Överspänningsskydd för åska

S

SM6FMB

Member
Hej!

Under 2014 drabbades jag av flera svåra åskväder som förorsakade kostsamma skador på dator, router, SDR mottagare, satellitmottagare, Diseq Switchar, hårddisk m.m. All min utrustning slogs på intet sätt ut men jag vet ju inte idag om viss utrustning har fått några ”ärr” av dessa oväder?

Jag bor så till så jag tror inte jag kan vara direkt i riskzonen för blixtnedslag men överspänningar på elnätet, mina antennkablar för HF/UHF/Satellit-TV och Ethernetkablar får nog tillskrivas mina skador.

För det första något fullskaligt åskskydd tänker jag inte anskaffa, för slår åskan ned med en direktträff finnas det inte mycket att göra! För det andra så krävs det en större summa pengar och en massiv arbetsinsats för att skydda sig mot något som inte kommer att hända mer än någon gång per hundra år! Inga hus, många, i min närhet har vad jag vet, fått direktträffar eller åsknedslag som följt elledningar eller antennledningar in i husen.

Den stora boven tycks vara överspänningar som slagit ut telefoner, nätdelar och ingångssteg på elektronisk utrustning.

Jag har sedan mina åskskador införskaffat 2 st APC Performance SurgeArrest el-lister som skyddar mig för överspänningar på el/telefon/ADSL/LAN/TV-antenner. För mig upphörde skadorna när dessa kopplades in vid min amatörstation och vid TV/Satellitmottager.

Nu återstår det att skydda 4 HF antenner, 1 UHF antenn och en rotor för överspänningar!

Överspänningsskydd skall införskaffas eller byggas!

Nu finns det sådan som är tveksamma till dessa lösningar, se Antenna Lightning and Surge Protectors - K3DAV.com - Amateur Radio Operator och sådana som hyllar dessa, se http://www.urfmsi.org/nm-arts/wp-co...tning-and-Grounding-Techniques_Mar_9_2009.pdf . Bevisligen funkar överspänningsskydd med bravur hos mig så varför tveka, för då kommer inget att ske.

Nu till ett antal frågor och undringar!

Någon som har erfarenheter av överspänningsskydd?

Känner mig tveksam till enbart sk. Surge Protectors som bara består av ett gas urladdningsrör i snygg koaxkontakt förpackning. Hur fasen kontrollerar man att man inte har ett trasig skydd och eller ett fungerande? Finns för ett antal olika spänningar 90 V, 230 V osv. Om man anskaffar en sådan lösning vad skall man välja?

Jag funderar på att köpa Model 300 HF Arrestor från Impulse Suppresors | Arrestors men jag tycker dock att dessa är alldeles för dyra. Består av låda, kontakter, kapacitans, induktans och ett gasurladdningsrör. Knappt prylar för mer än 100 kronor! Någon som byggt en sådan och har ritning med komponentvärden?

Jorden tänker jag dra till gemensam jord mellan skyddsjord på elnätet och ett jordspett, anbringat på ett korrekt sätt med kortas möjliga kablar utanför radiorummet i gräsmattan. Några tankar om detta?

Jag har ju 2 el-lister i huset kopplat mot skyddsjord på 2 ställen. Hur påverkar detta skyddet?

Mina el-lister med överspänningsskydd skall inte kopplas ur från skyddsjord när åskan närmar sig utan sitta kvar med spänningen påslagen/avslagen till skydda utrustning. Beroende om jag är hemma eller inte. Det låter sig inte göras per automatik. Några tankar om detta?

Jag tänkte låta eftermontera ett åskskydd i el-centralen, blir nog ett �skskydd - Thunderguard , men det finns flera att välja på. Några tankar om detta?

Vill ni veta mer om jordning i ett både lättförståeligt och ett veteskapligt perspektiv kan ni läsa http://www8.tfe.umu.se/courses/energi/ExjobbCivIngET/Rapporter/2010/GustavLundkvist.pdf

Jag vet att dra ur el-kontakterna och antennerna är bästa skydd men eftersom jag sysslar med digital monitoring på HF 24/7, året runt, låter det sig inte att göras!

Praktiska tips mottages tacksamt då jag inte är en teoretiker!

73 de Sven SM6FMB
 
Det är ett stort komplicerat område det här. Jag har aldrig (sedan 60-talet) haft några åskskador på mina apparater och kopplar aldrig ur antennerna mer än då jag reser bort längre perioder eller om åskan går så jag hör den. Man behöver ju inte utmana ödet.

