High-End-Audio — Produkte Audio 2 — Netzfilter

Betrachtung zur Netzversorgung - unser Netzfilter

Als Einleitung zeige ich relevante Faktoren der Netzversorgung auf.
Der weiter unten beschriebene Filter ist sowohl für messtechnische als auch für High-End Audio Anwendungen geeignet.
Wichtig ist, dass ab dem Netzfilter alle Leitungen und Stecker geschirmt zu den jeweiligen Verbrauchern geführt werden.

Der weiter unten beschriebene Netzfilter entstand in Zusammenarbeit und mit Teilen ( Ferrit-Filter und Luftspulen) der Firma Silvercore ( www.silvercore.de )

Wie sollte idealer Weise die Netzstromversorgung sein? Ich beziehe mich hier auf das deutsche Netz, die Grundsätze gelten aber weitgehend für jedes AC-Netz.

Es sollte eine dreiphasige Wechselspannung mit 230 V rms zwischen Nullleiter und Phase und 50 Hz Frequenz anliegen. Diese Spannung sollte verzerrungsfrei und frei von sonstigen Störungen sein. Die Amplitude und Frequenz sollten völlig konstant sein.

Von diesem Ideal ist man weit entfernt. Im Folgenden werde ich die einzelnen Störkomponenten, ihre Ursachen und Auswirkungen aufführen. Im zweiten Teil werde ich darstellen, wie man die Störungen verringern oder unterdrücken kann.

Stabilität der Spannung:

Diese ist leider nicht gegeben. Die Netzspannung schwankt in ihrer rms – Amplitude um durchschnittlich 5-10% je nach Lage und Situation.
Dies wird einerseits durch Verbraucher verursacht, die z.B. unerwartet hohen Stromverbrauch haben. In einer Hausinstallation wäre das ein Durchlauferhitzer für die Warmwasserbereitung. Schaltet man diesen ein, sinkt durch die Belastung die Spannung etwas ab. Dies gilt natürlich auch im weiteren Rahmen – tagsüber liegt durchschnittlich durch Industrie und Gewerbe eine höhere Belastung vor als nachts.
Die Stromversorger versuchen natürlich die Netzspannung konstant zu halten, was aber nicht immer gelingt. Von der Versorgerseite gibt es hier zwei Hauptursachen:
Ein Stromverbrauch, der nicht der Prognose des Stromversorgers entspricht: Viele Kraftwerke können nur langsam hoch- oder heruntergefahren werden. Hat sich der Stromversorger mit seiner Prognose also auf einen hohen Stromverbrauch eingestellt und Kraftwerke hochgefahren und tritt der prognostizierte Stromverbrauch nicht ein, steigt die Netzspannung über den Sollwert. Ich habe durchaus schon Spannungen von 245 V AC rms gemessen. Genauso kann die Spannung natürlich auch unter den Sollwert sinken.
Die zweite Ursache ist die Einspeisung von regenerativen Energien. Auch hier kann die Prognose über die erwartete Einspeisung von der Realität abweichen. Windräder kann man bei zuviel Anlieferung zentral gesteuert abschalten, Solaranlagen auf Häusern, wie sie weit verbreitet sind nicht.

Welche Auswirkungen haben diese Spannungsschwankungen auf angeschlossene Verbraucher?
Hier muss man unterscheiden, ob der Verbraucher intern seine Betriebsspannung regelt oder nicht.
Verbraucher, die intern ihre Spannung nicht regeln, wie herkömmliche Glühbirnen, E-Herde oder auch im Audiobereich Röhrengeräte ohne Spannungsstabilisierung setzen diese Spannungsschwankungen direkt um. Eine herkömmliche Glühbirne leuchtet etwas heller oder dunkler. Ein Röhrenverstärker ohne interne Stabilisierung hat etwas mehr oder weniger Leistung. Kritisch sind nur deutliche Überspannungen, weil diese die Lebensdauer der angeschlossenen Verbraucher verringern können. Eine für 220 V ausgelegte Glühbirne hat bei 240 V eine mittlere Lebenserwartung von nur noch 30%.
Generell stellen diese Spannungsschwankungen, sofern sie im normalen Rahmen bleiben, für die meisten Verbraucher kein großes Problem dar, sofern diese dafür ausgelegt sind.
Verbraucher, die intern ihre Betriebsspannung/ – Spannungen regeln, sind hier normalerweise noch weniger beeinträchtigt. Gerade neuere Elektronik mit Schaltnetzteilen hat üblicher Weise keine Probleme mit Spannungsschwankungen.

