Auf metallenen Schiffen kommt es im Hafen bei Landstromversorgung oft zu Ausgleichströmen weil der PE mit der Metallhülle des Bootes verbunden ist. Diese Ströme fressen den Stahl/Alu des Bootes.
Zur Verhinderung gibt es (mindestens) zwei Möglichkeiten:
Ein echter Trenntrafo, der auf der Ausgangsseite ein (land)erdfreies Netz herstellt.
Galvanic Isolation Dioden, die kleine (Ausgleichs)Spannungen unterbinden
Beides ist im Einsatz und hat sich bewährt. Der Trafo ist selbsterklärend aber über 1kW recht groß. Die kleinere Diodenschaltung kann jedoch durch (unbemerkte) Überspannungsereignisse Schaden nehmen und "offen" werden. Dann verliert man jeglichen PE Schutz bei Landstromversorgung.
Dafür gibt es spezielle "fail safe" Versionen, bei denen ein Diodenausfall wieder zu einer harten Verbindung des Land PE mit dem Schiffs PE führt. Das ist bei US Schiffen so vorgeschrieben und im Einsatz.
Aber wie funktioniert so eine "fail safe" Schaltung im PE? Das Bild zeigt die Schaltung des einfachen Isolators ohne Fehlererkennung oder fail safe Schaltung.
Mir graust vor einem "geschalteten" PE der in EU wohl nicht zulässig wäre.
Vllt. als Eigenschaft der Dioden, die so konstruiert sind, dass sie im Fehlerfall "garantiert" (also: meistens) in den Kurzschluss durchlegieren. Ob man das den Bonddrähten auch gesagt hat...?
Die Überbrückung könnte ein Relais mit Öffnerkontakt sein, der nur dann aktiv geöffnet wird, wenn die Spannung über den Dioden "klein" ist.
Hatten wir gerade aus dem audiophilen Bereich. Da kam irgendwo auch der hinweis auf die Landversorgung von Schiffen.
Beitrag "DC-Blokker: Was haltet ihr von der Schaltung?"
Es ist immer wieder interessant zu sehen, wie inhaltlich gleiche oder ähnliche Themen sich zeitlich häufen.
Die Überbrückung könnte ein Relais mit Öffnerkontakt sein, der nur dann
aktiv geöffnet wird, wenn die Spannung über den Dioden "klein" ist.
Bei fehlendem Ausgleichstrom (Idealfall) wird aber über den Dioden gar keine Spannung abfallen. Also keine Auswertung möglich. Diese "besseren" fail safe Dinger aus US Produktion waren bisher alle vergossen....
Das kann man ja, genau wie die Spannungsfreiheit des PE beim PRCD-S+, vor dem Zuschalten von L und N mit einem Strom testen. Genau wie bei der Schutzleiterprüfung ein Strom eingeprägt und die Spannung gemessen wird. (...zumindest wurde: bei meinen VDE-Kisten im Holzgehäuse, ~6A iirc)
Es hat mich hier trotzdem mal weiter interessiert, da ja nach dem fail-safe gefragt wurde.
In https://marinehowto.com/testing-a-galvanic-isolator/ ist z.B. davon die Rede, daß die Dioden speziell so entworfen sind, daß sie im Fehlerfall eine direkte elektrisch leitende Verbindung garantieren und die beiden anderen Ausfallerscheinungen von 'offen' oder 'undefiniert' nicht vorkommen können.
Es hat mich hier trotzdem mal weiter interessiert, da ja nach dem
fail-safe gefragt wurde.
In https://marinehowto.com/testing-a-galvanic-isolator/ ist z.B. davon
die Rede, daß die Dioden speziell so entworfen sind, daß sie im
Fehlerfall eine direkte elektrisch leitende Verbindung garantieren und
die beiden anderen Ausfallerscheinungen von 'offen' oder 'undefiniert'
nicht vorkommen können.
Ja, den Text hatte ich auch schon gelesen. Aber der ist typisch amerikanisch (möglichst ungenau) geschrieben und ich bezweifle ganz entschieden daß hierfür die Dioden selbst anders hergestellt werden. Dafür gibt es zu viele Varianten und Hersteller als daß sich das lohnen würde.
Eine Testschaltung wie von Harry beschrieben würde dagegen mehr Anschlüsse für die Versorgungsspannung benötigen.
....'offen' oder 'undefiniert' nicht vorkommen können.