För något år sedan skaffade jag mig en SDR-radio som jag inser att jag inte själv kan reparera om den ger upp. Då blev det mer aktuellt med någon sorts skydd mot vädrets makter. En metod som kan användas är att linda en 1:1 transformator på ett ferritrör där både primär och sekundärlindning är jordad i kabelskärmen och där den punkten är jordad i jordspett eller annan "styv jord". Det gör antennen DC-jordad och man slipper problem med de höga spänningar som uppstår i samband med "elektriskt regn/snö". Gnistor som kan bli några centimeter långa för de som har långa longwire-antenner och högvärdiga isolatorer. För dipoler som avslutas i en PL- eller SO-kontakt slår det bara över mellan innerledare och skärm. Ett fräsande eller knäppande ljud alla har hört. Även åskurladdningar på avstånd kan generera höga spikar och en del av den energin kan ledas av via transformatorn.

På sekundärsidan - mot radion - har jag monterat ett 90 volt transientskydd Farnell 1828729 som är tänkt att klippa ev toppar som tar sig igenom ändå. Man kan säkert göra på andra bättre sätt men jag hoppas att min lösning är bättre än ingen.

Det skall sägas att i mitt nuvarande antennsystem så har jag en fristående mast ca 20 m från huset. Samtliga kablar är skärmade och ordentligt jordade vid mastfoten tillsammans med masten. Därefter är kabelstammen förlagd i en ca 30 m lång helsvetsad 150 mm ståltub som slutar i krypgrunden strax under radiorummet. Halva längden är nedgrävd i gräsmattan en halvmeter. Detta passa inte alla men som minimum så anser jag att alla kablar skall jordas i ett väl tilltaget jordtag en bit utanför huset innan de tas in i radiorummet. Då har man nog gjort det viktigaste för att skydda sin utrustning.

Det finns gasurladdningsrör där man kan se elektroderna genom glashöljet och det är egentligen sådana man skall använda. Mina var slut på lager så därför fick det bli den andra typen från Farnell. På mitt förra jobb utvecklade vi fartygsantenner, en del med inbyggda lågbrusförstärkare. I alla dessa ingick ett gasurladdningsrör av glastypen. Av alla tusen och åter tusentals antenner som såldes till fartyg över hela världen under en 30-årsperiod så var det ytterst få som reklamerades så man kan nog utgå ifrån att sådana skydd är effektiva. Man ser ofta samma sorts skydd i kommersiella mottagare och inte minst i gammal telekom-utrustning som varit anslutet till kopparnätet.

Andra har säkert andra erfarenheter och tips.
 
I överspänningsskydden i form av "snygga koaxkontakter" sitter oftast ett transientskydd som är en vidarutveckling av de gamla hederliga gnistgapen, oftast är det EPCOS skydd som sitter i dom.
Dom har fördelen att dom går sönder på ett "säkert" sätt. Det blir helt enkelt kortslutning i dom om dom överlastas. Du kommer alltså att märka om skydded gått sönder (antennen ser ut att vara kortsluten). Radion är då också fortfarande skyddad :-)
Känner man inte för att lägga ut ~500kr på ett sånt skydd så kan man köpa själva transientskyddet på t.ex. Elfa för ca 1/10 av det priset. Tänk bara på att dom inte ska lödas fast, utan ska skruvas, t.ex. i en sockerbit. På VHF/UHF behöver du se till att inte den karakteristiska impedansen av skyddet avviker allt för mycket från 50ohm.

Att sätta ett transientskydd på inkommande och tele service är nog en bra idé. Skyddet ska då kopplas ihop med potentialutjämningsskenan vid elcentralen, och ditt transientskydd på inkommande antennkablar ska också kopplas ihop med denna potentialutjämningsskena (med minst 6mm kabel har jag för mig reglerna säger). Annars kan varliga spänningar uppstå mellan radio-prylarna och annan elutrustning om det sker ett nedslag i närheten (det kan vara flera hundra meter bort).

Att använda en induktans för att DC-jorda antennen hindrar ju effektivt att antennen blir uppladdad av t.ex. snöfall, men skyddar däremot dåligt mot transienter inducerade av åska i närheten. Inducerade strömmar från åska är det som orsakar flest skador av åska. Det luriga här är att åskurladdningarna skapar transienter rätt högt upp i frekvens. Större delen av energin ligger föståss på lägre frekvenser, från KHz till några MHz. Men det är ju innom samma område som vi försöker lyssna på med vår radio.
 
Angående el-listerna (med finskydd, Typ 3):
Finskydden är bra om dom sitter kvar, inkopplade mot utrustningen. En lös skarvsladd plockar lätt upp transienter från åskurladdningar, så utrustning med lite längre sladd kan faktiskt skadas även om sladden är urdragen! (Men en vanlig 1,5-meter anslutningssladd är nog ingen fara att ha löst, om inte nedslaget är precis intill huset...)
Det samma gäller egentilgen antennsladden till radion. Om antennen kopplas ur är det bra om det görs på utsidan av skyddet, så att skyddet fortfarande skyddar utrustningen.

