Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Landanschluss auf Hutschiene prüfen


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Fridolin O. (muebau)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

Frage:
Gibt es eine Modul (VDE konform) für die Hutschiene welches L, N, PE 
(nicht vertauscht, Erde OK) auf Korrektheit testet und er bei "OK" L und 
N schaltet (oder einen Ausgang für ein Relais/Schütz)?

Kurz:
Ich habe ein Schiff dessen Landanschluss korrekt per CEE Anschluss 
seinen Strom bekommt. Ich will sicherstellen das es keinen Fehler (z.B. 
L/N vertauscht, PE fehlerhaft, etc.) auf der Hafenseite dieser 
Versorgung gibt. Ich brauche also ein "Modul" für die Hutschiene welches 
L/N/PE testet und sein OK gibt.

Lang:
Kasten:
Der Anschlusskasten ist bereits mit vielen Modulen ausgestattet (der 
Reihenfolge nach):
* CEE Stecker
* Wechselschalter (doppelt, L/N => N/L)
* <MODUL>
* dig. Wechselstromzähler (kW, A, V, Hz)
* RCD (FI)
* AFDD
* Doppelter LS 16B (L/N)
* Haus-Überspannungsschutz (z.B. 2P80KA)
* Lampe (Rot/Gelb/Grün) => Grün wenn OK, Rest nicht in Verwendung (bis 
jetzt)

Schiff:
Das Schiff wird komplett mit 2,5mm2 (H07RN-F oder H07BQ-F) neu verlegt 
um Altlasten zu beseitigen. Es gibt keine Verbindung zur Schiffsmasse 
und damit auch keine galvanische Korrosion und auch keinen Schutz davor. 
Leider habe ich kein Hutschienenmodul dafür gefunden (evtl. unmöglich).

Vorarbeit / Recherche:
Ich habe viel im Forum und im Netz gelesen. Hier die üblichsten Lösungen 
(teilweise miteinander kombiniert).

Lampe/LED geben PE:
Oft gibt es Verpolungsanzeigen (z.B. ABB E219-3CDE) welche einen 
Fehlerstrom mit Glimmlampen von L zu PE erzeugen. Dieser ist mit wenigen 
mA "relativ" klein. Diese Lösung bewerte ich als unsauber und sehe dort 
eine ungute Einstellung zur VDE Norm. Liegen mehrere Schiffe mit "so 
etwas" im Hafen löst der RCD aus (zu Recht).
Technisch wird "grün" von L zu PE, "rot" von N zu PE geschaltet. Ist 
alles OK leuchtet "grün", bei Verpolung von L und N leuchtet "rot" und 
bei fehlendem PE leuchten "grün" und "rot" zusammen (etwas schwächer).
Dies ist für mich kein Lösungsansatz (ich baue keine Fehlerströme ein).

CEE ist immer korrekt:
Oft kommt der Einwand: "Der CEE Stecker macht eine Verpolung unmöglich". 
Das ist korrekt und dennoch gibt es Häfen (auch in DE) welche L und N 
vertauscht haben. Das sollte niemals vorkommen, es kommt aber vor, wenn 
auch nur selten. Da es keiner bemerkt ist man dann der Erste und kann 
für sich selbst umschalten und Bescheid geben.
Ebenfalls kann ein PE defekt sein. Bis das auffällt (z.B. Wartung) kann 
auch das dauern.
Auch dies ist für mich kein angestrebter Lösungsansatz (Sicherheit geht 
vor).

Doppelte Sicherung:
Hin und wieder gibt es den Einwand das eine weitere Sicherung im 
Nullleiter reicht. Ich kann dieses Argument nicht wirklich ernst nehmen. 
Es gibt bei meinem Kasten zwar eine Doppelsicherung (L und N) aber nur 
weil es mir so gefällt (alles getrennt).
Es sind im Fehlerfall immer noch L und N vertauscht und der PE wird 
nicht getestet.
Das ist für mich keine Lösung (L & N ggf. vertauscht, PE ungetestet).

Basteleien:
Diverse teils abenteuerlich Kombinationen aus 
Schaltern/Sicherungen/Lampen/Optokopplern/Relais denen allen gemein ist 
das sie Fehlerströme (L gegen PE) akzeptieren und der VDE mal mehr und 
mal wenig widersprechen oder hart an die Grenzen gehen.
Das ist für mich keine Lösung (nicht VDE konform).

Tschüss muebau

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Viele Skipper schliessen das gesamte Landstromnetz über einen Trenntrafo 
an. Damit hättest du nicht nur galvanische Effekte im Griff, sondern 
koppelst dich komplett von Problemen des Landnetzes ab.
Die zuständigen Normen findest du in der EN ISO 13297:2013

von Tommi (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Eine stromlose (=hochohmige) Messung wird nicht funktionieren, da nicht 
angeschlossene Leiter induktiv koppeln können und dann auch eine 
Spannung gemessen würde. Das es da keine einfache fertige Lösung gibt, 
hat wohl einen Grund.