Impulsstörungen auf der Netzspannung:

Beim Ein- und Ausschalten vieler Verbraucher werden kurzzeitig Impulse von beträchtlicher Höhe erzeugt. Üblich sind überlagerte Nadelimpulse von einigen hundert Volt. In sehr ungünstigen Konstellationen habe ich aber auch schon 4000 V gemessen. Solch hohe Impulse werden entweder durch defekte Geräte oder aber auch durch Industrieanlagen verursacht.
Ein Sonderfall sind Impulsstörungen die ins Niederspannungsnetz durch Gewitter induziert werden. Diese können auch sehr hohe Spannungsspitzen ereichen, insbesondere, wenn das Niederspannungsnetz nicht unterirdisch verlegt ist.
Je nach Höhe, Dauer und Häufigkeit können solche Impulse angeschlossene empfindliche Verbraucher zerstören, langfristig schädigen und/oder in ihrer Funktion beeinträchtigen.

Verzerrung der Netzspannung:

Die Netzspannung sollte ein reiner Sinus sein. Dies ist aber nur ein Ideal. Normal sind Verzerrungen im Bereich einstelliger Prozentzahlen. Was versteht man unter diesen Verzerrungen, bzw. Klirrfaktor? Dies bedeutet, dass außer der Grundwelle, in diesem Falle 50 Hz die Harmonischen (= Vielfachen der Grundwelle) ebenfalls vorhanden sind, also 100Hz, 150Hz, usw. bis hin zu 1000Hz bis 2000Hz. Sehr empfindliche Verbraucher können dadurch gestört werden. Gerade Verbraucher, die sehr kleine Spannungen verarbeiten sind hiervon betroffen. Dazu gehören Elektrometer, Lock-in Verstärker oder auch MC-Phonovorverstärker um einige Beispiele zu nennen.

Gleichspannungsanteile auf der Netzspannung:

Je nach Lage und Situation kann die Wechselspannung mit einigen Volt Gleichspannung unterlegt sein. Verbraucher, die intern Transformatoren einsetzen sind hiervon betroffen: Trafos neigen dann dazu, mechanisch zu brummen. Gleichzeitig sinkt die Effizienz, da der Trafokern ja nicht auf Betrieb mit Gleichspannung ausgelegt ist. Dies führt dazu, dass sich der Transformator auch etwas stärker erwärmt.

Hochfrequenzstörungen auf der Netzspannung – leitungsgebunden:

Unter diesen Störungen versteht man jegliche Störungen, die auf die eine oder andere Art direkt in die Leitung eingespeist werden. Hier gibt es eine große Zahl von Störquellen, die auch immer mehr ansteigt.
Hier gibt es die gezielt eingespeisten Störungen zum Zwecke der Datenübertragung: Die Netzversorger verwenden die Netzleitungen auch zur Datenübertragung. Beispiele hierfür sind die Steuerimpulse zum Einschalten von vergünstigtem Nachtstrom, bis hin zu PLC ( = Datenübertragung zur Internetnutzung). Gerade PLC erzeugt ein breitbandiges Störspektrum, welches auch wieder über die Leitung abgestrahlt wird. Zum Teil wurden dadurch schon Funkdienste so stark gestört, dass PLC wieder abgeschaltet werden musste.
Durch diese Störungen können angeschlossene Verbraucher in ihrer Funktion beeinträchtigt werden. Nicht unbedingt so, dass sie gar nicht funktionieren, aber die Genauigkeit von elektronischen Messgeräten kann beeinträchtigt werden, genauso wie die Wiedergabequalität von Audioanlagen. Besonders Röhrengeräte sind hiervon betroffen, da Röhren bauartbedingt sehr hohe Frequenzen verarbeiten können. Sind jetzt zusätzlich zum Nutzsignal noch HF-Störungen vorhanden, werden diese „mitverarbeitet“ was zu einer Form von Überlastung, Sättigung von Schaltungsteilen führen kann. In der Messtechnik treten durch solche Störungen oft unstabile Messwerte auf.

