzt.

Aber: schon die Steuerleitung zwischen Zentrale und Booster oder aber eine Masseverbindung zu einem Rückmeldemodul kann zerstörende Wirkung haben. Deswegen die Anleitung, dass dort, wo die Versorgungsspannung des Boosters mittels Vollweg-Gleichrichter gemacht wird (im Gegensatz zur Einweggleichrichtung der Trafospannung für Minus und Plus), auch immer allpolig getrennt wird.

Für fliegende Aufbauten bedeutet das für mich, aus Sicherheitsgründen grundsätzlich allpolig zu trennen (gibt dann immer noch genügend Gründe, warum etwas abraucht; allerdings mindestens einen Grund weniger). Außerdem strebe ich schnellstens Schleusengleise an. Auch da wird es dennoch aus Unachtsamkeit Überbrückungen geben, aber eben halt erheblich weniger als bisher, wo Überbrückungen unumgänglich waren.

Ausnahme: wenn dann der eigene analoge Gleichstromversorger mit den übrigen analogen Gleichstromtrafos über eine gemeinsame Leitung vor dem Systemwechsel-Schaltpult verbunden werden soll, so mache ich da gerne mit.

Wenn andere aufgrund robuster Stromversorger anders verfahren, so beißt sich das aus meiner Sicht nicht. Bleibt nur die Frage, ob wir Systemwechsel-Schaltpulte kennzeichnen sollten, ob sie intern allpolig getrennt sind oder nicht?

Trainspotters · Anmeldungsdatum: 09.08.2008 Beiträge: 277 Wohnort: Köln

Danke Felix für Deine Ausführung zum FI-Schalter. Nun weiß ich endlich, wie das Gerät intern arbeitet. Jedenfalls steht so aber auch fest, daß die "Erdader" da ein gutes Quentchen mit zu tun hat. Den irgendwo muß der "verlorene" Strom ja bleiben. Was aber über die Erdleitung zurückfließt, kann nicht mehr über den Nullleiter gehen und fehlt damit, um die geforderte Parität herzustellen. Ich hoffe nur, ich habe mich mit meinem elektrischen Grundwissen nicht gleich völlig bei Dir blamiert. Bin halt im Gegensatz zu Dir kein gelernter Elektriker, sondern allenfalls ein belesener Autodidakt, auf diesem Gebiet.

@ Peter Müller
Da bisher jede Zentrale ihren festen Versorgungsbereich hatte, denke ich mal, daß wir das nicht gesondert zu markieren brauchen. Wenn eine Zentrale zum Einsatz kommt, die da empfindlicher in der Absicherung ist, braucht ja nur das betreffende Stellpult nicht an die gemeinsame Masse angeschlossen werden. Damit ist die allpolige Trennung dieses Abschnittes dann mehr als gewährleistet. Bei der Schaltung für die Schleusengleise, solten wir eine Schaltung wählen, die der Zug selbst steuert. Denn nur dann ist relativ sichergestellt, daß nicht durch ein versehentliches "Vegessen" der Schleusung, nicht doch wieder Fremdspannung im System ist.

Pierre

Peter Müller · Anmeldungsdatum: 10.08.2008 Beiträge: 870 Wohnort: Bottrop

Felix · Verfasst am: 31 Aug 2008 16:15 Titel:

Es ist ja kein Problem die Pulte auf allpolige Trennung umzubauen und dann bei den Ausgängen wenn gewünscht die Brücken von Außen anzubringen.
So bleibt man flexibel und kann trotzdem für analogen Kram oder sonstige Einfälle beliebige Stromschienen zusammen fassen.

@Pierre
Danke für die Blumen.
Ich schreibe auch nicht gerne als Elektrotechnik Anfänger irgendetwas aus diesem Bereich, weil es ganz schnell peinlich werden kann, wenn man in seinem angeblichen Spezialgebiet falsch liegt und ein "Hobbyelektroniker" einem dann was beibringen muss.
Ich denk wir sollten auf kooperative Zusammenarbeit setzen Wink

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