Kurzschluss Probleme mit Power 3

[Martin Lutz]

Hallo Thomas,

Deibne Einwände mit parallel geschalteten Trafos ist grundsätzlich richtig und sehr wichtig es hier zu verdeutlichen.

Es ist so: Ein Trafo funktioniert in beide Richtungen. Genau gesagt: Ein Trafo besteht aus zwei Drahtwicklungen. Das Verhältnis der beiden Windungszahlen entspricht auch dem Verhältnis zwischen Eingangsspannung und Ausgangsspannung. Ein Beispiel: Ein Trafo hat eine Eingangswicklung von 230 Windungen. Hat die Ausgangswicklung nun 10 Windungen so misst man da 10V wenn man 230V an die Eingangswicklung speist.

Jetzt umgekehrt. Am gleichen Trafo speise ich nun 10V in die Wicklung mit 10 Windungen. Natürlich messe ich dann genau 230V an der Wicklung mit 230 Windungen.

Schalte ich nun zwei identische Trafos am Ausgang zusammen und speise nur ein Trafo am Netz so erzeugt dieser Trafo an seinem Ausgang diese 10V und speise diese Spannung am anderen TRrafo bei dem 10V Ausgang wieder ein. So, nun messe ich am Netzstecker dieses Trafos (obwohl dieser nicht mit dem 230V Netz vernunden ist) 230V. Da es sich um einen männlichen Stecker handelt ist die Berührung dieses offenen Netzsteckers lebensgefährlich.

Ein Elektrofachmann sollte sich dieser Gefahr bewuusst sein. Aber keinem anderen empfehle ich diesen Versuc. Da ich aber Elektrofachmanm bin, hätte ich auch den Mut solche Experimente durchzuführen. Aber nochmals: Bitte niemals so machen.

Ausserdem: um nochmals zum Thema zurückzukommen: Uhlenbrock empfielt diese 70Va Trafos ausdrücklich für den Einsatz des Boosters Power 3. Trotzdem kannm ich mir durchaus vorstellen, dass das das Problem ist. Ich werde das mal messen. Zumindest interessiert mich um wieviel Spannung der Trafo in die Knie geht beio diesem Kurzschlussversuch.

Gruss  

[Gian Bott]

Hallo Martin,

Ich habe auch das Gefühl dass die Booster-Kehrschleifenschaltung von Uhlenbrock eine Murksschaltung sein muss. Es gibt von einer Berner Firma ( http://www.aaambt.com/ ) eine Kehrschleifenschaltung die sehr viele Möglichkeiten zulässt (mehrgleisige Einfahrten, Gleisdreiecke usw.) ohne Murks & Co (siehe Beispiele auf WebSite). Mit diesem Produkt entfällt der Vorteil der Mittelkontakte (Märklin) gegenüber uns 2-Leiter-Fahrer.
Ich habe das digitaltaugliche Teil bei meiner vorhergehenden Anlage im Einsatz gehabt und werde es auch bei meiner jetzigen im Bau befindlichen Anlage wieder einbauen. Leider ist das Teil nicht gerade billig aber gute Lösungen kosten meistens ein paar Franken (oder Euro´s) mehr.

Für mich wäre es absolut kein Verlust wenn Uhlenbrock die Kehrschleifenfunktion aus dem Power-Booster ersatzlos entfernen würde.      

[ottochen (Thomas)]

Hallo Gian,

bin von Roco Line Gleis auf das Fleischmann Profi Gleis umgestiegen. Dort ist es bequem möglich die polarisierte Weiche in die aufschneidende Richtung zu befahren!! War nur eine kleine Bemerkung. Dann würde ich eins mal probieren wenn es wirklich am Querschnitt liegen sollte... Vom Boosterausgang auf eine Listerklemme (Abstand ziemlich kurz (<10cm) und danach mit stärkeren Kabel als 0,75mm² zu den Gleisabschnitten gehen bzw die Klemmstelle doppelt einspeisen.

Ansonsten wüsste ich im Moment auch nichts. Anderer Vorschlag wäre noch ein Bimetall bei Conrad zu bestellen und das am Trafoausgang zu postieren!

