Frage zu Schutzisolation Akai GX-260D

[Ferrograph]

Hallo zusammen,

an meiner Akai GX-260D habe ich folgende merkwürdige Spannungen zwischen Schutzleiter (PE) meines Mehrfachverteilers
und der Gehäusemasse (=Gerätemasse) gemessen.
Die Maschine ist Schutzisoliert, der PE ist also nicht mit der Masse oder dem Gehäuse verbunden.

Netzstecker (Original 2-polig) in eine Richtung:
139VAC zwischen PE an der Steckdosenleiste und Gerätemasse.

   

Netzstecker anders herum:
79VAC zwischen PE an der Steckdosenleiste und Gerätemasse.

   

Wenn ich die Maschine über Chinch Kabel mit einem anderen Gerät über Schutzerdung verbinde brechen die hohen Wechselspannungen bis auf ein paar mV zusammen. (zum Glück...)
Zwischen jedem der 2 Pole des Netzsteckers und der Gerätemasse ist kein Widerstand messbar insoweit scheint die Isolation zumindest bei der Kleinspannung des Multimeters i.0. zu sein.
Einen ISO Prüfer für Netzspannung habe ich leider zur Zeit nicht zur Hand.

Die Motorschaltung der Akai erfolgt über Spartrafo von der Primärseite, es gibt jedoch keine Verbindung hier zur Gerätemasse (wäre ja auch lebensgefährlich).

Kann mir jemand die Ursache für die hohen Spannungen bei fehlender Erdung der Gerätemasse erklären?
Es irritiert mich außerdem weshalb bei Vertauschung von L und N Leiter am Stecker unterschiedliche Potentiale an der Masse entstehen.
Die Wohnungsinstallation ist 3-adrig ausgeführt und mittels RCD gesichert.
Auf dem Netzstecker der Akai ist das VDE Zeichen erkennbar.

Ich habe noch mal den Teil des Motorstromlaufes mit Primäranzapfung hier reinkopiert.

   

Kann mir bitte jemand bei der Fehlersuche helfen?

Viele Grüße, Jan

[kaimex]

Man hat immer Streu-Kapazitäten zwischen der Masse und den beiden Netzleitungen, insbesondere über den Netztrafo.
Wenn das Meß-Instrument sehr hoch-ohmig mißt (oft sind es 10 MOhm), mißt man auch eine Spannung gegenüber dem Schutzleiter bzw Schutzerde.
Wenn man parallel zum Instrument einen Widerstand von ein paar kOhm legt und es wirklich nur Streu-Kapazitäten und keine eingebauten 10...100nF sind, sollten die Spannungen bereits deutlich zusammenbrechen.
Du kannst ja mal "spaßeshalber" in Serie mit dem erdenden Cinch-Kabel (in der Masseleitung, bzw einem einfachen Verbindungsdraht) das Instrument im Strom-Meß-Modus einfügen und den fließenden Wechselstrom messen. Der sollte sehr klein sein.
Dieser Effekt ist bei alten zwei-adrig angeschlossenen Stehlampen mit Metallrohr"mast" für das Kribbeln beim Anfassen des Rohres ursächlich.

MfG Kai

[Justus]

Lege mal einen Widerstand von ca. 5K zwischen den Messstrippen und messe erneut, dann sollte die induktive und somit Leistungslose Spannung aus der Streukapazität ebenfalls zusammenfallen.

[Ferrograph]

Hallo Justus und Kai,

vielen Dank erst mal für die Hinweise.
Ich werde morgen mal eure Ratschläge befolgen und mittels Widerstand den Ableitstrom messen.

Gruß, Jan

[ManiBo]

Die Maschine ist bestimmt nicht schutzisoliert wie du schreibst.
Den Rest haben die Vorposter ja schon geschrieben.