Att försöka göra någon sorts automatisk/fjärrstyrd urkoppling av el/antenn skulle jag inte ge mig på. Det känns otroligt svårt att få till det. Isolationsavstånden vi pratar om här, även om det "bara" är från åsknedslag i träd i närheten, är alldeles för stora. Gnistor från löst liggande sladdar till elkablar i väggen är ju inte helt ovanliga, och då är det alltså tal om halvmeter/meter. Ett relä eller strömbrytare gör nog varken från eller till i ett sånt läge. Det räcker inte ens för att skydda från statiska urladdningar från snö.
 
Det finns dom som har satt en intagsplåt på väggen till fastigheten och vid risk för åska så kopplar dom av sina 2-3 antennkablar som ligger löst på marken och drar iväg dom 10-20 m från huset. Men det kräver ju en viss disciplin att komma i håg det här och att man håller koll på väderprognoserna. Kan nog fungera utmärkt i sommarstugan när man stänger ner för vintern. Rulla ihop kablarna och hissa ner dipolen.
 
Hej!

Tack för svaren i forumet. Mycket intressant läsning.

Jag vill inte ha åskskador på mina apparater och jag vill inte koppla ur mina antennerna pga mitt 24/7 lysning, kanske ett sätt som inte håller i längden men den dagen den sorgen

Har du någon ritning på hur man bygger till DC-Jord? Jag har en massa avstörningsferriter som man klamrar över elkabeln till avsett objekt! Går dessa att använda istället för ferritrör för att linda en 1:1 transformator? Antal varv på lindningen?

Jag har sett en amatör som satt 2 x 10 MOHM (parallellt), 1W, 10 kV mellan jord och mittledare på coax direkt från sin antennsplitter och vidare mot sina SDR mottagare.

När man gör en extern jord ut i gräsmattan vad bör man tänka på så att man inte förvärrar situationen?
Min tomtgräns ligger 3.5 meter utanför mitt schack på långsidan av mitt hus. På kortsidan har jag 5 meter till tomtgräns. Schacket ligger i ett hörn. Helst skulle jag vilja sätta jordtaget på kortsidan ut i gräsmattan men då får jag först gå ut med jordkabel och sedan tillbaka till fönstret på långsidan. Var skulle man kunna sätta DC-jord, surge protector till jord? Är rädd för att komma för nära källarvägen med dess elkontakter och min radioutrustning på insidan av källarvägen (Överslag från jordpunkt på utsida genom vägg till jord på insida, kanske max 1.5 -2.5 meter). Skall man förbinda huset skyddsjord på insidan med den externa jorden på utsidan? Har läst någonstans att man skall hålla kablarna mycket korta! Kan skicka en skiss så förstår ni nog det bättre!

När du talar om 90 volts transientskydd så finns det ju flera värden 90, 230, 600 på olika surge protectors (Snygga koaxkontakten!) Vad skall man använda utifrån ett bra säkerhetsperspektiv?

Har en aluminium mast monterad mot den andra kortsidan av huset där min hex-beam skall sitta, kanske 25 – 30 meter kabel till schacket. Sitter tillsammans med ett antal andra antennkablar monterade strax under takets nederdel. Jordar denna mast direkt i gräsmattan bredvid masten!

Är dessa gasurladdningsrör Lands Antenna Surge Protection Lightning Arrestor Replacement Gas Tube 230V | eBay (EPOS?) kortslutande om man får fel på dom? För om dom inte larmar genom att vara kortslutna så vet man ju inte när de går sönder! Gasurladningsrör med glas har jag för mig ser ut som små glimmlampor med 2 lika stora elektroder med ett litet avstånd mellan dessa. Kan väl också användas för att leda HF i jord för men jag kanske har fel om detta?

Överspänningsskydden i form av "snygga koaxkontakter" 0 3GHz RF Lightning Surge Protector N Female to N Female Bulkhead 1pc | eBay finns för ca: 90 kr. Kanske väl värda sitt pris!

Kanske finns det enklare överspänningskydd som gör samma sak än det av mig föreslagna. Tänkte föreslå min elektriker vad han skall göra! Tror inte att de är så väldigt hemma på dessa eftermonterade skydd!

Om man sätter en intagsplåt (jordad) direkt på väggen utanför mitt schack med bara några dm till en meters avstånd till jord på insidan är det väl ingen bra idé? För jag tänker inte koppla ur mina antenner och dra iväg med dom!

73 de Sven SM6FMB
svempa42@gmail.com
 
Jag har sett många radiostationer som skadats av åka, genom tiderna, på SRS.
De skador som är mest sällsynta är när mottagaringången skadats av överspänning, dvs lite tvärt emot vad de flesta tänker sig.
ICOM stationerna är försedda med ett VDR motstånd över antennjacken.
Exxvis DSA301, eller SA05C 201M. dessa går att googla så kan ni se hur de funkar.
Ett VDR motstånd är ett spänningsberoende motstånd. Som blir lågohmigt om spänningen överskrider den spänning motståndet är gjort för.
Mycket snabbt! Kan klara 500 A under kort tid.