MfG
Thomas  

[Martin Lutz]

Hallo miteinander,

Viellecht kann man erkennen, dass Arno Wilhelm und ich das gleiche Logo tragen und beide Mitglieder der Churer Modellbahner sind. Arno hat sich sehr stark in die Digitalmaterie eingearbeitet und hat letztlich auch die Produkte ausgewählt die auf dieser Anlage verbaut werden. Er ist aber nicht ein profesioneller Elektrofachmann. In dieser Beziehung arbeiten wir aber eng zusammen. Der Profi in Sachen Elektrotechnik bin ich.

Übrigens ist Märklin nicht gefährlicher als andere Modelleisenbahnen. Märklin versieht auch an allen seinen Trafos einen entsprechenden Sicherheitshinweis, den man wirklich nicht übersehen kann. Wenn man alles nach den vielen Hinweisen und Vorschlägen verkabelt kommt es auch gar nie zu einer solchen Situation.

Grundsätzlich erlaubt die Elektrotechnik schon Trafos parallel zu schalten. Sonst hätten wir erhebliche Probleme mit der Sicherheit unseres Stromnetzes. Aber man muss sich der Gefahren bewusst sein.

Wenn man aber die Gefahr des elektrischen Stromes grundsätzlich ausschalten möchte, dann sollte man die EWrrungenschaften der Elektrizität allesammt einstampfen. Schliesslich kann jeder mit einem einfachen Schraubenzieher so manchwes Gerät aufschrauben und Spannungsführende Metallteile berühren.

Gruss  

[Kalle]

Hallo Martin Lutz,

dann sollte Uhlenbrock auch dafuer sorgen, dass eine gewisse  Selektivitaet vorhanden ist und eines der Sicherungselemente innerhalb einer bestimmten Zeit anspricht. Was ist, wenn ca. 3 A laengere Zeit durch 0,14 qmm fliessen, wo doch dieser Querschnitt bei vielen Modellbahnern in Gebrauch ist?

Vielleicht teilen Sie uns mal Ihr Messergebnis mit. Habe selbst nicht die modellbahnmaessigen Geraetschaften wie Thomas um die Sache auch nachzubilden, dafuer Messmoeglichkeiten - nuetzen mir jetzt dafuer nicht.

Mit vielen Gruessen aus Gelsenkirchen

Karl
 

[Gian Bott]

Hallo Thomas,

Vielen Dank für Deinen Tipp. Aber leider fertigt Fleischmann keine 3-Schienen-Gleise (Schmalspur und Normalspur in einem) wie Tillig und mein Spezialist, welcher Rocoweichen in 3 Schienenweichen umbaut. Für die reine Schmalspur verwende ich die bewährten Peco-Gleise, werde die Pecoweichen aber zusätzlich "kurzschlussfester" machen durch zusätzliche Trennstellen beim Herz. Dieses wird über PTC´s angeschlossen (habe ich noch von der Selectrixzeit übrig, dort musste jeder Gleisanschluss am Selectrix-GBM mittels PTC geschützt werden). Das gleiche gilt auch für die Rocoweichen. Mit dem PTC und zusätzlichen Trennstellen ausgerüstete Weichen können notfalls auch aufgeschnitten werden, da das Herzstück sehr kurz ist und der PTC den Kurzschluss "überbrückt".    

[Martin Lutz]

Hallo Karl

Sorry, aber 0.14mm2 sind für die Power3 einfach zu wenig.

Ich hätte es so gemacht:

Leitung zwischen Trafo und Booster etwa 2.5mm2. VOm Booster zur Verteilerleiste ebenfalls mit 2.5mm2. Danach die Verteilung mit 0.75mm2 (Weil sich der Strom bei sternförmiger Einspeisungen aufteilt). Eine Ringleitung würde ich nur dann empfehlen, wenn man vom Booster zur ersten Einspeisung ebenfalls 2.5mm2 verlegt. Natürlich muss man auch sehen, dass längere Leitungen auch höhere Querschnitte verlangen. Der Spannungsverlust der Leitung richtet sich in erster Linie nach dessen Querschnitt und dessen Leitungslänge. Achtung: nicht die einfache Leitungslänge zählt sondern das doppelte weil der Strom den gleichen Weg zurück muss.