Für was ist dir wichtig, dass L und N nicht vertauscht sind?

von Fridolin O. (muebau)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,

Matthias S. schrieb:
> Trenntrafo

Jawohl stimmt den hatte ich vergessen. Das erscheint etwas zu viel und 
ist zu teuer. Aber es ist durchaus auf der Liste der Lösungen.

Vielen Dank
muebau

von Erich (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es gibt diverse Überwachungsrelais.
Bitte selbst schauen ob da was passenden dabei ist:

https://de.rs-online.com/web/p/uberwachungsrelais/1239752/

https://www.bender.de/produkte/mess-und-ueberwachungsrelais-uebersicht

Gruss

von Fridolin O. (muebau)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Erich schrieb:
> Bitte selbst schauen

Vielen Dank. Die habe ich schon alle mal gesehen (nicht genau diese 
Hersteller).

Kurz zusammengefasst:
Unter-/Überspannung, Phasenlage, Frequenz ist alles kein Problem. Es 
gibt auch Messungen für Erdungszweige.
Leider ist bei all denen nichts "für mich" dabei.

von Fridolin O. (muebau)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nur mal zum Durchdenken:
Gibt es einen OP oder Opto-Triac (oder Opto-xxx) welcher im Bereich von 
< 10uA die Phase geben PE messen kann?

Damit gibt es dann einen Pfad (auch wenn ich es eigentlich gerne mit GS 
Logo hätte).

Hiermit könnte ich dann ein Schütz schalten wenn die Phase korrekt ist.

Was ich dann mit dem PE (Test ob unterbrochen) mache ist mir nicht klar.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Fridolin O. schrieb:
> Gibt es einen OP oder Opto-Triac (oder Opto-xxx) welcher im Bereich von
> < 10uA die Phase geben PE messen kann?

Nicht ohne zusätzlichen Aufwand, denn LED mit 10µA gibts so nicht. Aber 
lies erstmal die ISO 13297, denn du scheinst dich da in etwas zu 
verrennen, was gar kein Problem ist.

von Wolfgang (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Fridolin O. schrieb:
> Ich will sicherstellen das es keinen Fehler (z.B.
> L/N vertauscht, PE fehlerhaft, etc.) auf der Hafenseite dieser
> Versorgung gibt.

Prinzipiell brauchst du, um L und N voneinander zu unterscheiden, eine 
Erde, gegen die du messen kannst. Wenn du gegen offenen PE am CEE 
gewappnet sein willst, musst du diese Erde als Bezugspotential selber 
bereit stellen. Erst wenn das geklärt ist, lohnt es über das WIE genauer 
nachzudenken.

Beitrag #6497406 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6497407 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Fridolin O. (muebau)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Matthias S. schrieb:
> denn LED mit 10µA gibts so nicht

Ich habe z.B. den HCPL-4701 gefunden. Der erfüllt sicher nicht die 
Anforderung kommt aber schon in Nähe. Wenn ich den jetzt noch mit einen 
(Opto-)Triac kombiniere dann kann ich ein Relais schalten wenn alles OK 
ist. Das bedeutet das wirklich nur extrem wenig gegen PE geht.

Matthias S. schrieb:
> lies erstmal die ISO 13297

Vielen Dank. Das mache ich mal.

Wolfgang schrieb:
> Wenn du gegen offenen PE am CEE
> gewappnet sein willst

Wolfgang schrieb:
> Erst wenn das geklärt ist, lohnt es über das WIE genauer
> nachzudenken.

Ja das stimmt wohl. Ich werde also nur mit dem Verfahren L => PE und N 
=> PE testen. Das detektiert also "nur" L und N (vertauscht) und ob der 
PE "dazwischen" liegt weil da was faul ist.

Mehr geht dann eben nicht.

von Fridolin O. (muebau)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kennt jemand einen extrem sparsamen Opto-Triac?
Dann teste ich mit dem und schalte das Relais darüber.

von Andrew T. (marsufant)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Fridolin O. schrieb:
> Nur mal zum Durchdenken:
> Gibt es einen OP oder Opto-Triac (oder Opto-xxx) welcher im Bereich von
> < 10uA die Phase geben PE messen kann?

Klar kann man sowas aufbauen.

Aber überschlag doch mal was das in der Konsequenz bedeutet: Bei 230V 
sind das 23 Megaohm Ableitwiderstand. Das hast Du rucki-zucki in der 
feuchten Hafen Umgebung erreicht.
Du wirst Du dann jede Menge Falschauslösungen haben.


Die Konsequenz ist, das Du einen sinnvollen Kompromiss zwischen der Höhe 
des Ableitstroms und RCD-Auslösung finden mußt.
In den 60xxx Normen findest Du das 1mA durchaus akzeptabel ist in 
entsprechender Umgebung.

