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Schutz des Antennensystems vor den Auswirkungen von Blitzimpulsen
Der Schutz einer Amateurfunkstation vor atmosphärischen Entladungen ist eine der Grundvoraussetzungen jeder festen Installation. Obwohl direkte Blitzeinschläge mit einem einzelnen Gerät nicht zuverlässig verhindert werden können, bietet eine fachgerecht ausgelegte Schutzvorrichtung dennoch einen gewissen Schutz. Überspannungsschutz kann das Risiko von Schäden an Transceivern, Leistungsverstärkern, Antennentunern und anderen an Koaxialleitungen angeschlossenen Geräten erheblich verringern.
ACOM hat ein Gerät auf den Markt gebracht L-PROT 2000, entwickelt zum Schutz von Sende-/Empfangssystemen im Frequenzband von 1,8 bis 54 MHz bei einer Leistung von bis zu 2000 W. Die Konstruktion unterscheidet sich von herkömmlichen koaxialen Überspannungsschutzgeräten mit Gasüberspannungsschutz (GDTs) und verwendet eine Kombination aus niederfrequenter Impulsfilterung und Luftfunkenstrecken.
Merkmale des ACOM L-PROT 2000
Der ACOM L-PROT 2000 ist für Koaxialleitungen ohne Gleichstromübertragung konzipiert. Das Gerät arbeitet bidirektional, daher ist keine Unterscheidung zwischen Eingang und Ausgang erforderlich. Beide HF-Anschlüsse sind identisch und als IN/OUT gekennzeichnet.
Der Hersteller gibt an, dass der Schutz die statische Aufladung der Antenne beseitigt, die Übertragung von Gleichstrom zwischen den Anschlüssen verhindert und gleichzeitig die niederfrequenten Anteile des durch einen Blitzeinschlag verursachten elektromagnetischen Impulses unterdrückt. Ein weiterer praktischer Vorteil kann die Reduzierung von Empfängerstörungen bei Wind, Regen oder Schneefall sein, wenn sich an Antennensystemen elektrostatische Ladungen bilden.
Im Gegensatz zu vielen kompakten Überspannungsschutzgeräten verwendet der L-PROT 2000 massive halbkugelförmige Luftfunkenstrecken. Diese dienen als Spannungsbegrenzer bei extremen Spannungsimpulsen und widerstehen laut Hersteller wiederholten Überspannungsereignissen besser als klassische Gasüberspannungsschutzgeräte.
Wie der Schutz funktioniert
Bei einer atmosphärischen Entladung werden in der Nähe von Antennensystemen elektromagnetische Impulse mit einem sehr breiten Frequenzspektrum induziert. Ein signifikanter Teil der Energie liegt im sehr niedrigen Frequenzbereich unter 100 kHz und ist auf die Gleichstromkomponente gerichtet.
Das Funktionsprinzip des L-PROT 2000 beruht auf der starken Dämpfung dieser niederfrequenten Komponenten. Das Gerät erzeugt eine hohe Dämpfung im LW/VLF-Band und reduziert dadurch die Impulsenergie, die in die Geräte im Funkraum eindringt, erheblich.
Zwei interne Drosselschaltungen erzeugen einen Gleichstromkurzschluss gegen Erde und verhindern so die Ansammlung elektrostatischer Ladung auf beiden Seiten der Leitung. Bei einem extrem nahen Blitzeinschlag werden Luftfunkenstrecken aktiviert, um die entstehende Überspannung zu begrenzen.
Es ist wichtig zu betonen, dass das Gerät keinen absoluten Schutz vor direkten Blitzeinschlägen bietet. Es ist Teil eines umfassenden Schutzsystems, das eine fachgerechte Erdung, einen Potenzialausgleich und die korrekte Verlegung von Koaxialkabeln umfassen muss.
Technische Spezifikation
| Betriebsband | 1,8–54 MHz |
| Impedanz | 50 Ω |
| Maximale HF-Leistung | 2000 W |
| Steckverbinder | SO-239A (UHF, PTFE) |
| Dämpfung im Arbeitsband | max. 0,03 dB |
| Maximales PSV | 1.1 : 1 |
| Rücklaufverlust | −26,5 dB |
| Bemessungsentladungsimpuls | 20 kA ( 8/20 µs) |
| Gleichstromwiderstandsanschluss – Masse | max. 12 mΩ |
| Abmessungen | 175 × 85 × 193 mm |
| Gewicht | ca. 1,23 kg |
| Betriebstemperatur | -40 °C bis +60 °C |
Der Hersteller gibt zudem eine Mindestdämpfung von 50 dB bei 100 kHz, 80 dB bei 30 kHz und 100 dB bei 10 kHz an. Im VHF- und UHF-Bereich erreicht das Gerät eine Dämpfung von mindestens 30 dB bei 100 MHz und mehr als 50 dB oberhalb von 300 MHz.
Montage und Installation
Eine fachgerechte Installation ist genauso wichtig wie der Schutz selbst. ACOM empfiehlt, den L-PROT 2000 außerhalb des Amateurfunkraums zu installieren, idealerweise in einem Verteilerkasten oder an einer Wand in der Nähe des Koaxialkabeleingangs zum Gebäude.
Das Gerät sollte möglichst nah am Gebäudefundament und so nah wie möglich an der Blitzschutzanlage oder dem Haupterdungspunkt des Gebäudes angebracht werden. Eine kurze und niederohmige Verbindung zur Erdung ist für die einwandfreie Funktion des Schutzes unerlässlich.
Der Erdungsstab muss an ein hochwertiges Erdungssystem mit einem Leiter möglichst geringer Induktivität angeschlossen werden. Lange Erdungsleiter, scharfe Biegungen oder Schleifen können die Schutzwirkung bei Überspannungen erheblich beeinträchtigen.
Für Stationen mit mehreren Antennen empfiehlt es sich, den L-PROT 2000 mit einem zentralen Erdungspunkt, Antennenschaltern und weiteren Überspannungsschutzelementen zu kombinieren. Die Antennen müssen selbstverständlich bei längerer Abwesenheit oder bei zu erwartender Gewitteraktivität physisch getrennt werden.
Auswertung
ACOM L-PROT 2000 stellt einen technisch interessanten Ansatz zum Schutz von HF-Antennensystemen dar. Anstatt ausschließlich Überspannungsschutzelemente zu verwenden, konzentriert es sich auf die Unterdrückung niederfrequenter Impulsenergie, die Blockierung der Gleichstromkomponente und die Ableitung statischer Ladungen. In Kombination mit einer hochwertigen Erdung kann es einen wirksamen Bestandteil des Schutzes einer Amateurfunkstation im HF- und 6-m-Band bilden.
YouTube-Video
Das folgende Video erläutert die Prinzipien des Schutzes von Koaxialleitungen vor den Auswirkungen von Blitzimpulsen und stellt eine sinnvolle Ergänzung zum Thema Überspannungsschutz in der Amateurfunkpraxis dar.
https://www.youtube.com/watch?v=7PXBHwbrEWM
Abschluss
Obwohl kein Überspannungsschutz die Funktionsfähigkeit von Geräten bei einem direkten Blitzeinschlag garantieren kann, verringern ein fachgerecht ausgelegtes Erdungssystem und ein hochwertiger Koaxialschutz das Schadensrisiko erheblich. Der ACOM L-PROT 2000 wurde speziell für Amateurfunk-HF-Anwendungen bis 54 MHz entwickelt und stellt eine interessante Alternative zu herkömmlichen Koaxial-Überspannungsschutzgeräten dar.