De vanligaste skadorna är avbrända jord folier. Eller avbrända jordanslutningar till ACC kontakter.
Från jordstiftet på exvis ACC jackarna, sitter ett litet EMC skydd, som bränns av och liknar mest en sotfläck.
det värsta jag sett är en IC-735 där jordfolien som var över en cm bred var avbränd. Inte nog med det utan denna avbrända folie var bara några mm från CPU:n. efter rep av jordfolien funkade radion.

Strömstöten vid åsknedslag kommer således från de olika anslutningar som en transiver kan vara ansluten till.
Det kan vara antennen, som många lagt ner stor möda på att jorda.
Det kan vara en antenn som inte är jordad, men då "bara" kopplar till åskan i luften och då blir det knappast några skador.
En transiver är ofta kopplad till ett nätaggregat, där minus är anslutet till nätaggets chassi och skyddsjord.
Ett åsknedslag i grannskapet skapar då en strömstöt från elnätet, till jordtaget, och jordskador sker i radion.
Ofta finns andra tillbehör kopplade till radion, till acc jackarna exvi, dator, modem, etc och det är då jordledningarna till acc jacken bränns av.

Bästa skyddet för radion är att koppla bort, jordningen, elnätet, datorn och antennen, i nämnd ordning.

Det är spänningskillnaden och därmed ströstöten mellan olika system som skadar.

Att försöka göra en ny jordanslutning i form av ett jordspett är då inte självklart en lösning.

Gör man så måste alla system kortslutas.
Det gör man med åskskydd vid elcentralen, där telefontråd sammankopplas med elnätets jord vid överspänning, där faserna och skyddsjord samt nollan kopplas ihop vid överspänning, (överspänning händer vid själva åsknedslaget) det sker med VDR motstånd, här kallat ventilavledare.

Det är ingalunda så att åskan "försvinner" där den gått ner i marken. snarare sker en ytvåg på flera km radie i markskiktet.
Och det är ju i markskiktet vi har våra jordningar och elnät.

Man talar om åskledare, på kyrkor etc. Där har åskledaren, dvs jordningen, inte som uppgift att skydda en radio, utan att leda förbi strömmen av en direktträff ner i jorden, och det ordentligt. Det krävs därför enorma jordningar, kanske tio jordspett på vardera 5 - 10 m djup. Inget man kan ha hemma precis.

Det kan hjälpa att jorda ihop, eller koppla ihop alla apparater med en grov tråd, det finn s ju jordskruvar bakpå en del apparater. Då får chassina samma potential. Då blir dessa ledningar korta, kanske under 50 cm.

Ett åskskydd kan bestå av en sk ringledning runt huset, nedgrävd. den komme då att "kortsluta" strömstöten i jordskiktet och lägga inkommande ledningar och jordspett till samma potential.

Saken är ändå svår, det är svårt för att inte äga omöjligt att verifiera om man har gjort en åtgärd som förbättrar skyddet, eller i värsta fall försämrar.

Försök se marken och jordskiktet som en ledare, som leder stömstöten från nedslaget likt ringarna på vattnet, (om du slänger en sten i vattnet)
I alla punkter, km-vis från nedslaget får vi en spänningskillnad mellan saker i jorden.

Bäst vore att avskaffa åskan.
Eller köra på batteri med laddaren avkopplad och ingeting jordat. Dv en helt i luften flytande radiostation.

de
SM4FPD






.
 
Hos de som har jordade uttag i huset jordas dessa ihop med antennanläggningen via nätaggregatet till radion,
många är de chassimonterade likriktarbryggor jag bytt i dessa linjära nätaggregat.
Alltid är det de två dioderna som leder till minuspolen i Graetzbryggan som har gått hädan, just på grund av jordproblematiken som Roy nämner i sitt inlägg.
 
Jag bifogar en skiss på ett förslag till en "flerbandsantenn" som inte laddas upp av statisk elektricitet under ett åskväder. Med hjälp av en balanserad tuner kan antennen stämmas av till vilken frekvens som helst inom ett visst område. Detta beror på hur lång antennen är. Under flera FN-missioner har jag använt denna antenntyp på amatörbanden och kommersiella kustradiofrekvenser på 4, 6, 8, 12, 16 och 22 MHz.

Nackdelar med systemet är att antennen fordrar en balanserad tuner och en bandkabel/öppen feederstege.
Som framgår av skissen utgörs antennen av en folded dipol med en godtycklig längd (lilla L). Symmetripunkten (S) är jordad med en lämplig kopparlina ner till ett jordspett i marken. Oberoende av inmatad frekvens uppstår i denna punkt alltid ett strömmaximum (och ett spänningsminimum) och jordningen påverkar ej antennens egenskaper. Jämför med FM- och TV-antenner där det drivna elementets symmetripunkt i yagiantennen är fastskruvad i bommen och sådeles jordad.