So solltest du das dimensionieren. Womit man relativ schnell dicht bei 
der Glimmlampen Lösung ist. Diese kommt (geeignet aufgebaut) mit 
0.5..1mA aus.
Und hat zusätzlich den Vorteil das eine vagabundierende Spannung von 
wenigen Volt nicht zur Fehlauslösung führen (Die meisten Glimmlampen 
zünden erst ab >60V ).

von Fridolin O. (muebau)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Andrew T. schrieb:
> Du wirst Du dann jede Menge Falschauslösungen haben.

Andrew T. schrieb:
> In den 60xxx Normen findest Du das 1mA durchaus akzeptabel ist in
> entsprechender Umgebung.

Ok das überzeugt.

Andrew T. schrieb:
> Womit man relativ schnell dicht bei
> der Glimmlampen Lösung ist.

Wie übertrage ich das dann auf ein Relais? Gibt es Opto-Glimm-Triacs? 
Mit Klebeband und Fototransistor ist es einfach nicht praktikabel.

von Paul (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Suche mal nach CEE Prüfstecker.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Eine weitere Frage ist, was du mit dem Landstrom an Bord anstellen 
möchtest. Oft ist die einzige Aufgabe, ein Ladegerät für die 
Bordbatterien zu betreiben. Erst, wenn du an Bord auch mit 
Wechselrichtern und Generatoren zu tun hast, wird eine Ausdehnung der 
Netzüberwachung interessant - ist allerdings auch nicht ohne 
Kompromisse.
Immerhin gibt es in Europa auch Netze mit echtem Wechselstrom, bei denen 
beide Leiter gegen Erde Spannung führen. Deswegen ist es ja auch 
Vorschrift (lt. ISO 13297), sowohl Neutral- als auch Phasenleiter als 
spannungsführende Leiter zu behandeln.
Wenn die mir vorliegenden Schemata nicht in der ISO erwähnt werden, kann 
ich die auch gerne mal posten. Das sind 2 Pläne, wie man an Bord 
ISO-konform verkabelt.

von Horst S. (petawatt)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Fridolin O. schrieb:
> Ich habe ein Schiff dessen Landanschluss korrekt per CEE Anschluss
> seinen Strom bekommt. Ich will sicherstellen das es keinen Fehler (z.B.
> L/N vertauscht, PE fehlerhaft, etc.) auf der Hafenseite dieser
> Versorgung gibt.

Der normale Skipper hat immer diverse  Schuko-CEE-Adapter. Den braucht 
man doch um im überfüllten Hafen 3 Yachten über den 2,98€ 
Haushaltverteiler an nur einer CEE-Dose anzuschließen. Außerdem sind die 
Kabeltrommeln mit Schukostecker auch viel billiger.
Kontrolleinheiten gibt es z.B. hier: 
https://www.philippi-online.de/fileadmin/philippi/Public/Content/articles_manual/LAR_V1A-DGB.pdf
Wenn bei Abwesenheit der Neuankömmling frech seinen 3-fach-Verteiler 
einschleift, nützt die Kontrolleinheit aber auch nichts.
Auf einer Yacht ohne Trenntrafo sollte man möglichst nur schutzisolierte 
Geräte (Klasse II) fest installieren.
Vor Anschluss von wärmetechnischen Verbrauchern dann halt einen Blick 
auf die Kontrolleinheit werfen.
Das Korrosionsproblem im Schutzleiterkreis (Thema Zinksaver) will ich 
hier nicht ansprechen.
Den Trenntrafo wird man auf einer Holz-/GFK-Yacht nur bei größeren 
Schiffen finden. Ist halt teuer und schwer.

Grüße von petawatt

von Horst S. (petawatt)


Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Fridolin O. schrieb:
> Es gibt keine Verbindung zur Schiffsmasse
> und damit auch keine galvanische Korrosion und auch keinen Schutz davor.

Bei einer Neuinstallation die aktuellen Normen (13297) beachten. Früher 
konnte man bei Installation eines RCD die Verbindung 
Schutzleiter-Schiffmasse vermeiden. Normalerweise ist bei kleinen 
Yachten der Minuspol der Batterie aber mit dem Motorblock verbunden. 
Heute muss ich dann den Schutzleiter mit dem Motorblock verbinden. Zur 
Rettung der "Zinkmaus" an der Schraube (man ist ja Tierschützer) sollte 
dann an einen "Zinksaver" gedacht werden. Der Zinksaver in der 
Schutzleiterverbindung zum Landanschluss leitet bei den kleinen 
Korrosionsspannungen noch nicht.
Stellungnahme philippi:

"in der aktuellen Norm ISO 13297 v. 2018, ist eine Verbindung zwischen 
Schutzerde und Minus an einem Sammelpunkt erforderlich.
Dieser Sammelpunkt kann der Motorblock oder eine extra Sammelschiene 
sein.
Um Korrosion über den Landanschluss zu verhindern, empfiehlt sich der 
Einbau eines galvanischen Isolators.

Mit freundlichen Grüßen
philippi elektrische systeme gmbh
Heinz Stollsteimer
philippi elektrische systeme gmbh
Neckaraue 19
D-71686 Remseck"

Grüße von petawatt

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.