Gruß Mani

[kaimex]

Ich glaube (das weiß Mani sicher besser), zur Schutz-Isolation würde eine Schutzwicklung oder Schutzfolie zwischen Primärwicklung und Sekundärwicklung gehören, die an Schutz-Erde anzuschließen wäre. Die sollte gerade auch die genannten kapazitiven Ströme ableiten bzw die kapazitiven Kopplungen zur Sekundärseite verringern.
Wenn du ein Kapazitäts-Meßgerät hast, könntest du mal bei abgezogenem Netzstecker die Kapazitäten von der Sekundärwicklung (beide Anschlüsse des Trafos (bzw Eingang der Gleichrichterbrücke) miteinander verbunden) zu den beiden Netzleitungen messen. Alternativ auch die Kapazität der Geräte-Masse zu den beiden Netzleitungen. Dazu müßte aber mindestens eine Brücke zu einem der Anschlüsse der Sekundärwicklung gelegt werden, da sonst die Verbindung durch die nicht aktive Gleichrichterbrücke fehlt.

MfG Kai

[Ragnar_AT]

Ich glaube (das weiß Mani sicher besser), zur Schutz-Isolation würde eine Schutzwicklung oder Schutzfolie zwischen Primärwicklung und Sekundärwicklung gehören, die an Schutz-Erde anzuschließen wäre. Die sollte gerade auch die genannten kapazitiven Ströme ableiten bzw die kapazitiven Kopplungen zur Sekundärseite verringern.

Eine Schutzerde hat in einem schutzisolierten Gerät nichts verloren, das sind zwei entgegengesetzte Konzepte.

Schutzerdung ("Schutzklasse 1"): alle Teile, die betriebsmäßig Netzspannung führen, sind einfach isoliert (Basisisolierung) und von einem Metallgehäuse umgeben. Das Metallgehäuse ist direkt niederohmig mit der grün-gelben (ganz früher roten) Ader der Netzzuleitung verbunden. Falls die Isolierung eines spannungsführenden Teils beschädigt ist und er das Metallgehäuse berührt, fließt über diese Verbindung ein Strom, der die Sicherung im Haus bzw. den FI (je nach Schutzkonzept und Alter der Anlage) auslöst, bevor ein Mensch das Gerät berühren und zu Schaden kommen kann.
Schutzisolierung (Schutzklasse 2): alle spannungsführenden Teile sind mit doppelter oder verstärkter Isolierung versehen, etwa mit Basisisolierung und einem zusätzlichen Kunststoffgehäuse. Eine gelb/grüne Ader darf in der Zuleitung zwar vorhanden sein, und muss dann im Stecker auch angeschlossen sein, aber im Gerät ist sie wie ein aktiver Leiter zu isolieren und darf nicht mit der Schaltung verbunden sein. Falls die Isolierung eines spannungsführenden Teils schadhaft ist, schützt immer noch eine zweite Isolierung die Benutzer.
So, und jetzt kommts: anscheinend darf oder durfte man statt doppelter/verstärkter Isolierung auch mit ausreichendem Abstand zum Gehäuse arbeiten. Sonst wäre es nicht möglich, dass schutzisolierte Audiogeräte z.B. blanke Lötstellen am Trafo oder Netzschalter haben, in einem Blechgehäuse.
Die Geschichte mit der Schutzfolie zwischen den Wicklungen dürfte aus dem Bereich Schutzkleinspannung (Schutzklasse 3) stammen. Damit soll sichergestellt werden, dass die Sekundärwicklung nur die vorgesehenen 12 oder was auch immer V führen kann und auch bei Beschädigung der Primärwicklung nie Netzspannung. Diese Folie dürfte aber isolierend sein, und nicht geerdet.

[Ferrograph]

Die Maschine ist bestimmt nicht schutzisoliert wie du schreibst

Weiß jemand ab welchem Jahr neue Geräte mit Schutzklasse 0 (also ohne Schutzisolierung/Schutzerdung/Schutzkleinspannung) in Deutschland nicht mehr zulässig waren?

Viele Grüße, Jan

[Ferrograph]

So, habe jetzt mal den Ableitstrom über ein angeschlossenes Meßgerät (unter Betriebsbedigungen mit 230VAC) zwischen PE in der Steckdosenleiste und Gerätemasse gemessen.
Ich komme da auf 144 µA im Betriebszustand,natürlich ohne Masseverbindung über externe Geräte
Wenn ich die Masse extern (über Chinchkabel zum Bsp) verbinde kann ich keinen Strom mehr messen da die Spannung ja logischerweise verschwindet.