Eine weitere Störquelle sind die sich immer mehr durchsetzenden Schaltnetzteile, die man überall antrifft – vom Handy-Ladegerät bis zum Computer oder Fernseher. Prinzip eines Schaltnetzteiles ist, dass die ankommende Wechselspannung sofort gleichgerichtet wird. Die dann vorhandene Gleichspannung wird wieder „zerhackt“ also in eine nicht sinusförmige Wechselspannung von ca. 20 kHz bis zu einigen hundert kHz umgeformt. Diese Spannung speist dann einen Transformator. Dieses „Zerhacken“ führt wiederum zu Rückstörungen ins Netz und kann auch als Störfeld abgestrahlt werden.

Man kann feststellen, dass sich die Leitungsgebundenen Störungen in den letzten 20 Jahren vervielfacht haben – Tendenz weiter steigend. Die Menge der Störungen ist natürlich lokal unterschiedlich und auch zeitlichen Schwankungen unterworfen. Bis auf wenige vielleicht vorhandene Ausnahmen ist aber inzwischen davon auszugehen, dass sämtliche empfindliche Elektronik durch die leitungsgebunden Störungen mehr oder weniger beeinträchtigt wird.

Zur Veranschaulichung werden die üblicherweise auf dem Netz vorhandenen Störungen dargestellt. Die obere breite durchgehende Kurve ist im „max-hold-mode“ aufgenommen, sie speichert den höchsten vorhandenen Wert. Die senkrechten Linien sind die bei einem 20ms Sweep detektierten Störer. Gelangen solche Störungen ungefiltert in die verarbeitenden Schaltkreise von empfindlicher Elektronik, muss man mit einer Beeinträchtigung der Performance rechnen!
Bei dieser Anzeige ist zu beachten, dass sich der Frequenzbereich bis 250 MHz erstreckt. CE-Prüfungen und Normen konzentrieren sich vordringlich auf den Frequenzbereich bis 30 MHz!

Hochfrequenzstörungen auf Netzleitungen – feldgebunden:

Unter diesen Störungen versteht man sämtliche Störungen, die durch ein elektromagnetisches Feld in die Netzleitung übertragen werden. Die Netzleitung wirkt also als Antenne.
Grundsätzlich gilt Folgendes: Je höher die Frequenz ist, desto kürzer darf die Antenne sein… Da Netzleitungen/ Netzinstallationen sehr große Kabellängen haben, können Sie prinzipiell von sehr niedrigen bis hin zu den höchsten Frequenzen empfangen. Je nach Konstellation werden bestimmte Frequenzen bevorzugt oder aber auch unterdrückt.
Als Quellen für Störungen kommen sämtliche gezielt ausgestrahlten Sendungen, wie Rundfunk, Fernsehen, WLAN, Handy.. etc in Frage.
Zusätzlich sämtliche durch andere Geräte abgestrahlte Störungen. Die möglichen Störer sind in jedem Haushalt und Umfeld inzwischen vertreten – hierzu gehören: Computer, Laptos, Monitore, Fernseher, sämtliche Geräte mit Schaltnetzteilen, Funkfernbedienungen, etc. Da immer mehr Geräte zum Einsatz kommen, immer mehr Funkdienste betrieben werden, nehmen diese Störungen natürlich immer mehr zu.

