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Diese Seite befasst sich mit den Wechselrichtern, FI
Personenschutzschaltern, Erdung, Potentialausgleich und den wichtigsten VDE Normen zum sicheren Betrieb im Wohnmobil
sowie den Klemmenbezeichnungen im Kfz und im speziellen für Fiat Ducato und Ford
Transit. Die Beschreibung ist für die allgemeine Verständlichkeit vereinfacht dargestellt.
Mehr zu diesem "spannenden" Thema finden Sie in meinem Buch "Strom und Spannung",
in dem die einzelnen Themen ausführlicher erklärt sind. Achtung:
Der Betrieb festeingebauter bzw. festangeschlossener Wechselrichter und deren Anschuss an das bereits
standardmässig installierte 230V Netz ist problematisch und kann Ihre Sicherheit
gefährden. Beachten Sie dabei auch die Themen "Fi Personenschutzschalter, Erdung
und Potentialausgleich sowie Zugehörige VDE Normen und Richtlinien. Bitte beachten Sie, dass bei Arbeiten an der 12V und 230V Anlage
die notwendigen Fachkenntnisse vorhanden sind. Im Zweifelsfall wenden Sie sich bitte an einen ausgewiesenen Elektroinstallateur.
Teil 1
Teil 2
Teil 3
Teil 4 (aktuelle Seite)
Der Wechselrichter, 12V Gleichstrom auf 230V Wechselstrom
,
auch Inverter oder DC/AC Wandler genannt ist keine Energiequelle, sondern lediglich ein Umwandler. Er wandelt
bzw. invertiert eine 12 V Gleichstrom in 230 V Wechselstrom, um dann damit „nur 230 V Geräte“ betreiben zu können.
Den benötigten Gleichstrom entnimmt er der Aufbaubatterie. Man sollte aber nicht zu viel erwarten. Die erzeugte Spannung ist bei
den kostengünstigen Lösungen keine saubere Sinusspannung sondern ein so genannter „modifizierter Sinus“ (trapez oder
rechteckförmig) also "eckiger Strom". So manches getaktetes Netzteil hat mit dieser Spannungs- bzw. Frequenzqualität (Oberwellen,
Flankensteilheit) seine liebe Not, aber für den Anschluss von Wasserkocher, Fön, Lampen, Lötkolben oder Elektrowerkzeugen ist er durchaus geeignet.
Für die Versorgung von CPAP-Atemgeräten, Notebooks, LCD-TV/SAT-Anlagen und alle Arten von pürimär getakteten Netzteilen (nur kleiner Trafo),
für induktive Ladegeräte für Elektrozahnbürsten, Ladegeräte für Akkus oder für einige Komfort-Kaffee- oder Espresso-Maschinen (Senseo, Saeco, Nespresso)
sollte es ein echter Sinuswandler mit "rundem Strom" sein. Nur dessen optimal schwingende, reine Sinus-Wellenform sichert einen
störungsfreien Betrieb dieser Geräte.
Wechselrichter, die eine saubere Sinus-Wellenform liefern, benötigen zum Betrieb eine bestimmte Ausgangslast.
Trotzdem sind bei Laständerungen Spannungsschwankungen zwischen 170 V und 290 V in der Einschwingphase immer möglich.
Eine saubere Sinuskurve sollte wie die Kurve (Sinuskurve 230 V / 50 Hz) aussehen.
Leider haben die Abwandlungen rechts davon mit einer "modifizierten Sinusspannungen" nur noch eine entfernte Ähnlichkeit.
Im Gegensatz zum normalen 230V Hausnetz gibt es beim WR Ausgang keine Phase oder
einen Neutralleiter sondern beide Pole/Drähte führen einen Teil der oben
abgebildeten Wellenformen. Beide zusammen ergeben dann für den Verbraucher eine
Vollwelle. Dass mit diesen "eckigem Strom" etliche Geräte ihre Probleme bekommen braucht niemanden zu wundern.
Der "modifizierter Sinus" als eine der obigen Kurvenformen hat eine extreme Flankensteilheit. Nicht jedes Gerät kommt damit zurecht.
Phasenanschnittssteuerungen (Dimmer, manche E-Werkzeuge) können mit Rechteckflanken nicht vernünftig geregelt werden.
Die produzierten Oberwellen können z. B. bei induktiv ladenden Zahnbürsten zu Überlastungen führen.
Aber für den Anschluss von Wasserkocher, Fön, Lampen, Lötkolben oder Elektrowerkzeugen sind die modifizierten Sinusformen durchaus geeignet.
Beim Anschluss über eine 12 V Normdose beträgt die maximale Anschlussleistung ca. 150/180 Watt.
Die Zigarettenanzünderdosen sind für einen WR ungeeignet, da sie den Stecker nicht fixieren!!.
Festangeschlossene Geräte gibt es für den Bereich von 200 bis 3000 W.
Aber Achtung, bei einer Ausgangsleistung von 1500 W fließt bereits ein Batteriestrom von ca. 144 A (bei Wirkungsgrad 85%). Der WR
muss deshalb direkt, mit kürzester Verbindung und genügend dickem Kabel an die Batterien angeschlossen werden. Außerdem sollte man
batterieseitig einen Trennschalter (Natoknochen) vorsehen. Auch die Batterienkapazität sollte, entspechend den gestiegenen Anforderungen,
aufrüstet werden wobei man die Gel-Technik meiden sollte. Die Batterielebensdauer verkürzt sich enorm, wenn bei einer C10-Batterie mit
einer Kapazität von 200 Ah mal schnell 144 A gezogen werden.
Bitte beachten Sie auch, dass selbst gute Wechselrichter nur einen Wirkungsgrad von
max. ca. 85% haben (best case Angabe), d.h. wenn sie 1500 W Leistung für den 230 V Verbraucher benötigen, müssen Sie der Batterie ca. 1725 W entnehmen.
Die Differenz wärmt ihr Wohnmobil.
Der Wirkungsgrad ist außerdem stark abhängig von der abgeforderten Leistung, auf gut deutsch kann bei einem 1500 W Wechselrichter und
einer entnommenen Leistung von nur 200 W, der Wirkungsgrad produktspezifisch auf nur 60% sinken. Der beste Wirkungsgrad wird im Betrieb
bei ca. 70-80% der Dauernennleistung erreicht. Genaueres muss man typspezifisch den Geräte-Kennlinien entnehmen.