Längden på antennen är som jag nämnde godtycklig. Har du dåligt med utrymme mellan två upphängningspunkter så att du bara kan göra antennen 12 meter lång - tveka inte. Bäst är naturligtvis om längden motsvarar en halv våglängd på den lägsta frekvensen man avser att operera på. I Tanzania var jag lyckligt lottrad. På tomten fanns två höga träd som stod cirka 90 meter från varandra. Det blev av naturliga skäl en c:a 80 m lång dipol som då hade hög verkningsgrad ner till 1,8-MHz. Längden på matarkabeln är okritisk och får bli så lång som omständigheterna kräver. Impedansen kan väljas mellan 300 till 600-ohm beroende kanske på vad du har tillgängligt i ditt "förråd".

Ett sådan här lösning fordrar en balanserad antenntuner. Själv föredrar jag en avstämningsenhet enligt skissen med en splitstatorkondensator, C1. Spolen kan antingen göras utbytbar, plug in, eller med en omkopplare som kortsluter varv i spolen. Lägg märke till att kondensatorn C2, är "lyft" från chassiet och fordrar en isolerad axelkoppling till avstämningsratten. Då kan själva linken jordas - både RF- och DC-mässigt.

Fördelen med denna typ av multibandantenn är i stort sett följande:
1. Hela antennen är "DC-jordad" och kan ej laddas upp av statisk elektricitet.
2. Om en antennavstämningsenhet, enligt skissen, installeras är hela antennen galvaniskt åtskilld från sändar/mottagarutrustningen.
3. Om antennavstämningen har tillräcklig "dynamik" kan systemet användas på vilken HF-frekvens som helst. (Detta gäller f ö alla mittmatade dipoler matade med öppen stege och avslutade med en lämplig antenntuner.)

73
Bengt/SM6APQ
 
-APQ bad mig posta hans text ännu en gång tillsammans med den krånglande bilden. Jag har gjort om den till jpeg och minskat storleken på den. Eventuella fel och förvanskningar är helt min förskyllan.
-TLH

"Jag bifogar en skiss på ett förslag till en "flerbandsantenn" som inte laddas upp av statisk elektricitet under ett åskväder. Med hjälp av en balanserad tuner kan antennen stämmas av till vilken frekvens som helst inom ett visst område. Detta beror på hur lång antennen är. Under flera FN-missioner har jag använt denna antenntyp på amatörbanden och kommersiella kustradiofrekvenser på 4, 6, 8, 12, 16 och 22 MHz.

Nackdelar med systemet är att antennen fordrar en balanserad tuner och en bandkabel/öppen feederstege.
Som framgår av skissen utgörs antennen av en folded dipol med en godtycklig längd (lilla L). Symmetripunkten (S) är jordad med en lämplig kopparlina ner till ett jordspett i marken. Oberoende av inmatad frekvens uppstår i denna punkt alltid ett strömmaximum (och ett spänningsminimum) och jordningen påverkar ej antennens egenskaper. Jämför med FM- och TV-antenner där det drivna elementets symmetripunkt i yagiantennen är fastskruvad i bommen och sådeles jordad.

Längden på antennen är som jag nämnde godtycklig. Har du dåligt med utrymme mellan två upphängningspunkter så att du bara kan göra antennen 12 meter lång - tveka inte. Bäst är naturligtvis om längden motsvarar en halv våglängd på den lägsta frekvensen man avser att operera på. I Tanzania var jag lyckligt lottrad. På tomten fanns två höga träd som stod cirka 90 meter från varandra. Det blev av naturliga skäl en c:a 80 m lång dipol som då hade hög verkningsgrad ner till 1,8-MHz. Längden på matarkabeln är okritisk och får bli så lång som omständigheterna kräver. Impedansen kan väljas mellan 300 till 600-ohm beroende kanske på vad du har tillgängligt i ditt "förråd".

Ett sådan här lösning fordrar en balanserad antenntuner. Själv föredrar jag en avstämningsenhet enligt skissen med en splitstatorkondensator, C1. Spolen kan antingen göras utbytbar, plug in, eller med en omkopplare som kortsluter varv i spolen. Lägg märke till att kondensatorn C2, är "lyft" från chassiet och fordrar en isolerad axelkoppling till avstämningsratten. Då kan själva linken jordas - både RF- och DC-mässigt.

Fördelen med denna typ av multibandantenn är i stort sett följande:
1. Hela antennen är "DC-jordad" och kan ej laddas upp av statisk elektricitet.
2. Om en antennavstämningsenhet, enligt skissen, installeras är hela antennen galvaniskt åtskilld från sändar/mottagarutrustningen.
3. Om antennavstämningen har tillräcklig "dynamik" kan systemet användas på vilken HF-frekvens som helst. (Detta gäller f ö alla mittmatade dipoler matade med öppen stege och avslutade med en lämplig antenntuner.)