Eine zusätzliche Problematik bei Hochfrequenzstörungen sind Intermodulationen: Darunter versteht man: Treffen zwei oder mehrere Frequenzen auf einen nichtlinearen Übergang – das kann ein elektronisches Bauteil wie eine Diode sein, oder auch eine kalte Lötstelle – dann entstehen zusätzliche Mischprodukte nach der Formel: n x f1 +/- m x f2. n, m sind ganze Zahlen. Als Beispiel: Zwei UKW-Sender im Abstand 100 kHz, z.B. 90 MHz und 89,9 MHz – dies kann bei Intermodulationen einen Störer bei 100 kHz ergeben. Dies kann z.B. die Qualität eine Audio-Anlage beeinträchtigen. Zur Veranschaulichung das Störspektrum in unserem teilgeschirmten Labor, welches von einem 1 m langen Kabel empfangen wird. Das Labor befindet sich im ländlichen Raum. Im Labor selbst laufen keine Eigenstörer, wie z.B. Computer oder WLAN, etc. Deutlich ist bei 100 MHz das Bündel der Rundfunksender zu sehen. Ein solches Störspektrum ist schon fast als „Idealzustand“ zu bezeichnen! Gerade im städtischen Raum ist mit einer um Potenzen höheren Stördichte zu rechnen!

Frequenzschwankungen der Netzfrequenz:

Die Netzfrequenz ist zwar nicht völlig stabil, die Schwankungen sind jedoch relativ gering. Durch Frequenzschwankungen beeinträchtigt werden AC-Motoren, deren Drehzahl sich dadurch minimal ändert. Auswirkungen kann dies bei AC Plattenspielermotoren haben.
Die Frequenzschwankungen der Netzfrequenz bewegen sich im Bereich von +/- 0,1 Hz und haben auf sonstige Elektronik praktisch keinen Einfluss

Fatale Netzfehler:

Hierunter sind alle Fehler zu verstehen, die dazu führen, dass ein angeschlossener Verbraucher nicht mehr funktioniert und/oder beschädigt wird.
Solche Störungen sind:

Drastische Spannungsschwankungen bis zum völligen Stromausfall. Bei völligem Stromausfall können angeschlossene Verbraucher beschädigt werden – sei es nun der Datenverlust auf einem Computer oder der unkontrollierte Stillstand eines Systems in der Industrie, der zu Folgeschäden führt.
Direkter Blitzeinschlag in die Versorgungsleitung. Hier ist das Risiko bei oberirdisch verlegtem Niederspannungsnetz besonders hoch. Ein direkter Blitzeinschlag, oder ein Einschlag im Nahbereich mit seinen induzierten Spannungen kann immer zur Zerstörung angeschlossener Geräte führen.
Fehler des Stromversorgers bei Arbeiten. Es kommt zwar selten vor, aber es ist schon passiert, dass bei Wartungsarbeiten die falschen Kabel angeklemmt wurden. Daraufhin lag an normalen Steckdosen plötzlich 400 V an. Manche der angeschlossenen Geräte wurden dadurch zerstört!

Maßnahmen um Netzstörungen zu vermindern oder ganz zu unterdrücken

Stabilität der Spannung:

Ist für die jeweiligen Verbraucher ein sehr stabile Netzspannung unabdingbar notwendig, muss grundsätzlich ein ziemlich hoher Aufwand getrieben werden.

Es gibt Netzspannungskonstanthalter, die die Netzspannung bis auf 0,1 % genau auf einem eingestellten Wert halten. Der Nachteil ist: Sie sind groß, schwer und teuer. Meist erzeugen sie auch deutliche Geräusche. Stellt der Verbraucher eine dynamische Last, wie z.B. ein Röhrenendverstärker dar, braucht man entsprechende Leistungsreserven. Netzspannungskonstanthalter bekommt man ab ca. 200 Watt bis hin zu 50 Kilowatt.
Der Vorteil von Netzspannungskonstanthaltern ist, dass sie meist auch eine Filterwirkung besitzen, die bis ca. 10 MHz wirkungsvoll ist.

Es gibt so genannte AC-Sources. Diese Arbeiten wie ein Audio-Leistungsverstärker, der mit einem 50 Hz -Ton angesteuert wird. Der Ausgang wird auf die Netzspannung hoch transformiert. Es gibt kommerzielle Geräte bis in den Kilowatt – Bereich, die sehr gut funktionieren, aber auch sehr teuer sind. Die Effizienz solcher Geräte liegt bei höchstens 50 % und meist benötigen sie deswegen eine Lüfterkühlung, die recht laut ist. Es gibt auch große Unterschiede in der Qualität der Ausgangsspannung – sowohl was Klirrfaktor als auch mögliche Störkomponenten angeht. Oft werden auch Class D ( = Schaltverstärker) eingesetzt – dann hat man zwar eine konstante Netzspannung, aber mit Störkomponenten.
Sowohl für den Labor – als auch für den Audiobereich sollte man sehr gute AC – Sources für die besonders empfindlichen Geräte einsetzen. Geräte wie Endverstärker lassen sich nur mit extremen finanziellem Aufwand an AC- Sources betreiben.