PS: Es ist wie beim Automotor und „dem besten Drehmoment“, also eine Frage des optimalen Arbeitspunktes auf der Kennlinie.
Viele WR sind mit einer Fernbedienung ausgerüstet. Bitte beachten Sie, dass mit einer kabellosen FB ein WR nie ganz
ausgeschaltet werden kann. Er hat einen Ruhestrom um das Einschaltsignal der FB zu erkennen und darauf reagieren zu können.
Die Stromaufnahme ohne Last kann bei manchen preisgünstigen Exemplaren bei ca. 0,8 A liegen. In fünf Tagen ist damit
Ihre 100 Ah Batterie leergesaugt.
Wichtige Merkmale bei der Poduktwahl sollten also sein:
1. Reiner Sinus,
2. Leistungsklasse ca. 25% höher als die Summe der Leistungsangabe gleichzeitig betriebener Geräte,
3. Stromaufnahmne ohne Last kleiner 0,1A,
4. Softsartfunktion bei mehr als 1500 Watt
5. keine drahtlose Fernbedienung, da sonst höherer Ruhestrom.
6. nur eine Steckdose und keine Anschlussklemmen am Ausgang (VDE Problematik)
7. bei zwei eingebauten Steckdosen muss am WR Ausgang auch ein FI Schutzschalter eingebaut sein
8. CE Kennzeichnung, E Prüfzeichen, Herstellererklärung für die Einhaltung der
VDE-AR-N 4105:2018-11 (neue Norm)
Achtung: Der 230V-Ausgang eines Wechselrichters (WR) darf nicht auf das 230V-Landstromnetzes geschaltet werden. Möchte man die im
Wohnmobil installierten 230V Steckdosen für Landstrom und WR benutzen, benötigt man zum WR einen „Netzvorrangschalter (NVS)
mit zwangsgeführten Kontakten“, der bei Anschluss von Landstrom den Ausgang des WRs komplett abtrennt. Tut man das nicht, kann man mit ziemlicher Sicherheit den
Wechselrichter als Totalschaden abschreiben. Außerdem benötigt man für dieses
eigenständige WR Ersatzstromnetz bei mehreren Steckdosen/Verbrauchern natürlich einen FI Schutzschalter im Ausgang
des Wechselrichters.
Damit auch dieser FI einen Fehlerstrom über den menschlichen Körper gegen Erde
erkennen kann, muss eine Ausgangsleitung des WR mit einer internen Brücke
„genullt“, damit als „neutrale Leitung“ erklärt und auf Gehäusemasse gelegt
werden. D.h. für die Installation eines Wechselrichters wird erst durch die
Verbindung einer Ausgangsader mit der Schutzerde (klassische Nullung) aus einen der
Leiter des WR ein N-Leiter! Damit wird die galvanische Trennung, die als
Schutzisolation gilt, aufgehoben und muss durch eine ander Schutzmassnahme (Fi
Schutzschalter) ersetzt werden. Die Gehäusemasse wird dann über den Erdungsbolzen direkt mit einem
grün/gelben Kabel von mindestens 2,5 mm 2
auf den PE
Leiter an der CEE Eingangsdose gelegt. Bei normalen Erdungen ist ein
Kabeldurchmesser von 4 mm2
vorgeschriebn, bei Caravan/Wohn- oder Reisemobile genügen mindestens 2, 5 mm2,
da der PE-Schutzleiter im Anschlusskabel auch nur einen Durchmesser von 2,5 mm2
hat. Das 230 V WR Netz am WR Ausgang ist jetzt ein
sogenanntes TN-C Netz (klassische Nullung). Wird der WR isoliert betrieben, gibt es nur L-Leiter ohne
Erdreferenz.
Diese Nullung ist aber nur bei Wechselrichten möglich,
bei denen zwischen 12V Eingang und 230V Ausgang eine galvanische Trennung
besteht. Diese galvanische Trennung ist aber für einen Laien von leider kaum ersichtlich.
Zusätzlich muss auch die bestehende Verkabelung geändert werden. Der FI/LS
Schutzschalter,
das Batterieladegerätes (Kreisladung), der 230V-Anschluss des
Kühlschrankes
und ggf. der 230V-Heizpatrone der Truma/Alde Heizung müssen
vor dem WR bzw. der NVS liegen. Ansonsten würde sich die Batterieladung im
Kreis drehen indem die Batterie den WR versorgt, der dann wiederum das Ladegerät
mit 230V versorgt damit dieses die Batterie lädt.
Auch die AES Automatik würde den Kühli mit 230V WR-Strom anstatt Gas betreiben.
FI Personenschutzschalter, Erdung und Potentialausgleich
Im Zusammenhang mit FI Schutzschalter, Fehlerstrom, Erdung und Blitzschutz möchte ich Ihnen abschließend noch ein paar Erläuterungen
anhand einer Zeichnung geben.
Eine VDE gerechte CP Stromsäule ist mit einem FI-Personenschutz- und einem LS-Lastschutzschalter ausgestattet. Der Anschuss erfolgt
an der CP Landstromsäule über ein
verpolungssicheres CEE Anschlusskabel an die CEE Eingangsdose des Wohnmobils. Das
Wohnmobil selbst hat nochmals einen kombinierten FI/LS (RCBO) Schutzschalter. Mit
dieser zweifachen FI/LS Sicherung wird sichergestellt, dass das 230V Netz bei
Berührungen durch einen Nutzer und bei Überlast durch einen Verbraucher
abgeschaltet wird. Integrieren Sie einen WR in Ihre bestehende 230V Verkabelung
benötigen Sie für dieses eigenständige Netz auch einen weiteren FI-Schutzschalter
(RCD) damit auch dort
eventuell auftretende Fehlströme erfasst und verhindert
werden.
Im Zusammenhang mit FI Schutzschaltungen fallen immer wieder die
Begriffe Erdung und/oder Potentialausgleich. Diese Begriffe
muss man getrennt betrachten. Hier eine Erklärung zu Unterschied
und Funktion.
Elektrofachleute sprechen von einer Erdung, wenn die
sprichwörtliche "Erde" mit einem bestimmten Punkt einer elektrischen Anlage verbunden wird. Die Vorgabe dafür ist deshalb immer:
-
Der
CP Fundamenterder ist
über den PE Schutzleiter des Anschlusskabels mit dem PE Schutzleiter
der CEE Eingangsdose verbunden und diese mit der
Chassismasse.
