Netzleitungsfilter EMV-Störungen sicher vermeiden

Aufbau einer Netzfilterschaltung
Aufbau einer Netzfilterschaltung

Geschirmte Räume schützen vor elektromagnetischen Feldern – dabei schirmt man entweder einen Raum gegenüber der Umwelt ab oder umgekehrt. Damit die elektromagnetischen Störungen auch nicht über die Leitungen in oder aus dem geschirmten Bereich gelangen können, müssen alle durch die Schirmung führenden Leitungen mit entsprechenden Filtern versehen sein. Doch wie findet man den passenden?

»Filter für Netzleitungen müssen neben guten Hochfrequenzeigenschaften auch den Anforderungen hoher Ströme und Spannungen genügen«, erklärt Andreas Blex, Entwicklung EMC Components bei Tesch-emc. »Die technischen Grenzen für Netzfilter hängen von vielen Faktoren ab, etwa von der Bemessungsspannung, Netzfrequenz, Bemessungsstromstärke, Einschaltdauer, Umgebungstemperatur, dem zulässigen Blindstrom und Spannungsabfall sowie von der gewünschten Dämpfung und dem zu sperrenden Frequenzbereich.«

Grundsätzlich sind die Filter als Tiefpässe mit Entstörkondensatoren und Längsinduktivitäten aufgebaut. Die Kondensatoren leiten die unerwünschten Störsignale auf das Filtergehäuse ab, die Entstördrosseln haben die Aufgabe, die Störströme zu bedämpfen, den Betriebsstrom aber möglichst ungehindert passieren zu lassen. Einzeldrosseln bedämpfen sowohl Gleich- als auch Gegentaktströme. Die große Scherung des magnetischen Kreises der Drossel, zum Beispiel durch einen äußeren Luftspalt, verhindert, dass der magnetische Kern durch den Betriebsstrom gesättigt wird.

Aufbau einer Netzfilterschaltung

In der in Grafik 1 gezeigten Schaltung werden Störströme über die Kondensatoren direkt auf PE abgeleitet. Die Leiter werden zur Dämpfung über hochwertige Stabkerndrosseln geführt. »Bei diesen Einzelleiterfiltern sind die zu filternden Leitungen als unabhängige Einzelleiter aufgebaut, das heißt, jede Leitung wird mit Kondensatoren zum Filtergehäuse und einzelnen Stabkerndrosseln beschaltet«, führt Blex aus. »Diese Schaltung ist aber auch universell einsetzbar, weil man dabei nicht auf Blindströme von Verbrauchern achten muss. Auch die Spannungsdifferenzen am Filtereingang sind unkritisch.«

Ebenso unproblematisch sind bei diesen Filtern die hohen Spannungsdifferenzen zwischen Neutral- und PE-Leiter, wie sie durch lange Anschlussleitungen bei gleichzeitig hoher Stromaufnahme entstehen können. Auch beliebige Ableitströme von Verbrauchern nach dem Filter sind bei dieser Bauweise zulässig. Im Gegensatz zu einem Aufbau mit stromkompensierten Drosseln muss man bei Einzeldrosseln nicht auf Differenzströme achten.

Typische Anwendungen

»Bei einer Prüflingsversorgung in EMV-Messkabinen ist Universalität gefordert, weil unterschiedliche Verbraucher mit unterschiedlichen Eigenschaften angeschlossen werden«, so der Experte. »Daher sollten hier nur Filter mit Einzelleitungen eingesetzt werden. Damit ist immer eine von Verbrauchern unabhängige und konstante Filterung sichergestellt.«