73
Bengt/SM6APQ"

flerbandsantenn.JPG
 
Jag håller fullständigt med dig om antennen Bengt.
Ett bra sätt att skapa en antenn som täcker större delen av korvågen med bra egenskaper.
Som även kortsluter laddning från antennbenen.
Många har kanske svårt att bygga avstämmaren.

Men jag funderar på jordningarna?
En jord vid inkommande koax, en mitt i dipolen, och en i mitten på vridkondingen.
Klart man kan hänga en blomkruka med jord uppe i antennen....
Eller har du tänkt att man skall dra en tredje sladd från antennen ner, hur får man den kort och induktansfri som en jordledning bör vara?
Det är lätt att rita dit jordtecken, men att få dem att funka på riktigt är en helt annan sak.

Antennen skyddar effektivt mot laddningar i luften, även avlägsna åsknedslag som skulle ha letat sig in i mottagaren.
Det gör dock en vanlig balun i en avstämd antenn oxo, den kortsluter ju koaxen med tio varv tjock koppartråd.
Blir det våldsammare åska så lär den hoppa över både i avstämmaren och i nättrafon.

För att utveckla lite mer om nedslag i jord, som jag var inne på i förra inlägget.
Så skulle jag vilja säga att jord leder ström bättre än luft.transienten
Att ansluta sig till jord på en massa olika sätt är skadligare än att ha antenner i luften.
Så vårt livsnödvändiga jordlager som får vackra blommor och vete att växa, är en utmärkt ledare för ströstötar från åsknedslag.
Man skulle kunna säga att jord är ett lågpassfilter för som vid större avstånd ( flera km) blir långsammare.

Ett bra exempel är när jag för många år sedan gjorde en Auroramätare.
Den består av två jordspett, nedslagna öst väst, i mitt fall på 60 m avstånd, tomtgränsrören.
Från dessa går trådar till en känsligt vridspolemätare, med mittnolla.
Redan efter att par dagar var vridspolen mer lik resterna av en kinapuff än ett mätinstrument.
Åska? Nja det kanske luktade lite åska, möjligen nån mil bort....
Åtgärden var att skydda instrumentet med två motvända dioder, en konding 10 uF, och en 50 mA finsäkring i en av trådarna.
Nu blir säkringen lik resterna av en kinapuff, om det har ryktats om åska. Men målebron klarar sig.

En tid hade man telefonmodem till datorn i Internets begynnelse.
Det var kopplat dels till telefontråden som låg i jord, dels till ennätet som oxo ligger i jord.
Man fick köpa nytt modem om det hade ryktats om åska i gannbyn.
Systemet hade likt min Auroravarnare två jordtag.


Så det här att man skall ha stövlar på sig om det åskar, och stå tätt med fötterna, är det då en myt eller har det verkan?
Nja isolerar du dig mot jord så känner du inte av potentialskillnaden mellan jordspetten, (jordspetten i detta fall är fötterna)
Stå tätt med fötterna ja samma skäl ju närmare med fötterna ju lägre spänning mellan jordtagen, (fötterna)

Att tro att jord är en soptunna, där allt försvinner, för oönskade saker från ett åsknedslag är kanske lite optimistiskt.




Skall något försvinna skall det slängas i sjön.......

de
SM4FPD
 
FPD de APQ

Jordning:
I texten står:. Symmetripunkten (S) är jordad med en lämplig kopparlina ner till ett jordspett i marken. Denna lina innehåller naturligtvis induktans och då "isolerar" den på sätt och vis antennen från marken - men ej galvaniskt som var avsikten. Under FN-tjänstgöring föreslog en engelsk tekniker att man t o m borde ha en RF-drossel i "S-punkten" för att linan ej skulle påverka antennens egenskaper. Jag har själv provat att lägga ut bärvåg på de aktuella frekvenserna och observera VSWR när jag lossar jordförbindelsen i marken. Ingen skillnad i VSWR har observerats.

Splitstatorkondensatorn, C1, rotorplattor är jordade - ej statorplattorna.I antennavstämningen finns sådeles ingen galvanisk förbindelse till jord. Det kan ifrågasättas om denna jordning är nödvändig(?)

Skärmen på koaxialkabelns ända är jordad - förbunden med chassie. Även här kanske inte nödvändigt. Utprovas.[

Resultatet bör bli: Hela antennen är DC-jordad och har ingen galvanisk förbindelse med radioutrustningen.

Det är riktigt - en spänningsbalun 50 : 200-ohm jordar naturligtvis också antennen DC-mässigt, men nu sker jordning till "stationsjorden" - ej utomhus "på ett tidigt stadium" som jag föreslår. Vad är det man säger: Mota Olle i grind!