Eine 10m lange Zuleitung mit 0.75mm2 hat einen Widerstand von 0.46 Ohm. Die gleiche Leitung mit 0.14mm2 hat einen Leitungswiderstand von immerhin 2.5 Ohm.

Drastisch wirds dann wenn man den Spannungsverlust ausrechnet. Nehmen wir an, dass der Zug 500mA aufnimmt. Dann verliert die 0.75mm2 Leitung nur 0.2V, die 0.14mm2 Leitung aber doch schon 1.25V. Es geht bei der 0.14mm2 Leitung also bereits 6mal soviel Spannung verloren wie bei einem Leiterquerschnitt von 0.75mm2. Fährt der zUg dann noch weiter weg von der Einspeisestelle, dann werdens noch mehr, den jeder Schienenstoss hat einen relativ hohen Übergangswiderstand.
Zu beachten ist, dass ich jetzt die 10m verdoppelt habe, denn der Strom wird auch wieder zurückgeführt.

Leider hört man immer wieder von den Modellbahner schreien, wie sie sich mit noch mehr VA's der Trafos übertrumpfen. Leider machen da selbst einige Hersteller und Händler mit. Die meisten vergessen aber die Tatsache, dass eine Leistungserhöhung alleine nicht den gewünschten Erfolg bringt.

Dies ist etwa so, wie wenn ich einem VW Käfer einen 300PS Motor verpasse und weder Bremsanlage noch Getriebe und Mechanik auf diese Leistungssteigerung anpasse. Man muss aber wissen: Das schwächste Glied in der Kette bestimmt die gesammte Leistungsfähigkeit. Bei der Modelleisenbahn sind dies dann verschmorte Kabel und andere Sachen.

Gruss  

[Peter Ploch]

Hallo Karl,
also dieses Forum ist ja wirklich Klasse, man lernt immer wieder was dazu. Aber um Himmelswillen, was ist denn ein "harter  und weicher" Trafo? Danke für die Aufklärung.  

[Olivier De Bastiani]

Hallo Peter,

In Antwort auf:
... was ist denn ein "harter  und weicher" Trafo? ...

Den Unterschied merkt man, wenn einem ein Trafo auf die Füße fällt.  

(Sorry, aber die Versuchung für diesen nicht ernstzunehmenden Beitrag war einfach zu groß)  

[Peter Ploch]

Hallo Olivier,
das habe ich verstanden, dann habe ich nur "harte" Trafofs, aber die sind doch nicht erlaubt, sagt Karl.  

[Norbert Burkert]

Hallo Herr Ploch,
das Hart und Weich als Begriff im Zusammenhang bei Trafos, hat mit der Konstanz der Ausgangsspannung bei hoher Strombelastung, zu tun.


Kurz: Ein weicher Trafo geht mit der Spannungshöhe "in die Knie", wenn er mit einem Kurzschluß belastet wird, und kann keinen großen Schaden anrichten.

Diese Trafos werden für die Spielzeugindustrie benötigt und sind durch das kleine "Lokymbol" gekennzeichnet.

Harte Trafos sind im mittleren Leistungssegment vertreten  ich schätze bis ca. 10MVA (10000000 VA).

Die richtig dicken Brummer am Kraftwerk, also direkt hinter dem Generator, sind wieder ein wenig "weicher". Denn wenn die bei einem Kurzschluß nicht weich währen, würde es hart!  

Der BOA Block in Niederaussem bei Köln hat alleine ca. 1GW Leistung!! (1000 Mega Watt  )

 

[Martin Lutz]

Hallo Peter,

Hier vielleicht die Aufklärung: Hart und weich bezieht sich auf die Auslegung eines Trafos.

Ein harter Trafo hat die Eigenschaft, dass die Spannung möglichst wenig absinkt bei zunehmender Belastung. Leider hat diese Auslegung den Nachteil, dass die Kurzschlussströme sehr gross werden können. Man kann im Prinzip auch sagen, dass der Innenwiderstand eines harten Trafo sehr klein ist.

Ein weicher Trafo ist im Gegensatz ein Trafo bei dem die Spannung sehr schnell absinkt bei zunehmender Belastung. Der Innenwiderstand eines solchen Trafos ist einiges grösser als bei den harten Trafos. Der Kurzschlussstrom wird dadurch begrenzt und kann weniger Schaden anrichten. Es gibt Trafos die absolut kurzschlusssicher sind. Eine spezielle Anwendung eines weichen Trafos ist der Schweisstrafo.