-
Alle Schutzleiter des Wohnmobil 230V Netzes, inklusive
des WR Ausgangs, sind mit dem Sammelpunkt der Chassismasse verbunden.
Die Erdung des 230V Landstromnetzes Ihres Wohnmobils erfolgt über den PE-Schutzleiter zum Erdungspunkt des
Campingplatznetzes.
Und hier fängt die Schutzfunktion eines FI Schutzschalters im 230V CP Netz an. Berühren Sie im Wohnmobil ein spannungsführendes Teil
des 230V Netzes fließt über Ihren Körper ein geringer Teil des Stromes über die
Chassiserde und den PE Leiter zum Fundamenterder des Campingplatzes. Ihre
Edelstahl Herd- und Spülmulde ist übrigens über die Elektrik der
Flammüberwachung mit der Chassismasse verbunden und über den PE Leiter des
230V Anschlusskabels geerdet! Der FI in der CP Stromsäule erkennt
an der Differenz der Stöme zwischen L und N dass
ein Fehlerstrom > 30 mA nach Erde abfliesst und trennt den Stromkreis
innerhalb von 0,2 Sekunden. Deshalb hat ein FI im Wohnmobil selbst nur eine parallel geschaltete Schutzfunktion, die
allerdings wichtig wird wenn das 230V Netz des Campingplatzes und/oder die Zuführung zum Wohnmobil nicht normgerecht
ausgeführt wurden.
Der zusätzlich in der CP Stromsäule installierte LS-Schutzschalter sichert die
Leitung zum Wohnmobil gegen einen Überlast oder Beschädigungen.
Da Ihr 230V Wohnmobilnetz über den PE Schutzleiter des Campingplatzes geerdet
wird benötigen Sie für Ihr Wohnmobil keine separate Erdung.
Wenn Sie aus Gründen des
Blitzschutzes Ihr Wohnmobil erden möchten müssen Sie dies allerdings über einen eigenen Erdstab realisieren.
Von einem Potentialunterschied spricht man z.B. wenn es aus
verschiedenen Stromquellen verschiedene Spannungen
und/oder
es dafür auch verschiedene Massepunkte gibt. Um im 230V Netz
einen Schutzpotentialausgleich zu schaffen wird die Chassismasse ist mit dem PE
Schutzleiter der CEE Eingangsdose verbunden und diese über den PE Schutzleiter
des Anschlusskabels mit dem CP Fundamenterder. Auch alle Schutzleiter des
Wohnmobil 230V Netzes, inklusive des WR Ausgangs, sind mit dem Sammelpunkt der
Chassismasse verbunden. Auch im 12V Bordnetz kann es zu
Potentialunterschieden kommen. Unterschiedliche Spannungslevel von
Batterien oder leichte Spannungsverluste an Übergangswiderständen führen zu
unterschiedlichen Spannungspotentialen und damit zu kleinen Ausgleichströmen,
teilweise auch durch die
betriebenen Geräte. In dem Bild sind die unterschiedlichen Massepunkte von
aktiver Dachantenne, Radio, Start- und Aufbaubatterie, Aludachhaut und
Lichtmaschine- bzw. Chassismasse dargestellt. Wird jetzt auch noch das
Autoradio inklusive seiner aktiven Antenne mit einem Umschalter einmal an der
Start- oder der Aufbaubatterie betrieben und der Dauerstromanschluss (Kl30)
verbleibt an der Startbatterie sind Störungen durch unterschiedliche Spannungs-
und Massepotentiale eigentlich schon eingebaut. Im schlimmsten Fall fließen
Ausgleichströme von der Startbatterie Kl. 30 über den Kl 15 Anschluss zur
Aufbaubatterie oder umgekehrt. Denn auch die Plusversorgung hat ja im Stand unterschiedliche
Spannungspotentiale an der Start- bzw. Aufbaubatterie. Auch Störungen durch
PWM Frequenzen von WR, Solarregler oder Lichtdimmer können nicht mehr
sauber gegen Masse abgeleitet werden und überlagern dann den Hör- oder Sehgenuss. Einen Potentialausgleich
im 12V Bordnetz erreicht man, wenn möglichst
alle Massepunkte mit einem großen Kabeldurchmesser (Masseband, Masseschiene) mit
einander verbunden werden. Das ist dann der Fall wenn
der Minuspol der Startbatterie über ein Masseband mit der Lichtmaschine, dem
Motorblock und dem Chassisrahmen verbunden ist und die Aufbaubatterie
direkt mit ihrem Minuspol am Minuspol der Startbatterie angeschlossen ist. Alle
Verbraucher im Aufbau werden dann mit ihren Minusleitungen auf eine gemeinsame
Masseschiene geschraubt und haben damit das gleiche Massepotential wie die
Chassiselektrik.
Auch die Verbindung des PE Leiters von der Womo CEE Dose über das 25m
Kabel zum CP Fundamenterder sorgt für einen Potentialausgleich. Beim Einbau eines Batteriecomputers mit Messshunt erfolgt
der Potentialausgleich am Massesammelpunkt des Minuspols der Batterie. Diese ist
aber nicht die Chassismasse, denn dazwischen ist ja der Messshunt geschaltet an
dem, hier gewollt, ein gewisses Spannungspotential abfällt, das gemessen wird und
dann als Stromfluss ausgewertet wird. Der Potentialausgleich dient in erster Linie als
Schutzmaßnahme gegen Geräteschäden die durch
Potentialunterschiede hervorgerufen werden. Zudem geht es um eine gute
elektromagnetische Verträglichkeit (kurz: EMV) durch gute Masseverbindung der
Abschirmungen.
Wichtige VDE Normen und Vorschriften
Zum Thema VDE Normen zuerst einmal eine kurze Aufzählung
der Normen anhand einer kleinen Aufgabe: In ein
Pkw Serienfahrzeug, keine Wohnmobileinstufung, soll eine Zusatzbatterie, ein
Sinuswechselrichter
zum Betrieb eines 230V Druckers und ein 230 V Batterieladegerät fest eingebaut
werden. Die Landstromeinspeisung zur
ausschließlichen Versorgung des Ladegerätes soll über eine verpolungssichere
Steckverbindung (Schutzklasse II)
erfolgen. Dabei handelt es sich um eine Niederspannungsanlage im
Fahrzeug ≥ AC 50 V, zutreffend ist hier die DIN VDE 0100-717 (VDE 0100-717).