Es gibt für den Computerbereich unterbrechungsfreie Stromversorgungen, die batteriegepuffert sind. Diese gibt es in zwei Ausführungen: Die einfacheren schalten die Netzspannung zum Verbraucher durch, solange sie da ist. Fällt die Netzspannung aus, wird eine AC-Source, die batteriebetrieben ist, aufgeschaltet. Die besseren Geräte erzeugen grundsätzlich die AC Nutzspannung mit dem eigenen Generator. Nachteil ist, dass diese Schaltungen zum Betrieb mit Computern ausgelegt sind. Zum Betrieb mit empfindlicher Elektronik sind die preisgünstigen Lösungen nicht geeignet, da sie zu viele Störungen erzeugen.

Es gibt die Möglichkeit, mit einem geregelten Drehstrommotor einen Drehstromgenerator zu betreiben. Dieser Drehstromgenerator liefert eine konstante Spannung ohne Störungen. Voraussetzung ist eine entsprechend großzügige Dimensionierung und gute technische Ausführung. Billig ist diese Lösung natürlich nicht. Wegen der Geräuschentwicklung benötigt man einen eigenen Raum, z.B. im Keller.

Den selben Effekt erzielt man auch mit einem entsprechend dimensionierten Notstromaggregat. Hierbei tritt die Problematik von Geräuschentwicklung und Abgasen auf. Wirtschaftlich sinnvoll nur in Verbindung mit Kraft – Wärmekopplung einzusetzen.

Fazit: Braucht man eine stabile Netzspannung für einzelne Geräte mit geringer Leistungsaufnahme und ohne dynamische Ansprüche, sollte man einen Netzspannungskonstanthalter einsetzen. Diese gibt es in vernünftigem Zustand gebraucht für einige hundert Euro. Sind die Anforderungen noch höher, muss mandeutlich mehr investieren.
Fazit: Braucht man eine stabile Netzspannung für einzelne Geräte mit geringer Leistungsaufnahme muss man zu einer hochwertigen AC-Source greifen. Je nach Leistung erhält man diese ab ca. 5000.- €.
Die Versorgung ganzer Systeme setzt einen eigenen Raum für die benötigte Ausrüstung voraus. Egal welche Lösung man wählt – es wird wirklich teuer!
Versucht man „preisgünstige“ Lösungen einzusetzen, wird man mit hoher Wahrscheinlichkeit kein befriedigendes Ergebnis erzielen, da man sich durch diese neue Störungen produziert.

Impulsstörungen auf der Netzspannung:

Grundsätzlich sollte man in seiner Installation einen dreistufigen Überspannungsschutz haben: Grob- und Mittelschutz in der Hauptverteilung, Feinschutz vor den jeweiligen Verbrauchern.
Bis auf die Auswirkungen durch einen direkten Blitzeinschlag kann man sich hiermit gegen alle Impulsstörungen schützen.
Mit einem Überspannungsschutz in 3 Stufen vermeidet man aber nur Schäden – etwaige Störungen, die durch das Kurzschließen von Impulsen oder Impulse unterhalb der Schaltschwelle entstehen kann man hiermit von empfindlichen Geräten nicht fernhalten.
Um diese Störungen zu begrenzen, sollte man vor den Verbrauchern jeweils richtig dimensionierte Trenntrafos und entsprechende Netzfilter einsetzen.

Verzerrung der Netzspannung:

Benötigt man eine völlig verzerrungsfreie Netzspannung, muss man zu Generatorlösungen oder AC-Sources greifen. Da dies bei vielen angeschlossenen Verbrauchern nicht in letzter Konsequenz nötig ist, genügt auch oft schon eine Dämpfung der Harmonischem, was man durch einen Trenntrafo, der prinzipiell als Tiefpass arbeitet, erreicht.