73
Bengt/SM6APQ
 
Jodå Bengt jag är fullständigt med dig i tankegången.
Men jag tänker lite på nybörjare som ser en ritning med jordtecken här och där.
Hur hittar man jord 20 meter upp i en antenn. En säck jord från Hammenhög?
Jag tror nog att vi får samma effekt med att jorda en mittpunkt nere vid radion.

I vissa kopplingscheman gör man olika typer av jordtecken, vilka då kan betyda chassijord, alternativt nollspänningspotential, eller-HF jord, exvis i apparater som skall kunna köras vid både plusjord och minusjord, eller ingetdera i båtar exvis.

Men en sak tänker jag på och det är att det förmodligen är en skillnad med förhållandena i de länder där du jobbat, och i Sverige.
Hr har vi kanske en dag per år då antennen blir uppladdad, på ett skadligt sätt.

Ofta blandas radiostörningar från åska och urladdningar i molnen ihop med att antennen laddas upp och att ljuden skulle skapas där, med just bara radiostörningr från åska, det är vad jag bl.a. menar med QRN. (QRN är väl även störningar i den normala vågutbredningen, ex Aurora)
På Sommaren i SM hör vi ofta både starka och svaga urladdningar, men min uppfattning är att dessa är radiostörningar från urladdning på stora avstånd, 100 tals km.
Det kan "krascha" oupphörligen i mottagaren med signalstyrkor långt över S9 utan att vi har någon laddning i antennen.
Att sedan olika radioamatörer upplever olika antenner som olika "känsliga" för statiska elektricitet är en annan sak. Det lär bero mer på vågutbredningen, strålningsvinkeln, skipzonerna etc på använd antenn.

Men detta är ju inte åskskydd, som ju tråden avser.
En extra jordpunkt med en 20 meter lång tråd från dipolens mitt är ett extra jordtag, vilket kan förvärra skador efter ett nedslag inom några km avstånd. Kanske en säkring på 1 A vore ett bra skydd, dvs i hängtråden, då kopplas jordpunkten bort om det uppstår potentialskillander. 1 A lär de flesta radiostationer tåla.

Endast jordtag på SAMMA ställe får samma potential. Och med samma ställe menar jag inom några dm.

Vi vet ju att hästen kan dö av åska genom att den står med sina jordtag (fötter) på ett par meters avstånd. Men folk klarar sig.
Även om åskan slår ner inom några km. Skulle man få kraken att stå med fötterna ihop skulle den klara sig, alt bära gummistöfvlar.

Visst är saken komplicerad, och tål att debatteras.

de
SM4FPD
 
SM4FPD said:
Visst är saken komplicerad, och tål att debatteras.

de
SM4FPD
Click to expand...

Att det är komplicerat vill jag inte påstå.

Hela principen bakom att skydda sig mot åskan bygger på
det fundamentala fysikaliska sambandet "minsta motståndets lag".

Blixtströmmen följer den väg som har minst impedans,
och undviker den som har högre impedans.

När vi yrkesfolk dimensionerar anordningar för att skydda anläggningar för åska eller EMP
så tillämpas denna princip konsekvent.
Vågformen för åskans blixtström har sin grundton i långvågsområdet vilket gör att filterkombinationer lågpass/högpass är
mycket verkningsfulla när man vill skydda anläggningar för HF och uppåt.

Lågpassgrenen leder blixtströmmen till jordpotential medan högpassgrenen låter HF-energin passera.
Har man sedan gnistgap eller överspänningsavledare av olika typer som kan klippa bort topparna i vågformen så minskar påfrestningarna på de olika filtergrenarna. Något som inte får glömmas bort är att alla strömvägar som ska kunna föra blixtströmmen måste dimensioneras därefter. En klent dimensionerad avledare kan i värsta fall förvärra problemet.

Tittar vi på Bengt/APQ:s lösning så är den tänkt att fungera så att strömmen från en åskurladdning som når antennen kommer att färdas utefter både matarledningen och anslutningen till symmetripunkten.

På alla rimliga antennhöjder så är längden för denna en försumbar del av våglängden hos grundtonen på blixtströmmen;
våglängden för 100 kHz är 3000 m.
I stationärtillståndet så kommer huvuddelen av strömmen därför att ledas till jordpunkten dit ledningen är ansluten.

Den del av strömmen som går utefter matarledningen kommer att träffa på spolen och kondensatorn i ATU:n.
och på grundtonsfrekvensen är denna en kortslutning mellan branscherna.

Isolationsavstånden i kondensatorn och omgivningen kommer att avgöra ifall det blir något överslag från den
överspänning som uppstår enligt förhållandet U = I*Z där I är toppvärdet av blixtströmmen och Z är den totala impedansen till jord.