Diese Norm ist verpflichtend auf alle Fahrzeuge, Fahrzeugausbauten,
Fahrzeugumbauten, Sonderfahrzeuge usw. anzuwenden.
Zusätzlich gelten die Normen
VDE 0285-525:2012-01 Teil 2-21 (Einspeisekabel), die
DIN EN 1648-1 & 2, 2018-04 (DC Niedervoltanlage) und für die Batterieanlage
im Kfz gelten die DIN EN IEC 62281 VDE 0509-6:2020-08
sowie die DIN EN IEC 62485-2 VDE 0510-485-2:2019-04
Ausgenommen von der Norm DIN VDE 0100-717 sind Wohn- und Reisemobile, Caravans,
Mobilhomes, Elektrofahrzeuge
und Schiffe.
Sollte der Van als Wohnmobil zugelassen werden gilt dann
die Norm DIN VDE 0100-721: 2019-10, Teil 7-721 und für den Personenschutz die
DIN VDE 0100-410:2018-10 sowie die DIN EN 60204-01:2019-6.
Allein dieses einfache Beispiel führt unter
Kastenwagen Ausbauern (Pkw Einstufung) und Wohnmobil- bzw. Reisemobilbesitzern (Wohnmobil, sonst. Kfz
Einstufung) zu den am
heftigsten diskutierten Fragen nach Sinn und Zweck von verpolungssicheren CEE Stecker,
CEE zu Schukoadaptern, FI Schutzschalter oder auch Länge und Aderndurchmesser eines
Anschlusskabels zur CP Anschlusssäule.
Viele der Diskutierenden vergessen dabei, dass Deutschland das einzige Land in Europa ist das keine verpolungssichere 230V Schutzkontaktverbindungen
(Stecker Typ F) im Haushalt eingeführt hat, bzw. vorschreibt. Da aber in unseren TN-S Netzen der Neutralleiter N geerdet ist,
können bei einer Verpolung durch einfaches Drehen der Stecker Gefahren für den Benutzer entstehen.
Deshalb bekommen die folgenden VDE Normen und Vorschriften in Deutschland einen ganz anderen Stellenwert als
z.B. in Großbritannien bzw. deren früheres Einflußgebiet mit dem
verpolungssicheren „Commonwealth Stecker Typ G" .
Wechselrichter mit Batterie sind nach DIN VDE 0100-717 Ersatzstromquellen und
müssen mit in die im Fahrzeug geltende Schutzmaßnahme eingebunden werden. Die
Verteilung von Strom und Spannung aus einer Ersatzstromquelle ohne Errichtung
einer gültigen Schutzmaßnahme ist nicht zulässig. Ebenso muss eine
Ersatzstromquelle (Wechselrichter), wenn diese auch während des Fahrbetriebs
Spannung erzeugt oder erzeugen könnte, mit einem unabhängigen autarken
Unfalldetektor verbunden sein, der zuverlässig die Stromquelle beim Unfall
abschaltet. Für Wechselrichter gilt seit März 2019 die neue Norm
VDE-AR-N 4105:2018-11. Die Installation eines Wechselrichters ist nur zulässig, wenn durchgängig von der
Einspeisung bis zum Ausgang des Wechselrichters die Schutzklasse II eingehalten
worden ist und sichergestellt ist, dass nur ein elektrisches Betriebsmittel
angeschlossen oder über eine Steckverbindung versorgt wird. Bei Veränderung
einer Steckvorrichtung besteht allerdings die Gefahr, dass nachträglich
Mehrfach-Steckdosenleisten zum Einsatz kommen und somit die Schutzmaßnahme
Schutztrennung und Schutzklasse II ausgehebelt wird. Falls dies der Fall sein
sollte gilt außerdem noch die Personenschutz Massnahme nach DIN VDE 0100-410:2018-10 und die DIN EN 60204-01:2019-6.
Aus diesen Gründen sind die VDE Normen die wichtigsten Richtlinien zur Funktion
und Sicherheit bei
Elektroinstallationen. Zum Verständnis der nachfolgenden Normen muss man allerdings etwas voraus schicken:
DIN VDE Normen sind für Deutschland eine Sammlung von Vorschriften und Richtlinien zu Installation und Betrieb elektrotechnischer Anlagen und
gelten rechtstechnisch bei
Haftungsfragen als "Stand der Technik". Die Anwendung von VDE Normen ist
rechtlich erstmal nicht bindend, man kann ohne weiteres und
zu jeder Zeit davon abweichen, wenn man auf andere Art und Weise, vielleicht auch durch eine bessere und fortschrittlichere Technik oder Erfindungen,
das gleiche Schutzziel erreicht!
Rechtsverbindlichkeit erlangen Normen, z.B. die VDE 100,
aber wenn Gesetze (Energiewirtschaftsgesetz EnWG §16, §49, Arbeitsschutzgesetz ArbSchG),
Unfallverhütungsvorschriften UVV (BGV A3,jetzt: DGUV Vorschrift 3) der Berufsgenossenschaften, Rechtsverordnungen
wie zum Beispiel EU-Richtlinien oder auch EuGH Urteile (z.B.
Az. C-613/14) auf sie verweisen oder beziehen.
Das EnWG, in dem u.a. auch die Stromlieferungen der Stromnetzbetreiber an den Verbraucher geregelt werden,
bezieht sich auch auf die VDE 100. Die VDE 100 hat damit, als Teil des Energiewirtschaftgesetzes EnWG, eine verpflichtende Grundlage für die
Ausführung von Elektroinstallationen zum Bezug von Stromlieferungen durch die
Netzbetreiber (siehe auch deren
techn. Anschlussbedingungen TAB).
Viele VDE Normen ergänzen andere, manche VDE Normen widersprechen inhaltlich anderen Richtlinien und manche Texte sind eine Sache der Auslegung.
Wichtig ist es auch nicht nur den Text sondern auch die Kopfinformationen mit Datum, Status und Änderungspunkten zu lesen. Kurzum,
es handelt sich um eine Sammlung von und für Fachkräfte die wissen was sie in diesem oder in jenem Fall zu befolgen haben.
Für Laien ist das ganze Zusammenspiel nur schwer ersichtlich.