Gleichspannungsanteile auf der Netzspannung:

Zur Unterdrückung von Gleichspannungsanteilen auf der Netzspannung gibt es nur eine Lösung – ein richtig dimensionierter Trenntrafo.

Hier abgebildet eine professionelle Ausführung mit Überspannungsschutz und Anzeigen sowie Peripherie ie Notaus, etc.

Hier abgebildet eine professionelle Ausführung mit Überspannungsschutz und Anzeigen sowie Peripherie ie Notaus, etc.

Hochfrequenzstörungen auf der Netzspannung – leitungsgebunden:

Zur Unterdrückung von leitungsgebundenen Störungen gibt es diverse Lösungsansätze mit Netzfiltern.
Das Prinzipschaltbild eines solchen 3-phasigen Filters sieht so aus, wie rechts abgebildet.Wie man sieht ist es pro Phase jeweils eine C – L – C Kombination, die gegen N filtert.
Solche Filter haben gegenüber dem Ideal einige Nachteile:
Die Filter sind für einen bestimmten Nennstrom ausgelegt. Werden sie bei diesem betrieben, wird auch die unten gezeigte Dämpfung erzielt. Ist die Last aber geringer, setzt die Filterwirkung später ein. Die Spulen sind üblicherweise Kernspulen und unter dynamischer Belastung können sie schnell in die Sättigung geraten.

Bei einer Hausinstallation werden vom Stromversorger 3 Phasen und N eingespeist. An der Potentialausgleichsschiene im Sicherungskasten werden an einer Stelle N und PE verbunden und von dort separat zu den Steckdosen geführt. An der Potentialausgleichsschiene werden auch etwaige Fundamenterder, Wasserleitung etc angeschlossen. PE und N haben also das selbe Potential. Damit auch die selben Störungen! In einem Standard-Filter wird aber PE nicht gefiltert!

Hier sieht man die Filterkurven des obigen Filters – bei Nennlast von ca. 100 kHz bis 20 MHz wirkungsvoll – ab da nicht mehr!
Unter dem Aspekt von High End Audio haben Filter auch berechtigt den schlechten Ruf, die Dynamik zu begrenzen.

Der Ansatz für einen besseren Netzfilter muss also anders aussehen!
In der EMV-Messtechnik gibt es so genannte Netznachbildungen. Der Anwendungszweck ist zu untersuchen, welche Störungen ein netzbetriebener Prüfling ins Netz zurück stört. Dazu wird das Netz gefiltert – und zwar mit einer lastunabhängigen Schaltung und dann dem Prüfling zur Verfügung gestellt. Die Filterwirkung ist Standard 9 kHz bis 30 MHz, 40 dB.
Zusätzlich gibt es noch Abgriffschaltungen um die Störungen mit weiteren Geräten (Spektrumanalyzer) auszuwerten.

Basierend auf diesem Prinzip wurde ein dreiphasiger Netzfilter erstellt. Durch spezifische Änderungen wurde der Frequenzbereich auf 1 GHZ ausgedehnt.

Hier sieht man eine Messung an einem Prototypen. Die rote Linie auf dem Bildschirm entsprechen einer Dämpfung von 40 dB. Der Filter hat also lastunabhängig eine Dämpfung von 9 kHz bis 1 GHz.

Der Aufbau des Prototypen

Hier sieht man den Aufbau des Prototypen:
Der Filter selbst ist eine C – L – C – L Kombination in einzelnen Kammern. Der Bereich der höheren Frequenzen wird zusätzlich durch einen Ferrit Tunnel geführt ( Links im Bild )

Hier eine Einzelaufnahme des Ferrit Filters.

PE wird bei diesem Filter separat gefiltert. Um dies zu gewährleisten, ist das Filtergehäuse isoliert vom Montagerahmen aufgebaut.

Noch einmal das Bild der Netzstörungen:

Und hier das Netz mit eingeschleiftem Filter:
Wie man sieht keinerlei Störungen mehr!