Så länge som det inte blir något överslag kan man betrakta den skärmade linken som ett tämligen idealt högpassfilter,
vilket medför att bara en ström som består av strömmen genom läckkapacitansen mellan link och avstämningskrets kan flyta. Det uppstår alltså en strömdelning mellan den låga impedansen till jord och den höga impedansen till linkspolen.

Om vi antar att den lägsta arbetsfrekvensen hos antennen är 1,8 MHz så ligger 100 kHz ungefär 6 oktaver under detta, och det medför en dämpning runt 50-60 dB av den ström som kan ta sig till radion, alltså en amplitudfaktor 500-1000.
En åskström av 1 kA reduceras alltså till endast 1 - 2 A bara genom detta.

Vid en direktträff är det dock osannolikt att endast denna strömdelning ensam räcker till för att hindra förstörelse av radion,
utan man får sätta ytterligare högpass/lågpassfilter-kombinationer kompletterat med ytterligare strömavledning till det gemensamma jordtaget på vägen mellan antenn och radio.

Tillämpas detta konsekvent får man ett mycket stor skyddsfaktor mot olika former av åsk- och EMP-överspänningar.
Kommersiella och militära radiostationer använder dessa metoder sedan generationer,och det finns gott om exempel
när anläggningar fått direktträffar som i några fall förstört baluner och matarledningar men där efterföljande radiomateriel klarat sig helt oskadd.

Vill man att ens anläggning ska klara direktträffar finns det dock inga genvägar, utan grova ledningar, djupa jordtag intagsplåtar som förhindrar potentialdifferenser mellan utsidan av kablar samt olika former av transformatorkopplingar
som förhindrar att common-mode åskströmmar kan utbreda sig inuti anläggningen är nödvändiga.

Det är också nödvändigt att se till att huvuddelen av åskströmmen bara har en lågimpediv väg att flyta till jord så att inte klenare ledningar eller apparater kommer att utgöra delar av återledaren.

Televerket fick en rejäl lektion i hur sådant gick till under 50-talets utbyggnad av FM/TV-nätet med 300 m höga master på höga punkter där det dessutom inte fanns några bra jordtag utan bara berg.
Det visade sig att när åskan slog ner i masterna så klarade sig TV-sändarna och elektroniken runt utan större problem,
men skyddsbrytare och säkringar till högspänningsmatningarna löste ofta.

Mest skada tog teleledningarna till stationerna. Genom att förbättra jordning och spänningsavledning i kraftnäten klarade man påfrestningarna i dem, och genom att använda transformatorkoppling och galvanisk isolering i flera led gick det även att klara telefonledningarna vid direktträffar i masterna.

Åsk-och överspänningsskydd är alltså inget komplicerat, det är endast tillämpningar av fundamental fysik och elkretsteori.

Det som däremot gör saken svår för snåla radioamatörer är att åskskydd som ska ge skyddsverkan värd namnet kostar ganska mycket pengar. Överspänningsavledare, högpassfilter, isolationstransformatorer, riktiga koaxialkontakter, intagsplåtar samt grova jordlinor är inga billiga grejor som kan inhandlas på Kjell&Co eller Biltema.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Last edited:
Om man befinner sig i den övre medelåldern kan man med fördel använda galvaniserat stål eller aluminium till ringledare eller ledare till jordtag för att reducera kostnaden. Tvärsnittsarean bör vara 75 resp 50 kvmm. Diverse materiel finns t ex hos http://www.elrond.se/file/datablad/askledare-pot-2013.pdf. Det kan åtminstone ge idéer om man vill bocka till grejerna själv.

/Roland
 
Jag inledde i min start av denna tråd "Överspänningsskydd skall införskaffas eller byggas!" Och läser man och tittar på bilderna på länken ICE 300 vs. Jetstream JTLA1 - AR15.COM så ser det ju inte speciellt svårt att bygga dessa överspänningsskydd och vad jag förstår tillika också dc-jordning i sin konstruktion. Någon som har beskrivningar/scheman på dessa kretsar? För att betala US$ 50 - 60 känns inget vidare!

73 de Sven SM6FMB

PS. Åsksäsongen har faktiskt börjat här på västkusten! Flera nattliga mindre åskväder har observerats dock bara med någon eller några urladdningar. Lite nervös blir man ju då allt är påslaget 24/7!
 
SM6FMB said:
Någon som har beskrivningar/scheman på dessa kretsar?
Click to expand...

Sven,
Från bilderna du länkar till kan man räkna ut hur det hela ser ut.

Åskskydd.jpg

Mitt enkla ritprogramm har ingen symbol för glimlampor så jag har ritat en fyrkant med Elfanummer:)
Jag har alltså försökt kopiera Jetstream-varianten.

/Micke
 
Kan inte choken ställa till bekymmer med självresonanser och annat otyg?

I och för sig är det förhoppningsvis 50 Ohm resistiv miljö - men ändå.
 
Last edited:
You must log in or register to reply here.
Back
Top