"Nicht vorkommen können" wird dir pauschal kaum jemand garantieren, das kann nur innerhalb irgendwelcher Grenzwerte zugesichert werden. Und auch dann hauen dir irgendwelche AQL oder Disclaimerer rein.
Z.B.Vishay TVS:
https://www.vishay.com/docs/88440/failurem.pdf
Seit es HF Trenntrafos gibt, ist groß und schwer aus der Mode gekommen. Das wurde jetzt durch groß und teuer ersetzt. Diesen Isolatoren mit Dioden würde ich nicht so richtig trauen, aber ohne das Zeug funktioniert bei mir der FI im Schiff nicht oder ist dauernd draussen.
Seit es HF Trenntrafos gibt, ist groß und schwer aus der Mode gekommen.
Das wurde jetzt durch groß und teuer ersetzt. Diesen Isolatoren mit
Dioden würde ich nicht so richtig trauen, aber ohne das Zeug
funktioniert bei mir der FI im Schiff nicht oder ist dauernd draussen.
MfG
Michael
Als Eli bin ich gegen jede Einbauten im PE allergisch. Aber die Amis haben sich da schon etwas dabei gedacht als sie extra dafür die Norm ABYC A-28 eingeführt haben die eben eine "Fail-Safe" Funktion vorschreibt.
Und der im Bild offen gezeigte Dairyland Isolator erfüllt diese Norm.
Damit würde ich leben können. Leider scheint es keinen Importeur zu geben, jedenfalls finde ich nur die "einfachen" Isolatoren die nicht fail safe sind (auch von so namhaften Herstellern wie Victron !).
Danke! Ja so etwas hatte ich auch schon vermutet. ARS25 oder TRA3225 wären weitere Kandidaten. Offensichtlich ist damit die "fail safe" Auszeichnung nur für die Ausführung in "Panzerqualität" um das Überleben unter allen Umständen sicherzustellen. Der vorgeschriebene Test nach der US Norm verlangt wiederholte Belastung mit hohen Impulsen/Energien die eine bedrahtete Diode kaum überleben würde.
Strom vom Land auf das Schiff geht erst mal zum Maschinenraum, dort sind dann auch die Schalter und Sicherungen. Ich habe auf den Containerschiffen, welche ich besuchte keinen Trafo wahrgenommen, allerdings wuerde der auch nicht grad neben dem Bedienpult stehen. Die Anbindung an das Land waren mehrere Megawatt. Damals gings um vielleicht 300 Kuehlcontainer. Die Leistungeschalter fuer die einzelnen Sektoren waren fuer 4000A.
Wuerde man nicht besser die Trafos an Land haben, und potentialfreien Strom liefern ? Die Piers sind ja jeweils dieselben, und auf See bringt ein Trafo ja gar nichts.
Strom vom Land auf das Schiff geht erst mal zum Maschinenraum, dort sind
dann auch die Schalter und Sicherungen. Ich habe auf den
Containerschiffen, welche ich besuchte keinen Trafo wahrgenommen,
allerdings wuerde der auch nicht grad neben dem Bedienpult stehen. Die
Anbindung an das Land waren mehrere Megawatt. Damals gings um vielleicht
300 Kuehlcontainer. Die Leistungeschalter fuer die einzelnen Sektoren
waren fuer 4000A.
Wuerde man nicht besser die Trafos an Land haben, und potentialfreien
Strom liefern ? Die Piers sind ja jeweils dieselben, und auf See bringt
ein Trafo ja gar nichts.
Es geht hier um meinen privaten Dampfer mit gerade mal 13 Tonnen. Da gibt es zwar einen Maschinenraum aber der Landanschluß ist definitiv an Deck und bis zum ersten Verbraucher/Unterverteilung ist einfach kein Platz für einen voluminösen Trafo. Daher die Frage nach der Funktion einer "kleineren" Lösung.
Gerade in dem Konverter Thread gelesen daß die dafür genutzten Thyristoren bei Fehlern ausdrücklich auf "durchlegieren" konstruiert sind. DAS wäre doch eine Lösung. Ich vermute nur, daß Thyristoren für Konverteranwendung nicht gerade günstig sind....
Wie reagieren denn die Opferanoden aus Magnesium auf die PE-Verbindung, würde nicht über diese der Erdstrom laufen. Dabei wäre es Wechselstrom, Gasblasen... Könnte man einen besser leitenden Kupfer- oder Silber-Anker als "Staberder" ans Boot hängen ?