Die Kapazität zwischen der Primärseite des Netztrafo und Masse beträgt ca 3nF.

Bei Erdschluss über 4,7 kOhm mit den Gerätemasse bricht die Spannung erwartungsgemäß auf ca. 0,7V zusammen.
Damit ist das ohmsche Gesetz wieder einmal bewiesen...

Gruß von Jan

[kaimex]

Hallo Jan,

an 2 Geräten, die hier gerade offen rumstehen, messe ich Kapazitäten von der Größenordnung 300 pF zwischen Sekundär- und Primär-Seite. Beide Trafos habe allerdings die erwähnte Schutzwicklung. Die ist übrigens sowohl an Gehäuse als auch am Schuko angeschlossen. Ob das einer Vorschrift entspricht oder nur technisch sinnvoll ist, weiß ich nicht.

Kann man bei "deinem" Trafo sehen, ob die Wicklungen übereinander liegen oder nebeneinander in separaten Wickelkörpern oder gar auf separaten Schenkeln des Kerns ?
Bei kleinen Netztrafos mit Primär- und Sekundär-Wicklung in getrennten Abteilungen nebeneinander sehe ich Kapazitäten unter 50 pF.

MfG Kai

[DUALMartin]

Hallo Jan,

wie hier bereits ausführlich beschrieben wurde, sind solche "hohen" Spannungen zwischen den Masseanschlüssen von Verstärkern,
CD-Playern, Bandmaschinen etc. und dem Schutzleiteranschluß normal und bei einem Gerät, welches elektrisch i.O. ist auch völlig
unbedenklich.
Tatsächlich aber, hat hierbei die Polung des Netzsteckers einen nicht unerheblichen Einfluss auf das Klangbild.
In der High End Szene, ist es seit einigen Jahren üblich, dass die Netzstecker über einen Farbpunkt gekennzeichnet sind, welcher Stift
in die Phase der Netzsteckdose muss. Dazu muss man natürlich mit einem Phasenprüfer vorher die Phasenseite ermitteln.
Idealerweise, muss der Stecker immer so herum eingesteckt werden, dass die gemessene Spannung zwischen Gehäusemasse und
Schutzleiterkontakt möglichst klein ist. Der Klanggewinn, den man daraus erzielt, ergibt zwar keinen "WOW"-Effekt, ist aber durchaus
hörbar. In den einschlägigen Fachzeitschriften gibt es ausführliche Beiträge zu diesem Thema. Auch Geräte zur Ermittlung, wie herum
eingesteckt werden muss, sind für ca. 60.-€ auf dem Markt erhältlich. Ich hatte so ein Gerät leihweise mal getestet. Es funktioniert,

aber mit einem Multimeter klappt es genau so gut, wie Du es ja bereits gemessen hast.

Probiert doch alle mal aus, ob ihr einen Klangunterschiedheraushören könnt. Nicht immer, sind die Spannungsunterschiede beim Drehen
des Netzsteckers so eindeutig. Da muss man einfach einmal ein bisschen probieren.

Liebe Grüße,

Andreas

[Ferrograph]

Kann man bei "deinem" Trafo sehen, ob die Wicklungen übereinander liegen oder nebeneinander in separaten Wickelkörpern oder gar auf separaten Schenkeln des Kerns ?

Hallo Kai,
die Wicklungen sind komplett mit einem massiven Cu-Band zur Abschirmung umschlossen und zusätzlich dazu noch durch 2 Buntmetallkappen abgeschirmt und verdeckt.
Ich kann den inneren Aufbau daher nicht erkennen.

Gruß, Jan

[Ferrograph]

Tatsächlich aber, hat hierbei die Polung des Netzsteckers einen nicht unerheblichen Einfluss auf das Klangbild.

Hallo Andreas,
das ist mir neu, wieder was gelernt und ich werde das mal ausprobieren.
Gruß, Jan

[kaimex]

Tatsächlich aber, hat hierbei die Polung des Netzsteckers einen nicht unerheblichen Einfluss auf das Klangbild.

