Schirm der Busleitung erden

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Verschiedene Schirmwirkungen:
Tatsächlich wird eine schirmende Wirkung durch mehrere verschiedene physikalische Effekte erreicht. Diese unterscheiden sich in der Wirkungsweise (und Schutzwirkung) stark voneinander, je nachdem ob es sich um elektrische und / oder magnetische Felder handelt und insbesondere um deren Frequenz. Zudem natürlich je nach verwendetem Schirmmaterial (Leitfähigkeit, Permeabilität), Geometrie und Ausführung (Folie und / oder Geflecht).

Schirmwirkung durch Influenz (Faradyscher Käfig):
Ein nicht aufgelegter metallischer Schirm – wie für KNX und auch 1-Wire – entfaltet seine Wirkung durch Influenz. Es ist ein farahdayscher Käfig. Ein von außen einwirkendes elektrisches Feld führt zu einer Wanderung freier Elektronen im Schirm die zu einer Ladungsträgerverteilung mit gegensätzlicher Ausrichtung führen, wodurch das äußere Feld zum Schirminneren hin vollständig neutralisiert wird. Hierfür ist keinerlei Abfluss von Elektronen zur Erde notwendig! Sofern die frequenz des äußeren Feldes gering genug ist, ist der vom Schirm umschlossene Raum vollständig frei von – durch das äußere elektrische Feld eindringenden – elektrischen Feldern!

Dies funktioniert jedoch – dafür allerdings bestens – nur bei tieferen Frequenzen da sich nur hier die Elektronen noch schnell genug – entsprechend der Änderungen des von außen einstreuenden Wechselfeldes – bewegen können.

Bei KNX und 1-Wire handelt es sich um Signale mit geringer Frequenz, insofern ließe sich dass auch nur mit geringen Frequenzen so richtig stören und hier reicht die Schirmwirkung durch Influenz eines nicht aufgelegten Schirmes völlig aus.

Kapazitätserhöhung durch aufgelegten Schirm:
Ein auf PE aufgelegter Schirm würde dagegen die kapazitive Last der Leitung für das Nutzsignal erhöhen und damit dessen Reichweite mindern.

Potentialanhebung bei nahem Blitzeinschlag:
Ein weiteres Problem stellt ein naher oder direkter Blitzeinschlag dar – insbesondere bei Existenz einer äußeren Blitzschutzeinrichtung.

Bei einem Blitzeinschlag führt der Widerstand des Erdreiches dazu, dass – ausgehend von der Einschlagstelle – Potentialdifferenzen entstehen. Grafisch wird dies oft als Spannungstrichter dargestellt. Dies ist auch der Grund dafür, sich bei Gewitter nicht auf den Boden zu legen (um keinen hohen Punkt zu bilden), weil man bei nahem Blitzeinschlag sonst Potentialfdifferenzen im Erdreich überbrücken würde (was einen schädigenden Stromfluss durch den Körper zur Folge haben kann). Darum Füße zusammen und in die Hocke!

Bei einem nahen – oder direktem Blitzeinschlag zu einem Gebäude befindet sich das Haus – mit seinem Fundamenterder – in diesem Spannungstrichter. eine vorhandene äußere Blitzschutzanlage ist sogar mit PE zu verbinden.

Dadurch reißt es den PE auf ein sehr hohes Potential von vielen tausend Volt – gegenüber der Netzspannung, die zunächst gar nicht betroffen ist (was jetzt den nahen oder direkten Blitztreffer betrifft)!

Die Gefahr kommt hier also vom PE und dessen hohem Potential gegenüber der Netzspannung.

Wenn nun ein Schirm auf PE gelegt wird, dann würde sich diese hohe Spannung – hervorgerufen durch durch den Blitzeinschlag – auch dort ausbreiten und ggfls. Isolationen in der Leitung beschädigen und angeschlossene Geräte.

Dies ist übrigens auch der hauptsächliche Sinn des inneren Blitzschutzes. Es geht darum das hohe Potential des PE auf einige hundert Volt herunter zubekommen und nur sekundär (wegen anderer Effekte) geht es darum, evt. Überspannungen von der Netzzuleitung zu begrenzen.

Fazit:
Den Schirm von 1-Wire) aufzulegen ist
[*]unnötig, da ein nicht aufgelegter Schirm genug abschirmende Wirkung durch Influenz entwickelt,[*]schädlich, da dies die kapazitive Last für das Nutzsignal erhöht und damit die Reichweite vermindert,[*]gefährlich, weil ein auf PE aufgelegter Schirm bei nahem oder direktem Blitztreffer ein hohes Potential annehmen, dass die Isolationen der KNX, 1-Wire und SELV.

Andere Nachrichtenübertragungssysteme benötigen jedoch tatsächlich aufgelegte Schirme (bzw. es ist empfehlenswert) wegen der höheren Frequenz des Nutzsignales und der höheren Schirmwirkung bei höhere Frequenzen und aufgelegtem Schirm. Die Nachteile sind dann aber auch konstruktiv berücksichtigt.