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Was ist ein 100-V-Liniensystem? Wie werden Durchsagelautsprecher angeschlossen?
Kurze Antwort
Das 100-V-Liniensystem ist eine Anschlussmethode, bei der der Durchsageverstärker den Ton über eine Hochspannungsleitung überträgt und jeder Lautsprecher mit seinem eigenen Übertrager so viel Leistung aus dieser Leitung bezieht, wie er benötigt. So lassen sich viele Lautsprecher über große Entfernungen parallel an eine einzige Leitung anschließen, und die Lautstärke jedes Lautsprechers wird über die Übertragerstufe einzeln eingestellt. In großen Bereichen wie Schulen, Moscheen, Fabriken, Hotels und Einkaufszentren ist es die Standardlösung.
Warum 100 V?
Bei Haushalts-Audiosystemen haben Lautsprecher 4 oder 8 Ohm Impedanz und werden mit kurzen Kabeln am Verstärker angeschlossen. Diese Anordnung funktioniert für wenige Lautsprecher gut. Sollen aber Dutzende Lautsprecher in den Fluren einer Schule, den Hallen einer Fabrik oder am Minarett einer Moschee angeschlossen werden, entstehen zwei Probleme. Erstens: Viele niederohmige Lautsprecher verfälschen die Impedanz, die der Verstärker sieht. Zweitens: In langen Kabeln mit hohem Strom entsteht erheblicher Leistungsverlust.
Das 100-V-Liniensystem löst diese Probleme. Der Verstärker wandelt den Ton an seinem Ausgang in eine hohe Spannung um. Dieselbe Leistung mit hoher Spannung und niedrigem Strom zu übertragen, verringert den Verlust im Kabel. Ein kleiner Übertrager in oder an jedem Lautsprecher senkt die hohe Spannung der Leitung auf den Pegel, den der Lautsprecher nutzen kann.
Auf der Baustelle bedeutet das: Leitungen von Hunderten Metern können mit Kabeln mit vernünftigem Querschnitt verlegt werden, Lautsprecher lassen sich in beliebiger Zahl parallel an die Leitung anschließen und jeder kann mit anderer Lautstärke arbeiten. In einigen Ländern wird dieselbe Logik mit 70 V umgesetzt; in der Türkei und in Europa ist 100 V verbreitet.
Lautsprecher-Übertrager und Leistungsstufe
Der Übertrager jedes Lautsprechers an der 100-V-Leitung hat mehrere Leistungsstufen, zum Beispiel 1,5 W, 3 W und 6 W. An welcher Stufe der Lautsprecher angeschlossen wird, so viel Leistung bezieht er von der Leitung. In einem ruhigen Besprechungsraum wird eine niedrige Stufe gewählt, in einem lauten Flur eine hohe.
Dank dieser Einstellung lässt sich die Lautstärke der Lautsprecher an derselben Leitung einzeln abstimmen. Ist nach der Installation ein Bereich zu laut, wird statt den Verstärker leiser zu stellen die Stufe der Lautsprecher in diesem Bereich verringert. So bleibt die Lautstärke der anderen Bereiche unbeeinflusst.
Die Wahl der Stufe bestimmt zugleich die Last des Verstärkers. Addiert man die gewählten Stufenleistungen aller Lautsprecher einer Leitung, erhält man die Gesamtleistung, mit der der Verstärker belastet wird.
Expertenhinweis: Notieren Sie bei der Installation in einer Liste, an welcher Stufe jeder Lautsprecher angeschlossen ist. Wenn ein Jahre später hinzugefügter Lautsprecher den Verstärker überlastet, brauchen Sie diese Liste, um die Rechnung neu aufzustellen.
Wie wird die Verstärkerleistung berechnet?
Die Rechnung ist einfach. Die Leistungsstufen, an die die Lautsprecher der Leitung angeschlossen sind, werden addiert. Die Nennleistung des Verstärkers wird über dieser Summe gewählt und die Differenz als Reserve belassen. Die Reserve deckt Kabelverluste, den Wirkungsgrad der Übertrager und einige später hinzukommende Lautsprecher ab.
Hat zum Beispiel ein Schulflur zwanzig Lautsprecher mit 6 W Stufe, beträgt die Gesamtlast 120 W. Ein 120-W-Verstärker arbeitet für diese Leitung am Limit; es wird ein etwas stärkerer gewählt. Den Verstärker an der Grenze seiner Leistung zu betreiben, führt bei hoher Lautstärke zu Verzerrung und Erwärmung des Verstärkers.
Bei Zonensystemen wird die Last jeder Zone getrennt berechnet. Versorgt ein Verstärker mehrere Zonen, geht auch die Gesamtlast in die Rechnung ein, wenn im Notfall gleichzeitig in alle Zonen gesendet wird.
Kabelquerschnitt und Leitungslänge
Da der Strom in der 100-V-Leitung niedrig ist, können dünne Kabel große Entfernungen überbrücken, aber nicht unbegrenzt. Je länger die Leitung und je größer die Gesamtleistung auf der Leitung, desto größer der Verlust im Kabel. Der Querschnitt wird aus Leitungslänge und Gesamtleistung der Leitung berechnet.