Hochfrequenzstörungen auf Netzleitungen – feldgebunden:

Es kann nicht vermieden werden, dass auf der Netzzuleitung zu Gebäuden feldgebundene HF-Störungen eingestrahlt werden.
Setzt man den oben beschriebenen Filter ein, werden diese Störungen vom Filter selbst unterdrückt. Ab dem Filter muss man dann allerdings mit konsequent geschirmten Netzleitungen arbeiten.

Für optimale Schirmwirkung sollten auch abgeschirmte Netzstecker verwendet werden. Der Prototyp wurde mit entsprechenden Industrie – Steckverbindern ausgestattet.

Andere Konfigurationen in der Serie sind auf Kundenwunsch jederzeit möglich.

Der Netzfilter selbst erzeugt keine Geräusche und nur minimale Abwärme. Er kann also für Labor und High-End Audio Anwender direkt am Arbeitsplatz / Hörraum aufgestellt werden.
Entsprechende Aussengehäuse können auf Wusch gliefert, bzw. gefertigt werden.

Ein mit obigem Filter aufgebautes System hätte optimaler Weise folgende Konfiguration:

Der Filter wird direkt am Hauptsicherungskasten und vor dem Fi – Schalter angeschlossen. Als Anschluss – Leitung sollte man geschirmtes Netzkabel, 5 x 16 mm² einsetzen.
Hinter dem Filter werden, mit geschirmten Netzsteckern und Netzkabeln Trenntrafos oder AC-Sources angeschlossen.
Daran werden die einzelnen Verbraucher mit geschirmten Netzkabeln und Netzsteckern angeschlossen

Ist eine Unterbrechungsfreie Stromversorgung unabdingbar nötig, kann man vor dem Netzfilter USV´s aus dem Computer/Serverbereich verwenden, die im Betriebsfall die Netzspannung durchschalten, um keine zusätzlichen Störungen zu erzeugen. Genauso sind Generatorlösungen möglich. Der Kostenfaktor hierfür ist natürlich beträchtlich.

Daten des Netzfilters:

Dauerleistung 3 x 35A, Spitzenleistung 3 x 50A
Netzspannungseingang : 3 x 230V AC + N + PE

Der Netzfilter ist prinzipiell für die Versorgung mit drei Phasen = Drehstrom, ausgelegt. Es ist aber, wenn kein Drehstrom vorhanden ist, auch möglich den Netzfilter nur mit einer Phase zu speisen. Dann erhält man 3 gegeneinander entkoppelte Ausgänge, die von der selben Netzphase gespeist werden.
Gewicht: 102 kg als 19-Zoll kompatibler Einschub
Abmessungen: Breite 485mm, Höhe 745 mm, Tiefe 610 mm, ohne Steckverbinder und Bedienelemente.
Filterwirkung: 9 kHz – 1 GHz, besser 40 dB bei entsprechendem Aufbau.
Optionen: Je nach Wünschen des Kunden können Bedienelemente, Anzeigen, Ausgangsbuchsen in weitem Rahmen frei gewählt werden.
Ausführung mit höherer Strombelastbarkeit auf Anfrage möglich.

Vorteile gegenüber konventionellen Netzfiltern:
– Keine dynamische Begrenzung von Impulsströmen durch den Verbraucher durch überdimensionierte Luftspulen ohne Sättigungseffekte durch den Kern.
– Wirkung lastunabhängig
– Frequenzbereich viel weiter als bei konventionellen Filtern
– Eingebauter Überspannungsschutz
– Gehäuse Hf-dicht
– Filterung von PE ( = Schutzleiter)
– Konfiguration kundenspezifisch.

Auf der Hifimesse High End 2013 wurde unser Netzfilter verwendet um damit die gesamte Silbatone Anlage zu betreiben.
Diese aussergewöhnliche Anlage bestand aus Western Electric Mirrorphone Kinolautsprechern und der erlesenen Elektronik von Silbatone.

Zu Demonstrationszwecken wurde der Filter geöffnet dargestellt, was natürlich nicht der normale Betriebszustand ist

Abgeänderte Version für Home High-End Anwendungen Auf Kundenwunsch ist der Netzfilter mit gängigen 16A Cekon Dosen auf der Rückseite erhältlich.