Wichtiger als den Netzstecker "richtig rum" reinstecken ist, daß man die Massen aller Audio-Geräte nieder-ohmig verbindet. Japanische Geräte hatten früher dafür auf der Rückseite eine Erdungs-Schraubklemme.
Nach sorgfältiger Erdung sollte es egal sein, wie man den Netzstecker in die Dose steckt.
Ist die Erdung nicht gut genug oder gibt es gar "Erdschleifen", kann es zu einem störenden Brumm führen aber nicht zu einer Veränderung des Klangbildes.
Erdschleifen beseitigt man dadurch, daß man alle Geräte aus einer Steckdose (per Verteiler) speist oder nur bei einem Gerät den Schuko anschließt. Verbindungen zu Antennnen- und Kabel-Steckdosen müssen dann auch Masse-seitig für Netzfrequenz und Oberwellen durch Kondensatoren unterbrochen werden, die die gewünschte HF ungedämpft durchlassen, die tiefen Frequenzen aber stark absenken.

MfG Kai

[DUALMartin]

Nach sorgfältiger Erdung sollte es egal sein, wie man den Netzstecker in die Dose steckt

Dadurch, dass die modernen Stromnetze unsymmetrisch sind, fließen über die Signalleitungen zwischen
den einzelnen Geräten Ausgleichsströme, aufgrund der Potentialunterschiede der Geräte zueinander.
Diese beeinflussen nachweislich das Klangbild. Durch das Ausphasen der Geräte (und dazu müssen die
Geräte untereinander zunächst getrennt werden), sollen die Gehäusepotentiale auf den niedrigst möglichen
Wert gebracht werden.
Dadurch wiederum werden die Ausgleichsströme zwischen den Geräten auf ein geringes Maß gebracht.


Und dieser Effekt, wirkt sich in aller Regel positiv auf das Klangbild aus.Keine Zauberei, einfach nur Physik.



Viele Grüße,



Andreas
@Kai -Die Erdungsklemmen kenne ich jetzt nur von den Verstärkern, um dort die Masseleitung eines Plattenspielersanzuschließen.

Gab es die auch durchgängig an anderen HiFi Bausteinen ? (Tapedeck, Tuner etc. ?)

[kaimex]

1. Die Ausgleichsströme zwischen den Geräten enthalten allenfalls Netzfrequenz, Oberwellen und Störsignale, haben aber nichts mit dem Audio-Signal zu tun im Sinne einer Klang-verändernden Filterung. Es ist, soweit linear, allenfalls eine Hinzufügung von Störsignalen.

2. Bei allen Anlagen mit Cinch-Verbindungskabeln war schon deshalb eine sichere Masse-Verkabelung vor Herstellung der Cinch-Verbindungen nötig, weil bei Cinch zuerst der Innenleiter Kontakt macht, bevor die Masse über den Außenleiter angeschlossen wird. Wenn zwischen zwei Geräten ~110Vac Potential-Unterschied besteht und eine Kabelverbindung zu einem Eingang ohne Spannungs- und Strom-Begrenzung hergestellt wird, werden Transistoren das idR nicht überleben.
Bei den alten DIN-Steckverbindungen mach(t)en zuerst die Abschirmhülsen Kontakt, die zweckmäßigerweise mit Masse verbunden sind.

MfG Kai

[Wenni]

Bei den alten DIN-Steckverbindungen mach(t)en zuerst die Abschirmhülsen Kontakt, die zweckmäßigerweise mit Masse verbunden sind.

Es mag sein, dass die Verbindung der Abschirmhülsen mit Masse zweckmäßig ist, es entspricht aber nicht der Praxis. In der Praxis haben die Abschirmhülsen zum Kabel keinerlei Verbindung. D.h., die werden nur geräteseitig am jeweiligen Gerät kontaktiert (wenn überhaupt). So habe ich immer die Kabel zusammengelötet und es eben nochmal an einem fabrikmäßig gefertigten Kabel nachgemessen (mit vergossenen Steckern), kein Durchgang von Abschirmhülse zu Abschirmhülse.