Die Dioden müssen ja eigentlich nur die Versorgungsleitungssicherungssstromstärke aushalten. Und das Boot ist ja an sich durch das Wasser schon geerdet ein FI müßte doch sowieso auslösen können.
Aber wie funktioniert so eine "fail safe" Schaltung im PE?
Nur bei kleinen Spannungsdifferenzen, da leiten die Dioden noch nicht.
Impulse werden durch den Kondensator durchgeleitet.
Bei realen Spannungsdifferenzen zwischen Boot und Erde funktioniert die
Schaltung nicht mehr, schützt nicht mehr vor Korrosion
Nutze einen Trenntrafo.
?????
Ich hatte nicht nach der Funktion des Ground Isolators gefragt sondern der "fail safe" Ausführung desselben? Die Funktion eines Ground Isolators ist einfach und gerade bei hohen Landströmen dem Trafo in Sachen Bauraum und Gewicht überlegen. Gerade deshalb wird diese Technik selbst im sicherheitsverliebten Amiland bedenkenlos angewandt. Der amerikanische Yachtverband hat sogar Regeln erlassen die eben auch das Thema "Fail Safe" betreffen.
Wie gestaltet man eine solche Schaltung so, daß es selbst bei massiver Überlast NICHT zu einer Auftrennung der leitenden Verbindung zwischen Bootskörper und Land PE kommt?
Bisher beste Antworten waren:
groß und robust machen, z.B. wie gezeigt in Button Case Ausführung
spezielle Dioden/Thyristoren die bei Überlast IMMER durchlegieren
"Reale Spannungsdifferenzen" können in einem solchen Szenario gar nicht auftreten.
Mmh, mittels einer Schmelzsicherung innerhalb einer zusammengedrückten Feder, die entspannt den Kontakt zur Erdung herstellt, die Feder müßte aber auch ziemlich Strom aushalten können. oder was ? Vielleicht auch nur als Auslöser für eine noch viel stärkere Kontaktfeder.
Funktioniert der Schutz über eine Opferanode (Magnesium) mit dem Erdungsstrom nicht mehr ?
Mmh, mittels einer Schmelzsicherung innerhalb einer zusammengedrückten
Feder, die entspannt den Kontakt zur Erdung herstellt, die Feder müßte
aber auch ziemlich Strom aushalten können. oder was ? Vielleicht auch
nur als Auslöser für eine noch viel stärkere Kontaktfeder.
Funktioniert der Schutz über eine Opferanode (Magnesium) mit dem
Erdungsstrom nicht mehr ?
Bei dem Thema geht es um "aufgezwungene vagabundierende Ausgleichströme", die erst auftreten wenn das Schiff Landstrom bekommt. Über den PE des Landanschlusses (der sonstwas sein kann, die Anlagen an den Marinas sind nicht immer gepflegt) kann der Schiffskörper plötzlich zum Erder für die Landinstallation werden und dann als ganzes Strom ins Wasser ableiten. Die normalen Opferanoden würden dabei kaum eine Rolle spielen weil sie (am Schiffskörper befestigt) ebenfalls auf ein höheres Potential kommen.
Horrorbeispiel sind die Schweißarbeiten an einem anderen Schiff (womöglich während man selbst gar nicht anwesend ist) wo der Strom vom Wasser auf den eigenen Schiffskörper kommt und von dort über den PE des Landanschlusses fließt.
Wegen der Ausgestaltung der ganzen Anschlüsse sind das sehr geringe Spannungen aber hohe Ströme. Das ergibt heftige Elektrolyseeffekte am eigenen Schiff ohne Wissen oder Zutun des Besitzers.
Weil die Spannungen so klein sind, reichen bei der Lösung mit Ground Isolator zwei Dioden antiparallel. Die geringen Spannungen können die 0,7/1,4 Volt nicht überwinden und es fließt kein Strom.
Die PE Funktion ist aber weiterhin gegeben, auch mit dem sehr geringen Spannungsabfall von 0,7/1,4Volt.
So wurde das lange Jahre verbaut bis es zu Fehlfunktionen wegen Überspannungsschäden kam. Da hatte dann irgendwo ein Blitz eingeschlagen und der Strom im Wasser/durch den Isolator die Dioden zerstört.
Dann war man ohne PE, nicht lustig.