Ebenfalls erhältlich mit geschirmt eingebautem FI-Schutzschalter, Notaus und 3 Sicherungen an der Frontseite.

Netzfilter in Sonderversion, zusammen mit Störschutztrafo in Gestell

Ein Kunde wünschte unseren Netzfilter aufgebaut in einem rollbaren Gestell, zusammen mit einem Störschutztrafo mit einer Gesamtleistung von 27 kVA.
Ausserdem wurde eine Lackierung in Industriegrau gewünscht.
Wie üblich, liessen sich diese Wünsche erfüllen, da die Netzfilter grundsätzlich nach Kundenspezifikationen gefertigt werden.
Auf Kundenwunsch können übrigens die Spulen auch in Reinsilber gefertigt werden, und/oder spezielle Filterkondensatoren eingesetzt werden.

Auch das rückseitige Anschlussfeld wurde nach Kundenspezifikationen gefertigt.

Das Gesamtgewicht der gesamten Einheit beträgt ca. 300kg. Der Anwender sollte sich also Gedanken um Aufstellung und Standort machen!

Erweiterte Version 88kVA, 3 x 130A Filterwirkung bereits ab 3 kHz

Basierend auf unserem 3-phasigen Netzfilter haben wir einen neuen Netzfilter für industrielle Einsätze entwickelt:

Dieser Filter arbeitet bereits ab 3 kHz und hat bei 16 kHz schon eine Dämpfung von ca. 40 dB. Dadurch werden Störungen z.B. von Schaltnetzteilen, Frequenzumrichtern und Invertern sehr wirkungsvoll unterdrückt!

Spezifikationen:

– Dreiphasiger Netzfilter zur Unterdrückung niederfrequenter Störungen

– Gefiltert L1, L2, L3

– Frequenzbereich 3 kHz – 30 MHz

– Dämpfung bei 16 kHz : 37,7 dB

– Durchgangswiderstand < 12,8 mOhm

– Dauerbelastbarkeit, L1, l2, l3, N 130A RMS

– Gesamtleistung 88 kVA

– Isolationswiderstand (DC) > 10 MOhm

– Spannungsfestigkeit 450 V AC/50 Hz

– Ein und Ausgang: Standbolzen M 12

– Innenverkabelung : Litze feindrähtig, 35mm²

– Gewicht: ca. 100 kg

– Abmessungen: Breite 600 mm, ohne Anschlüsse, Höhe 1152,5 mm, Tiefe:347,5 mm.

Wichtig ist insbesondere die Unterdrückung von sehr niederfrequenten Störungen, wie sie z:B. von Schaltnetzteilen erzeugt werden.

Hier sehen Sie rechts die Störungen, die ein normales Computer-Netzteil ohne Last im Bereich von 100 Hz – 30 kHz erzeugt:

Und hier das selbe Spektrum nach Filterung:

Wie alle unsere Filter ist auch dieser Filter bis 1 GHz wirkungsvoll.

Hier sieht man den Innenaufbau. Gefiltert werden die 3 Phasen, L1,L2 und L3.

Für Audio-Anwendungen muss der Filter etwas anders aufgebaut werden:

Als einphasiger Filter entfallen die Spulen und Bauteile in einem Abteil. Dort wird dann die Hochfrequenz-Filterung eingebaut. Dafür werden N und L1 gefiltert.

Bei dreiphasigen Filtern kommt noch eine Kammer hinzu, um auch N zu filtern. Die Hochfrequenzfilterung erfolgt dann in dem oberen Abteil. Dadurch wird der Filter 800 mm breit.

Zusätzlich werden serienmäßig Überspannungsschutz, Filter für PE und FI-Schalter eingebaut.

Lackierung in allen gängigen RAL oder Fahrzeuglacken.

Die Spulen sind Sonderanfertigungen und haben ziemlich lange Lieferzeiten!

Die Filter werden kundenspezifisch aufgebaut, womit auch Sonderwünsche jederzeit umgesetzt werden können! Größere Leistungen, bis 1000 kVA sind jederzeit realisierbar.