Spielzeugtrafos müssen daher eine weiche Auslegung haben.

Leider gibt es noch keine Trafos welche eine Art Gummi als Eisenketrn brauchen der dann schlimme Verletzungen am Fuss vermeiden kann.

Gruss  

[Martin Lutz]

Hallo miteinander,

Ich war vorhin nochmals Im Modellbahnraum und habe ein paar Messungen gemacht.

Dabei habe ich mal die Minimalspannung am Trafo gemessen: Mit Minimalwertspeicher):

Kurzschluss am Booster: Trafospannung min = 14.86V
Kurzschluss am Gleis:   Trafospannung min = 15.33V

maximaler Kurzschlussstrom am Trafo:
Kurzschluss am Booster: Maximalstrom = 6.6A
Kurzschluss am Gleis:   Maximalstrom = 5.2A


Die Zuleitung spielt demnach schon eine Rolle. Nur: Die Maximalstromwerte sind deutlich über den Werten wie angegeben sind. Daher ist dies schon ein Indiz, dass der Booster seine Abschaltung viel zu hoch eingestellt hat.

Trotz aller Warnungen habe ich versucht die beiden Trafos parallelzuschalten (Nocheinmal die Warnung: Das sollte man nur dann machen wenn man sich der Gefahr bewusst ist): Die Trafos sind angeblich geschützt und ausserdem habe ich sie fest am Netz angeschlossen und zusätzlich einen Allpoligen Haupschalter installiert.

Die Parallelschaltung bringt keine neuen Ergebnmisse. Die Abschaltung funktioniert ebenfalls nur bei Kurzschluss direkt am Booster.

Gruss
 

[ottochen (Thomas)]

Hallo Martin,

hast Du mal überprüft ob bei einen Kurzschluss die Kabel heiß werden? Dies wäre ja dann ein Anzeichen für einen zu kleinen Querschnitt! Aber bei einen Strom von 5,2A sollte aber auch ein Booster auslösen! Denn welcher Modellbahner lastet seinen Booster schon zu 100% aus?

MfG
Thomas  

[Kalle]

Hallo Martin Lutz und zusammen,

vielen Dank meinerseits und sicherlich von vielen WDPetlern fuer die Muehe die sie sich gegeben haben. Daraus ist zu ersehen, dass die Leitungsquerschnitte eigentlich nicht gross genug sein koennen, gerade gemeinsame Masseleitungen, denn angenommene 6 A Boosterabschaltstrom sind ja schon eine Menge. Ausserdem bewahrheitete sich die Befuerchtung, dass der Trafo mit diesem Booster eigentlich keine ideale Kombination ist und evtl. Schaden anrichten kann.
Vielleicht waere es moeglich, diese Daten mal Uhlenbrock zu senden.
Habe heute morgen mal einen Versuch gemacht mit einer mir zur Verfuegung stehenden Digitalzentrale und  3A -Booster von digibahn Der Booster ist relativ einfach gebaut. Die Kurzschlusssicherung besteht aus einer Halbleitersicherung (Poly-Switch) und einer Optokopplerschaltung an der Ausgangsendstufe. Da bei einem Kurzschluss oder ab einer bestimmten Ueberlast die Ausgangsspannung entsprechend kleiner wird, wird das Optokopplersignal an den Prozessor gemeldet und dieser schaltet nach ca. einer Sekunde die Endstufe ab. Geschieht dies nicht, tritt nach einer gewissen Zeit die Halbleitersicherung in Aktion und unterbricht den Stromkreis. Die Ansprechzeit der Poly-Switch Sicherung ist natuerlich vom Strom abhaengig.
Somit ist ein erhoehter Stromfluss auch nur eine begrenzte Zeit moeglich.
Habe im Moment nur ein 52 VA Trafo von Tante M. zur Verfuegung.
Leider kann ich die Schaltung aus rechtlichen Gruenden nicht zur Verfuegung stellen.

Mit vielen Gruessen aus Gelsenkirchen

Karl