Dafür gibt es GI mit eingebauter Funktionsüberwachung (Anzeige/Alarmton) oder eben die robuste Lösung die ein paar kA aushält oder im schlimmsten Falle sicher durchlegiert und nicht öffnet.
Da in Europa die "guten" Ground Isolatoren nicht ohne weiteres erhältlich sind (oder Eigenimport) würde ich das gerne nachbauen sofern die Bauteile bekannt sind.
Da in Europa die "guten" Ground Isolatoren nicht ohne weiteres
erhältlich sind (oder Eigenimport) würde ich das gerne nachbauen sofern
die Bauteile bekannt sind.
In Europa ist aber der PE der Landstromversorgung auch nicht mit dem Rumpf und den Metallteilen des Schiffs verbunden, insofern gibt es gar kein Korrosionsproblem.
Da in Europa die "guten" Ground Isolatoren nicht ohne weiteres
erhältlich sind (oder Eigenimport) würde ich das gerne nachbauen sofern
die Bauteile bekannt sind.
In Europa ist aber der PE der Landstromversorgung auch nicht mit dem
Rumpf und den Metallteilen des Schiffs verbunden, insofern gibt es gar
kein Korrosionsproblem.
Das möchte ich jetzt lieber nicht kommentieren. Das wäre nämlich ein
grober Verstoß gegen einschlägige VDE und gesunden Menschenverstand.
Ich habe nirgends derart viel, teils abenteuerlichsten, Mischmasch an Elektroinstallation gesehen wie auf Booten / Schiffen. Kriecht man durch den Maschinenraum kribbelts ständig irgendwo, tote Kabelstränge in allen Regenbogenfarben, diverse Wechselrichter, Schutzeinrichtungen die keine sind. DAS IST STANDARD in der Branche. Eben weil es eine Grauzone ist in der jeder sein eigenes Süppchen kocht. Über die Jahre wird das oft ein völlig unüberschaubarer Wust dem man nur mit konsequent eingesetztem Seitenschneider Herr werden kann, und das zieht sich durchaus hoch bis in die Klasse der High-Society im Mittelmeer, mit eigenem Skipper mitsamt Crew & Stewardess.
Weiterhin ist es ein enormer Unterschied ob nun Stahl-, Alu-, Holz- oder GFK-Rumpf, Generator an Bord, div. Wechselrichter, Salz- oder Süsswasser...
Ich habe es durchaus erlebt dass der "Hafenpolizist" an Bord kam um sich davon zu überzeugen das aus dem Auslass kein Graywater kam, sondern das Kühlwasser des Generators der lief - um eben jenem Landstromproblem aus dem Wege zu gehen. Ein Alu-Rumpf reagiert hier tatsächlich besonders empfindlich, der Mehrpreis für Magnesium-Anoden ggü gebräuchlichem Zink ist lächerlich in Bezug auf Korrosionsschäden am Unterwasserschiff.
Wer sein Schiffchen als Wohndomizil nutzt ist gut beraten regelmässig baden zu gehen und die Opferanoden gut abzubürsten, sie erfüllen ihren Zweck sonst nicht, sie sind und bleiben der zweckmässigste Schutz. Strom ist ebenso faul wie erfinderisch, er findet IMMER seinen Weg. In Kombination mit Wasser ungleich mehr.
Aus meiner Erfahrung heraus muss ich sagen:
Es gibt nicht die eine Regel, die eine wahre richtige Methode. Da sind zuviele Parameter in Spiel, zuviele Meinungen, zuviele Köche und zuwenig Brei.
Durchdachter, konsequenter Berührungsschutz, eine möglichst schlanke Installation ohne viel Schnickschnack, möglichst wenig Sensorik an Bord helfen am meisten. Schiffselektrik an Privatpötten ist ein Fass ohne Boden...
Durchdachter, konsequenter Berührungsschutz, eine möglichst schlanke
Installation ohne viel Schnickschnack, möglichst wenig Sensorik an Bord
helfen am meisten. Schiffselektrik an Privatpötten ist ein Fass ohne
Boden...
Das kann ich genau so bestätigen. Und genau da befinde ich mich auf einem nun 30 Jahre alten Schiff, das schon einige Besitzer gesehen hat.
Das kann ich genau so bestätigen. Und genau da befinde ich mich auf
einem nun 30 Jahre alten Schiff, das schon einige Besitzer gesehen hat.