Quelle: www.elektrofachkraft.de
*Zitat:
Die gesetzliche Grundlage der Regelung für das Errichten und Betreiben elektrischer Anlagen ist im Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) (
Stand: 01.01.2020 aufgrund Gesetzes vom 30.11.2019) verankert.
In der aktuell gültigen Fassung ist in §16 eindeutig Bezug auf die Bestimmungen des Verbandes Deutscher Elektrotechniker e.V. (VDE) genommen worden,
womit die DIN-VDE-Bestimmungen im Rahmen der allgemein anerkannten Regeln der Technik einen quasi rechtsverbindlichen Status erhalten.
Neben den DIN VDE-Bestimmungen zählen auch andere Vorschriften- und Regelwerke juristisch zur Gruppe der allgemein anerkannten Regeln der Technik.
Hier sind u.a. die berufsgenossenschaftlichen Vorschriften (BGV) – z.B. BGV A3 (jetzt: DGUV Vorschrift 3) "Elektrische Anlagen und Betriebsmittel" –
und die Richtlinien des Verbandes der Schadenversicherer e.V. (VdS-Richtlinien) zu nennen.
Fazit:
Die DIN-VDE-Bestimmungen gelten unter Berücksichtigung des EnWG als quasi rechtsverbindlich. Aufgrund des juristischen Gefüges kann jeder
Elektrofachkraft und jedem Betreiber elektrischer Anlagen nur nachdrücklich geraten werden, grundsätzlich die
allgemein anerkannten Regeln der Technik und damit auch die Anforderungen der DIN-VDE-Bestimmungen zu beachten.
Die rechtliche Praxis:
*Zitat:
Bei einer Elektrofachkraft die bei der Ausübung ihrer Aufgaben von den "allgemein anerkannten Regeln der Technik" abweicht, wird vermutet,
dass sie nicht richtig gehandelt hat. In diesem Fall, muss die Elektrofachkraft im Ernstfall erst beweisen, dass sie und wie sie die
gleiche Sicherheit auf andere Weise gewährleistet hat und somit nicht schuldhaft gehandelt hat.
Juristisch handelt es sich hierbei um die so genannte "Umkehr der Beweislast".
Zitat Ende.
Man darf sicher sein, dass ein Hobbybastler ohne Ausbildung kaum als Elektrofachkraft angesehen wird und wenn dessen Bastelei nicht dem
"Stand der Technik" entspricht hat er im Schadensfall ganz, ganz schlechte Karten.
Und nun zur hoffentlich sauberen Umsetzung im Bereich Caravan/Wohnmobil:
Für Installation und Betrieb eines Campingplatzes gelten in
Deutschland die DIN VDE 0100-708:2016-11,
Teil 7-708, die
DIN VDE
0100-721:2019-10 sowie die DIN VDE
0623-1:2013-02
bzw. in anderen Ländern deren nationalen Vorschriften. In Wohnmobilen/Caravans wird für den 230V Bereich das TN-S Netz des CPs
fortgeführt. Für deren elektrische Einrichtung und Betrieb
gelten in Deutschland die DIN VDE 0100-410:
2018-10 und die aktuelle DIN VDE
0100-721: 2019-10, Teil 7-721 sowie die DIN VDE
0100-740 2007-10 (Errichten von
Niederspannungsanlagen).
Diese VDE Normen gehen davon aus, dass das Wohnmobil /Mobilhome die
Möglichkeit hat an 230V Landstrom (CEE Einspeisdose) angeschlossen werden zu
können.
Die VDE Normen für die elektrotechnische
Einrichtung von Campingplatz und Caravans beziehen sich gegenseitig aufeinander
und gelten für Campingfahrzeuge ohne eingebaute 230V Stromgeneratoren und
Ersatzstromerzeuger (WR)!
-
Der 230V-Anschluss an die CP-Stromsäule erfolgt über ein verpolungssicheres CEE-Anschlusskabel nach VDE 0285-525:2012-01 Teil 2-21,
Gummikabel Typ H05RR-F 3G 2,5 mm2
am besten in Signalfarbe, mit blauen CEE-Steckern und Kupplungen.
Der geforderte
Ø
2,5 mm2 ist weniger der Belastbarkeit der L/N Adern sondern dem damit
niedrigeren Widerstand des PE Leiters geschuldet!!
-
In der CEE-Anschussbox muss der gelb/grüne Schutzleiter (PE) mit einem Kabelquerschnitt von
mindestens2,5 mm2 flexibel mit
dem Fahrzeugchassis verbunden werden.
-
Die gesamte elektrische Anlage des Caravans muss durch einen Hauptschalter abschaltbar sein.
Ein FI oder LS Schutzschalter zählen als Hauptschalter und der LS sollte
zweipolig abschalten).
-
Der Gesamtstromkreis muss durch eine
Überstromschutzeinrichtung (LS) abgesichert werden. Zusätzlich wird gefordert, dass jeder Stromkreis durch einen eigenen
FI/RCD (30mA) abgesichert wird.
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Bei allen Steckdosen / Verbrauchern muss der Schutzleiter angeklemmt sein. Alle Aderenden müssen mit Aderendhülsen
versehen werden und die Leitungen müssen der Kategorie H05RN-F 3G 1,5mm2 entsprechen.
-
230V- und 12V-Leitungen müssen getrennt (zwei verschiedene
Kanäle oder Trennsteg in einem Kanal) verlegt werden und gegen mechanische Erschütterung bzw. Beschädigungen
(Wellrohr) geschützt werden. Kabel, die durch Blech oder Kunststoffdurchführungen gehen, müssen mit einer Kabeldurchführung geschützt
werden.
In Bezug auf Personenschutz mittels FI/RCD gilt eigentlich die DIN VDE 0100-410:2007-06,
für Caravans/Wohnmobilen gibt es aber keinen Verweis. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage:
Wann und wo brauche ich einen FI/RCD/LS-Schutzschalter im Wohnmobilbetrieb? (Fi/RCD= Fehlerstrom, LS=
Leitungsschutz) Bei den FI/RCD-Schutzschaltern gibt es verschiedene
Ausführungen:
Typ A wechselstromsenitiv und
Typ B allstromsensitiv
-
Ein FI/RCD/LS-Schutzschalter Typ A muss den Ausgang der 230V-Stromversorgungssäule des Campingplatzes absichern.
-
Ein LS-Leitungsschutzschalter muss die verlegten Stromleitungen im Wohnmobil gegen Überlastung absichern.