Bei der Auswahl sind folgende Punkte zu beachten:
- Gesamtlänge der Leitung bis zum entferntesten Lautsprecher
- Gesamtleistung auf der Leitung, also die Summe der Stufenleistungen
- Für den zulässigen Verlust berechneter Querschnitt
- Funktionserhaltendes Kabel, wenn eine Notfalldurchsage vorgesehen ist
- Bei Außenleitungen UV- und feuchtigkeitsbeständiger Mantel
- Eigene Trasse getrennt von Energiekabeln
Kann ein 8-Ohm-Lautsprecher an einer 100-V-Leitung verwendet werden?
Einen 8-Ohm-Lautsprecher ohne Übertrager direkt an die 100-V-Leitung anzuschließen, zerstört den Lautsprecher in kurzer Zeit und beschädigt die Leitung. An der 100-V-Leitung werden nur Lautsprecher mit Übertrager verwendet. Soll ein Lautsprecher ohne Übertrager an dieser Leitung betrieben werden, wird ein passender separater Leitungsübertrager vorgeschaltet.
Das Umgekehrte gilt auch. Der Übertrager von 100-V-Lautsprechern funktioniert nicht richtig, wenn er an einen niederohmigen Haushaltsverstärker angeschlossen wird. In einem System dürfen die beiden Verfahren nicht vermischt werden.
Manche Lautsprecher haben einen Wahlschalter, mit dem der Übertrager überbrückt und auf niederohmigen Betrieb umgeschaltet werden kann. Wo die Musikqualität wichtig ist und die Leitungen kurz sind, etwa in einem Konferenzsaal, kann diese Option genutzt werden. In welchem Modus der Lautsprecher arbeitet, wird bei der Installation festgelegt und gekennzeichnet.
Häufige Fehler bei der Installation
Der erste Fehler ist vertauschte Polarität. Wird von zwei Lautsprechern im selben Bereich einer verpolt angeschlossen, schwächen sich die Töne gegenseitig ab, vor allem die Bässe gehen verloren. Plus- und Minusader werden entlang der ganzen Leitung über den Farbcode verfolgt.
Der zweite Fehler ist, Lautsprecher ohne Berechnung hinzuzufügen. Über die Jahre kommt mal in einem Klassenraum, mal im Flur oder im Garten ein Lautsprecher dazu, und die Gesamtlast übersteigt die Leistung des Verstärkers. Der Verstärker geht in den Schutzmodus oder verzerrt bei hoher Lautstärke. Vor jeder Erweiterung muss die Lastberechnung aktualisiert werden.
Der dritte Fehler sind die Verbindungsstellen der Leitungen. Mit Isolierband umwickelte Verbindungen in der Decke lockern sich mit der Zeit, ziehen Feuchtigkeit, und ein Teil der Leitung verstummt. Verbindungen werden mit geeigneten Klemmen und in Abzweigdosen hergestellt.
Messung und Wartung
Nach der Installation wird jede Leitung mit einem Impedanzmessgerät gemessen. Der Messwert wird mit dem Wert verglichen, der sich aus der Gesamtleistung auf der Leitung errechnet. Ein deutlich abweichendes Ergebnis deutet auf einen abgeklemmten Lautsprecher, einen Kurzschluss oder eine falsche Anzapfung hin.
Diese Messwerte werden in die Übergabeunterlagen eingetragen. Bei der jährlichen Wartung wird dieselbe Messung wiederholt und bei Abweichungen nach dem Fehler gesucht. Bei Sprachalarmanlagen übernimmt ein Leitungsüberwachungsgerät diese Kontrolle laufend und meldet Störungen an die Zentrale. Bei Außenlautsprechern werden zusätzlich die Dichtungen der Anschlussdosen, eindringendes Regenwasser und Risse im Gehäuse geprüft. Im Sommer in Şanlıurfa können Kunststoffgehäuse, die in der prallen Sonne hängen, über die Jahre spröde werden und reißen.
Häufige Fragen
Wie viele Lautsprecher lassen sich an eine 100-V-Leitung anschließen?
Die Zahl bestimmt die Summe der Leistungsstufen, an die die Lautsprecher angeschlossen sind. Diese Summe muss mit einer Reserve unter der Nennleistung des Verstärkers bleiben. Leitungslänge und Kabelquerschnitt gehen ebenfalls in die Rechnung ein.
Kann ich einen Haushaltslautsprecher an die Durchsageleitung anschließen?
Ein 4- oder 8-Ohm-Lautsprecher ohne Übertrager darf nicht direkt an eine 100-V-Leitung angeschlossen werden; der Lautsprecher wird beschädigt. Mit einem passenden Leitungsübertrager kann er verwendet werden.
In einem Bereich ist der Ton zu laut. Sollte ich den Verstärker leiser stellen?
Den Verstärker leiser zu stellen, senkt auch die Lautstärke der anderen Bereiche. Stattdessen wird die Übertragerstufe der Lautsprecher in dem Bereich, in dem der Ton zu laut ist, verringert.
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