Auf meinen Kundenbooten ist das genauso. Ich kann dich immerhin soweit beruhigen, das du Bestandschutz hast - es gibt nämlich eine Novelle zur DIN ISO EN13297, die so ein Chaos zumindest eingrenzen soll.
Anbei mal die wichtigsten Regeln aus der Novelle, wie sie der DBSV kommuniziert.
Weiterhin ist die Anwendung von FailSafe Circuit Breakern (also die Dioden) mittlerweile legitimiert. Aber selber sollte man das nicht bauen, sie sollten mittlerweile in geeigneten Ausführungen käuflich sein.
Das kann ich genau so bestätigen. Und genau da befinde ich mich auf
einem nun 30 Jahre alten Schiff, das schon einige Besitzer gesehen hat.
Auf meinen Kundenbooten ist das genauso. Ich kann dich immerhin soweit
beruhigen, das du Bestandschutz hast - es gibt nämlich eine Novelle zur
DIN ISO EN13297, die so ein Chaos zumindest eingrenzen soll.
Anbei mal die wichtigsten Regeln aus der Novelle, wie sie der DBSV
kommuniziert.
Weiterhin ist die Anwendung von FailSafe Circuit Breakern (also die
Dioden) mittlerweile legitimiert. Aber selber sollte man das nicht
bauen, sie sollten mittlerweile in geeigneten Ausführungen käuflich
sein.
Vielen Dank für deine Hinweise! Leider finde ich in Europa keinen Importeuer für die US Fail Safe Ground Isolatoren. Aber wenn alles nicht hilft kann man ja selbst importieren (gerade einen neuen Riementrieb selbst importiert weil es keinen Anbieter für den alten Motor hier gab)
Aber wenn alles nicht hilft kann man ja selbst importieren (gerade einen
neuen Riementrieb selbst importiert weil es keinen Anbieter für den
alten Motor hier gab)
Ich habe Deinen Thread dazu durchaus mitverfolgt, meinen Senf dazu aber heruntergeschluckt. Sachdienliches wird hier ab und an fehlinterpretiert. Solche Motoren sind idR aus der Serie von LKW' gemopst, leicht modifiziert. War aber ganz froh dass Du den Tipp mit der verlängerten Achse der Wasserpumpe und den möglichen Folgen daraus beherzigt hast. Wenn ich das noch richtig auf dem Schirm habe.
Deutschland ist nicht wirklich eine Seefahrernation, Wohnboote sind die Ausnahme. Entsprechend karg ist das Fachwissen hier im Land, und im Forum hier beschränkt sich das Wissen auf Hausinstallation & Co, was aber unmöglich 1:1 auf maritim umgestrickt werden kann.
Mein Rat:
Guck mal nach Holland rüber, die haben echt dsbzgl enorm was auf dem Kasten, hab da vor ner Weile ein Oaginol-Plattbodenschiff wieder flottgemacht. Mechanisch zumindest, elektrisch wusste ich es in guten Händen. Hübsches Ding, BJ ca 1905. Um die 30m. Grossvolumige Maschine DAF aus den 60ern. Ein Beträchtlicher Teil der Bevölkerung wohnt so auf dem Wasser, Liegeplätze in den Amsterdamer Grachten ergattert man nur durch einen Packt mit dem Teufel oder Erbschaft. Die wissen dort wie man das händelt.
In Italien hab ich ne Weile auf einem 2Master gedient, Holz, 150to, mit italienischer Elektrik. Geprägt von Improvisation, grauenhaft. Ein durchgebrannter Amitrafo hat da mal für Rückspannung gesorgt der über den Bilgenalarm tagelang für Panik gesorgt hat, nur so als Beispiel. War aber auch nur ein Zufallsfund, weil er gerade gequalmt hat und mir in die Schuhe geschoben wurde ich hätte würde ihn als Ausrede benutzen um meine Glimmstängel zu verstecken.
Wie gesagt, guck mal Richtung Holland, viele sprechen deutsch, Englisch sowieso. Oder schreib mal Steve Van der Grens (roehrmond) aus dem Forum hier an, ich glaube der hat einen sehr guten Draht dorthin. Auch wenn die Italiener in etlichen anderen Dingen was Boote anbelangt die Nase wieder vorn haben...
Hab mal einen dummen Witz gerissen, seither mag er mich nicht mehr so arg. War aber nicht böse gemeint. Probier's einfach.
Galvanic_Isolator.jpg
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