Bei 1,5 mm2 Leitungsdurchmesser ist es ein 16A
Sicherungsautomat Typ B .
-
Ein FI/RCD-Schutzschalter Typ A sollte/muss? zusätzlich den Personenschutz im Wohnmobil absichern,
obwohl dies schon vor dem Anschlusskabel an der CP-Stromsäule erfolgt. Aber, im Zweifel für den doppelten Schutz,
nimmt man deshalb am besten einen zweipoligen, kombinierten FI/RCD/LS-Schutzschalter und ist dann auch auf dem CP in Marokko sicher.
Komplizierter wird es mit dem Einsatz eines festangeschlossenen bzw. stationär eingebauten Wechselrichters (WR)
der an das 230V Netz des Wophnmobils angeschlossen wird.
Wechselrichter mit Batteriespeisung sind dann im Sinne der VDE Ersatzstromerzeuger.
Seit 3/2019 gilt für Installation und Betrieb die VDE-AR-N 4105:2018-11. Lesen Sie bitte zuerst die BDA des WR-Herstellers genau durch.
Hier muss das 230V Netz am WR Ausgang als TN-C Netz ausgeführt werden wenn mehr
als ein Verbraucher angeschlossen werden soll.
-
Ein WR mit nur einer Ausgangssteckdose, an die nur ein Gerät angeschlossen ist, benötigt im WR-Ausgang keinen FI/RCD-Schutzschalter.
Hier gewährleistet die „galvanische Schutztrennung" den notwendigen Personenschutz.
-
Versorgt der WR mehrere Geräte / Steckdosen bildet er ein eigenes Netz , somit ist die Schutzmaßnahme "galvanische Schutztrennung" nicht mehr gewährleistet.
Hier muss im oder hinter dem WR ein 2-poliger, FI/RCD Schutzschalter Typ A
installiert sein/werden. Sind die Potentialverhältnisse unbekannt
oder sind glatte Gleichstromfehlerströme zu vermuten und liegt keine schriftliche Erklärung des Herstellers vor ist ein allstromsensitiver FI/RCD,
Typ B zu verwenden.
-
Wird
der WR
fest
in den 230V Fahrzeugstromkreis, vielleicht sogar mit NVS,
eingebunden,
muss
hinter dem WR von einer Fachkraft eine
Schutzerdung bzw. ein Schutzpotentialausgleich
(PEN, früher Nullung) ein TN-C Netz aufgebaut werden. Dazu muss am Ausgang des WR und vor dem externen FI/RCD
von einem der stromführenden Leiter über eine Erdungsbrücke (Ø 2,5mm2)
eine Verbindung zu PE (Masse) hergestellt werden. Geräte für den deutschen
Markt haben dafür einen Brückungspunkt. Außerdem muss der PE der fest
installierten Steckdosen mit flexiblem Kabel mit mindestens Ø 4 mm2 mit der Fahrzeugmasse verbunden werden.
-
Das WR-Gehäuse (Erdungsbolzen)muss mit der Fahrzeugmasse
des Wohnmobils und dem PE am CEE Eingang als Schutzpotentialausgleich mit flexiblem Kabel
mit 4 mm2, mindestens aber Ø 2,5 mm2 verbunden werden.
Achtung: Für Feuerwehr- oder Baustellengeräte gelten andere bzw. weitere VDE Normen, die hier aber
nicht aufgeführt sind.
Für die Niedervoltanlagen, die mit DC 12/24/48V betrieben werden, gelten DIN EN 1648-1 & 2, 2018-04.
Für Stromkreise die mit 12V oder 24V Gleichspannung betrieben werden ist nur ein Schutz gegen die Überlast vorzusehen.
Für 12V Leitungen benutzt man am besten den Kabeltyp FLY mit 2,5 mm2 oder eine Doppelleitung NYFAZ mit 1,5 mm
2.
Für den Batterieeinbau gilt: Nassbatterien dürfen nicht in Wohnräumen verbaut werden und benötigen eine Entgasungsleitung ins Freie.
Alle Batterien müssen crashsicher (20g/8g Bestimmung) befestigt werden. Für Batterieanlagen im Kfz gelten die DIN EN 62281 und VDE 0509-6:2018-07
sowie die DIN EN 50272-2 VDE 0510-2:2001-12
Für Photovoltaikanlagen gilt: DIN VDE 0100-712 (2016-10) und die DIN EN 62446.
Klemmenbezeichnung in der Kfz-Elektrik, Chassisanschlüsse bei Fiat Ducato und Ford Transit
Kl 61: auch D+, Ladekontrollleuchte, Steuersignal für Trennrelais Batterien, Kühlschrank
Kl 15: Plusspannung, wenn Zündung eingeschaltet ist, Steuerung, Sat-Schüssel, autom. Treppe, elektr. Hubstützen
Kl 15r: Zündungsplus (+) für Radio (auch R
Kl 30: Plusspannung, direkt von der Batterie
Kl 31: Minusleitung, direkt von der Batterie
Kl 58d: Dimmbare Instrumentenbeleuchtung Kl 61: auch D+, Ladekontrollleuchte, Steuersignal für Trennrelais Batterien, Kühlschrank
KL 75: Autoradio, Zigarettenanzünder ACC: Schaltstellung vor Zündung,
Zubehör-Steuersignal, ähnlich Kl. 15, ist aber nicht bei allen Herstellern
vorhanden
X: Für alle Verbraucher, die während des Motorstarts oder zur Stromverbrauchsminimierung abgeschaltet werden sollen oder
können.
Rel.Kontakt 85: Steuerspule vom Relais
Rel.Kontakt 86: Steuerspule vom Relais
Rel.Kontakt 30: Eingang Schließer/Öffner/ Wechsler
Rel.Kontakt 87: Ausgang Arbeitsstromkreis (no) am Relais (Schließer)
Rel.Kontakt 87a: Ausgang Ruhestromkreis (nc) am Relais (Öffner/Wechsler)
Fiat Ducato kein Dauerplusanschluss : Abhilfe: Einfach das Relais T12 im
Sicherungskasten neben dem Lenkrad ziehen und die Kontakte 30 und 87 mit 1,5 mm2
verbinden. Fertig! Es sind drei rote Relais vorhanden; T12 ist das rote oben
rechts. Die Absicherung über F44 bleibt erhalten. Fiat Ducato 250/244 und X250/290, Chassisanschlüsse:
Bei allen alten Fiat Chassis 290/244 ist das von der Lima kommende D+-Signal
intern abgesichert, bei den anderen Herstellern geschieht dies erst außerhalb
der Chassisverkabelung.