Gruß
Wenni

[kaimex]

Das kommt darauf an, wie man das hintere Ende der einen Hülsenhälfte um das Kabel klemmt: wenn man den Kabelschirm vorher abisoliert, hat man Masse-Kontakt, wenn man das unterläßt natürlich nicht, außer wenn man stattdessen ein Drähtchen nach Pin 2 = Masse legt. Der Schirm sollte natürlich auch mit Pin 2 verbunden sein.
Gibt es diese Masse-Verbindung nicht, ist hängt es bei DIN davon ab, ob man den Stecker so schräg einführt, daß Pin 2 zuerst Kontakt macht.
Man kann die Kabel so gestalten, daß es höhere Betriebssicherheit zur Folge hat. Man es auch ignorieren, wenn man Spaß am Risiko hat.

MfG Kai

[Ferrograph]

Hallo zusammen,

ich habe jetzt mal versucht das Thema Brummspannung 50 Hz am Ausgang der Akai GX-260D
in Abhängigkeit von der Polung des Netzsteckers und beim Anlegen des PE (Schutzleiters)
an die Gerätemasse nachzuvollziehen:

Hier die 50 Hz Brummspannung bei Polung L-N.

   

Hier die 50 Hz Brummspannung bei Polung N-L.

   

Der Maßstab ist 5mV pro Teilstrich.
Der Oszillograph ist Schutzisoliert, d.h keine Beeinflussung durch den PE über den Oszi.
Das Anlegen des Schutzleiters über eine Laborschnur direkt an die Geräte-/Gehäusemasse brachte in keiner Netzpolungssituation Veränderung der Brummspannung.

Ich glaube 3,5 mV Brummspannung ist in allen gezeigten Situationen ein sehr guter Wert.
Da nach eingehender Begutachtung nirgendwo ein Zeichen für die Schutzisolierung der Maschine zu finden ist,
gehe ich davon aus, daß es sich um die Schutzklasse 0 (Basisschutz), d.h ohne zusätzlichen Schutz gegen zu hohe Berührungsspannungen handelt.

Hier werde ich schon in Hinblick auf die von außen großflächig berührbaren Metallteile einen Schutzleiter für SK1 nachrüsten.
Negative Auswirkung durch Brummschleifen konnte ich mit dem Oszi zumindest an der Quelle nicht nachweisen.

Viele Grüße, Jan

[Ragnar_AT]

Ich habe auch keine Zahlen, würde aber stark vermuten, dass Geräte der Schutzklasse 0 offiziell gleichzeitig mit Installationen ohne Schutzleiter (für eben diese waren Geräte der SK 0 vorgesehen, Geräte SK 1 werden einfach automatisch zu SK 0 sobald sie in einer entsprechenden Steckdose stecken) verboten wurden, und das war 1959. Allerspätestens jedenfalls im Lauf der 60er.

[Ferrograph]

Hallo Ragnar,

das würde aber bedeuten daß die Akai GX Serie welche ja noch Anfang der 70er Jahre in Deutschland und Östereich verkauft wurden zumindest der Schutzklasse 2 (Schutzisoliert) entsprochen haben müssten.
Ich finde aber keine derartige Kennzeichnung auf der Maschine, erst ab den späten GX-Serien (GX-635 ?? und ff) ist m.E ein VDE Zeichern für Schutzisolation auf der Maschine angebracht.

Gruß, Jan

[Ragnar_AT]

Hallo Ragnar,

das würde aber bedeuten daß die Akai GX Serie welche ja noch Anfang der 70er Jahre in Deutschland und Östereich verkauft wurden zumindest der Schutzklasse 2 (Schutzisoliert) entsprochen haben müssten.
Ich finde aber keine derartige Kennzeichnung auf der Maschine, erst ab den späten GX-Serien (GX-635 ?? und ff) ist m.E ein VDE Zeichern für Schutzisolation auf der Maschine angebracht.

Gruß, Jan

Ja, davon sollte man eigentlich ausgehen! Zumal Geräte der SK 0 eigentlich nur mit solchen Steckern ausgeliefert werden durften, die mit voller Absicht nicht in Schukosteckdosen passen:
https://www.plugsocketmuseum.nl/Classics...nector.jpg
Also entweder sind diese Geräte beim Import durch irgendwelche Kontrollen durchgerutscht, oder es gibt da noch unbekannte Details.