Bei den neuen X250/290 Chassis für Ducato, Citroen Jumper und Peugeot Boxer
gibt es kein direktes D+ Steuersignal aus der Lichtmaschine. Zumindest bei den
„Grundchassis für Ausbauer“ ist im unteren Bereich der rechten B-Säule hinter
der Verkleidung ein Stecker C036 L1A (15-polig), "Option Vorbereitung für
Aufbauhersteller". Dort ist der Pin2 = D+ aktive ground (aktiv an Masse = D-).
Belastbar ist dieses Steuersignal mit 0,3A.. Das D+ schaltet aber gegen Masse
und ist damit kein +12V Signal. Dort gibt es auch noch das Signal +SCHLÜSSEL
(ACC, Pin13), das eine ähnliche Funktion hat, aber nach +12V schaltet und
ebenfalls nur wenig Strom liefern kann. Dieses Signal kommt vom als "Key-On ACC"
vom Zündschloss. Das "Key-On" ist zwar ein +12V Signal, aber nur mit 0,6A
belastbar. Zusätzlich gibt es noch einen, mit 50A abgesicherten, 12V-Anschluss.
Bei einer Option "Radiovorbereitung" sind dort auch Anschlüsse für
Hecklautsprecher aufgelegt. Bei Kastenwagen und „Günstig-Chassis“ gibt es
diese „Ausbauer-Anschlussbox“ leider nicht.
Oft wird auch ein Rückfahrsignal benötigt. Beim Fiat Ducato X250
findet man es im linken Fußraum unter der Plastikverkleidung. Dort findet man
einen Kabelbaum, die dickste weiß/blaue Ader im Kabelbaum, 1,5 mm²) sollte das
Rückfahrsignal liefern.Der Ducato X250 hat übrigens zwei Crash-Sicherheitsschalter (1x
Kraftstoff, 1x Stromversorgung), die bei Umbauarbeiten eventuell auslösen
können. Der Reset steht im BDM auf Seite 68.
Ford Transit, BJ 2006-2013, Chassisanschlüsse:
Alle Angaben aus dem Ford Handbuch für Ausbauer (BEMM):
Die Klemme15 (Zündung an) ist im Fußraum rechts hinter dem unteren Handschuhfach, ab 2008 ist der Anschluss rechts von
der Lenksäule als 6,3mm Flachstecker aus dem Kabelbaum herausgeführt.
Klemme 61 (D+ ECM Computer) ist im großen Kabelbaum zwischen Lenksäule und der Instrumenteneinheit.
Die Sicherung für D+ ist links oben hinter der Abdeckung der Lenksäule.
Bei allen nach August 2006 hergestellten Fahrzeugen gehört dieser Signal-Abgriffspunkt (Stecker) zur Grundausrüstung.
Er befindet sich hinter dem Handschuhfach im Armaturenbrett.
Beim Ford Transit ab Bj. 2006 werden die Signale für Fahrgeschwindigkeit (SCV/GALA) und Rückwärtsgang nur als CAN-Meldungen
über den Multimediabus übertragen.
Auch beim Ford Transit ab BJ 2013 ist die Startbatterie in der Fahrersitzkonsole. Im Gegensatz zum vorherigen Modell
sind beim 2-Batterien-System beide Batterien permanent parallel geschaltet.
Hier gibt es auch kein originäres D+ Signal von der LiMa sondern ein "Switched Ground Engine Run Signal" (0,2A) vom Engine Control Modul ECM.
An der rechten Seite der Fahrersitzkonsole ist ein Aufbau-Interface Connector. An diesem ist Pin 3 "Engine run ground" (0,25A), also D- active
ground und Pin 6 Zündung Kl.15 (10A). Hinten, innen, links in der Sitzkonsole ist auch eine "Auxillary Fuse Panel" mit sieben User- Relais.
Links außen an der Sitzkonsole ist ein User-Anschlusspanel mit 3x60A Sicherungen und 3x Anschlusspunkten.
Die Anschlüsse Kl. 30 und Kl.15 für die Radio-Stromversorgung dürfen nicht getauscht werden.
MB Sprinter: BM 906, Bj 2016, Chassisanschlüsse:
Alle
Angaben finden Sie in den Ausbaurichtlinien. Dies ist nur ein Auszug zur
Elektrik. Die Hauptbatterie befindet sich im Bodenbereich links, vor dem
Fahrersitz. Kapazitäten >100Ah dürfen nicht direkt mit dem Bordnetz verbunden
werden da es zu Schäden am Grundfahrzeug kommen kann. Der Ladestrom für eine
Zusatzbatterie darf 40A nicht überschreiten. Je nach Ausstattung (Code EK1) ist
im Fahrersitzkasten Mitte, links eine Klemmleiste EK1 angebracht an der Kl. 30,
Dauerplus (12V/25A), Kl. 15 Zünd+ (12V/15A) und Kl. D+ (12V/10A) aufgelegt sind.
Ein weiterer Anschlusspunkt für eine Aufbaubatterie ist der Anschlusspunkt der
MB Zusatzbatterie an der Sicherungsdose in der Fahrersitzkonsole zur Verfügung.
Die Sicherungsdose befindet sich rechts am hinteren Teil der Fahrersitzkonsole.
Das Geschwindigkeitssignal (GAL) kann an Pin 9 des Anschlusssteckers des
Kombiinstruments abgenommen werden.
MB Sprinter: BM 907/910, Bj 2019 Beim neuen Sprinter steht das
GAL Signal nur mit Sonderprogramm-ierung zu Verfügung. Die Batterien haben einen
Tiefentlatungsschutz (Hibernation Mode), der über einen eigenen, schaltbaren
Stromanschluss Kl 30T verfügt. Die Funktion kann im Kombiinstrument (Ruhemodus)
angewählt werden. Beide Chassis stellen kein „Rückfahrsignal“ für eine
Rückfahrkamera zur Verfügung. Die muss im elektronischen XENTRY Kit programmiert
werden.
VW Transporter T6:
Bei zusätzlich erforderlichen Stromkreisen empfehlen wir grundsätzlich die elektrische Schnittstelle für
externe Nutzung (Klemmleiste im Fahrersitzkasten, PR-Nr. IS1) zu verwenden
(siehe Aufbaurichtlinien Kapitel 2.5.3 „Elektrische Schnittstelle für
Sonderfahrzeuge“. Die Klemmleiste incl. Gegenstecker befindet sich immer unter
dem Sitz in Fahrtrichtung links und hat zwei Anschlüsse (2x 4 Potenziale Klemme
30 und Klemme 15). Die Stecker Teilenummer ist 1J0.972.784. Der Einbauort der
Hauptbatterie befindet sich im Motorraum in Fahrtrichtung links hinter dem
Scheinwerfer. Die Batteriekapazitäten betragen 68Ah, 70Ah, 75Ah oder 92Ah. Ab
Werk steht als Sonderausstattung eine zyklenfeste zweite Batterie mit
Trennrelais zur Verfügung. Dieser Stromkreis ist mit 200A abgesichert. Die
Batteriekapazitäten betragen 68Ah und 75Ah Die zweite Batterie befindet sich
Serienmäßig immer unter dem Fahrersitz. In Verbindung mit dem KFG hat die
Zweitbatterie eine Überwachungsfunktion.
Achtung: Bei der Zweitbatterieüberwachung wird die Generatorspannung dem
Ladezustand der Zweitbatterie angepasst. Zweitbatterie ohne Überwachung: Eine
Überwachung der Zweitbatterie durch den ABH ist erforderlich. Es besteht keine
Möglichkeit auf die Versorgung während des Motorlaufes Einfluss zu nehmen, um
die Zweitbatterie zu laden und die ABH Umfänge optimal zu versorgen (Beispiel:
Euro 6 Fahrzeuge). Das Kundenspezifische Funktionssteuergerät (KFG) ermöglicht
die Vernetzung des Basisfahrzeuges mit dem Aufbau. So können fast 3.000
verschiedene Signale aus dem Basisfahrzeug bereit gestellt und bei Bedarf für
die Ansteuerung der Aufbaufunktionen genutzt oder auch in Logikblöcken
verschaltet werden (freie Konfigurierbarkeit). Die Reparaturleitlinien und
Stromlaufpläne der Volkswagen AG können im Internet unter erWin* (Elektronische
Reparatur und Werkstatt Information der Volkswagen AG) heruntergeladen werden:
http://erwin.volkswagen.de/erwin/showHome.do Eingriffe in den CAN-BUS und die angeschlossenen
Komponenten sind unzulässig.
Achtung bei allen Steckerbelegungsangaben: Es ist nicht immer ersichtlich, ob die Belegung die
Sicht auf die Steckerpins vorne oder auf die Verlötungsseite hinten wiedergibt.
Testen Sie dies mit einem bekannten Level wie + oder -.
Dinge, die man außerdem beachten bzw. wissen sollte:
Sicherheit, Arbeitsschutz:
Batterien erzeugen bei einem irrtümlichen Kurzschluss durch den hohen Kurzschlussstrom einen Lichtbogen, der einem
kurzfristig die Sehkraft rauben kann. Nassbatterien bergen die Gefahr, dass Batteriesäure ausläuft oder spritzt.
Tragen Sie deshalb eine Schutzbrille und Handschuhe und verwenden Sie bitte isolierte Werkzeuge!
Beim Ausbau einer Batterie immer zuerst den Minuspol und dann erst den Pluspol abklemmen. Beim Einbau wird zuerst der Pluspol angeklemmt
und dann der Minuspol.
Batteriekauf und Auswahl:
Beim Kauf von „einbaufertigen“ Batterien im Baumarkt oder Internet sollten Sie umgehend die
Spannung messen. Liegt sie unter 12,5V, wurde die Batterie schon einige Zeit in
geladenem Zustand gelagert und hat durch Selbstentladung bereits die Hälfte
ihrer Ladung verloren.
Mischung verschiedener Batterien:
Unterschiedliche Batterietypen sollten nicht parallel geschaltet werden, da ihre Innenwiderstände und Ladekennlinien verschieden sind.
Man sollte unbedingt darauf achten, dass die Zusatzbatterie vom Typ (Blei-Säure/PbCA-Säure/AGM-Vlies oder Gel) der
bereits vorhandenen Batterie gleicht. Es empfiehlt sich auch, den gleichen Hersteller zu wählen.
Ausgleichsstrom
Werden Batterien unterschiedlicher Kapazität, unterschiedlichem Ladezustand oder unterschiedlichen Alters zeitweise
separat, zeitweise parallel betrieben (Start-/ Aufbaubatterie,), fließen im Augenblick des Zusammenschaltens zwischen den Batterien Ausgleichströme!
Bei Blei-Batterien sind das aufgrund der Kapazität (100 Ah) meist sehr kurze Ladungsausgleiche.
Bei LiFeYPO4-Batterien sind aber größere Kapazitäten möglich (500 Ah), da sollte man diese Ströme beachten, wenn man mit
Trennrelais verschiedene Batterien zusammenschaltet (Blei-Start mit LiFeYPO4-Aufbau).
Tiefentladungsgrenze (25%) bei einer Blei-Batterie:12,06 V
Tiefentladungsschutz am EBL bei Blei: 11 – 11,5 V
Ladeschlussgrenze bei einer Blei-Batterie: 14,2/14,3/14,6 V
Ladeschlussgrenze bei einer LiFePO4-Batterie: 14,0 - 14,2 V
UVP (LVP) (25%) bei einer LiFePO4-Batterie: 11,8 V
OVP bei einer LiFePO4-Batterie:15,6V
Die angeführten Werte zeigen, dass die Tiefentladungsgrenzen von Blei- und Lithium-Batterien recht unterschiedlich
sind. Werden Blei-Batterien gegen Lithium-Batteriepacks ausgetauscht, muss man ggf. auch die eingestellten Alarmwerte und Abschaltreaktionen
der verschiedenen Ladegeräte, EBLs, Controlpanels, Heizungs- und Kühlschranksteuerungen und Batteriecomputer beachten und ggf. ändern.
Kabelquerschnitt Ein Kabelquerschnitt (mm2) ist nicht gleich dem Kabeldurchmesser (mm)!! Ein Kabeldurchmesser von 2,8 mm
entspricht einem Kabelquerschnitt von 6 mm2. Die Umrechnung ist wichtig, wenn man den Kabeldurchmesser mit Schieblehre oder Lineal ermittelt.
Stand 5.10.2023
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