Versorgung mit 230V

HINWEIS:

Der Anschluss 

Im Regelfall wird der Wohnwagen auf dem Campingplatz über eine Versorgungssäule und einer Verlängerungsleitung mit dem 230V Netz verbunden. Für diese Verbindung muss eine schwere Gummischlauchleitung z.B. des Types H07RN-F oder eine entsprechend zertifizierte Leitung verwendet werden. Die 3 Leitungen (Phase, Neutralleiter und Schutzleiter) müssen einen einzelnen Querschnitt von 2,5qmm haben und das gesamte Kabel darf nicht länger als 25m lang sein. Der Anschluss muss möglichst direkt über einen CEE Stecker am Abnahmepunkt des Campingplatzes und entsprechender Kupplung am Wohnwagen erfolgen. Eine Verlängerung oder der Anschluss von einer Kabeltrommel darf auch nur über eine CEE Steckverbindung erfolgen.

Die Verwendung von Adaptern von  Schukostecker auf CEE Kupplung ist zwar auf machen Campingplätzen notwendig, da immer noch nicht alle Plätze auf die CEE Stecker umgestellt haben. Allerdings ist diese Verbindung nicht mehr "erlaubt" Der Anschluss von einer Kabeltrommel zum Wohnwagen muss mit CEE Steckern erfolgen.

Was steckt dahinter?

Die CEE Steckverbindung ist mechanisch fest und verriegelt. Weiterhin ist diese Verbindung geschützt vor Wassereintritt. Ein weitere Vorteil, die Verbindung ist Verpolungssicher. Bei einem Schukostecker/Kupplung können die beiden Leiter L1 (Phase) und N ( Neutralleiter) vertauscht werden. Für die Funktionen spielt dies in der Regel keine Rolle. Allerdings könnte beim Auslösen eines Leitungsschutzschalters so der Neutralleiter abgeschaltet werden und nicht die spannungsführende Phase.

​Der Wohnwagen ist somit nicht spannungsfrei,  gegen Erde besteht immer noch ein Potential von 230V!

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Das 230V Netz und die Schutzorgane

Das 230V Netz in einem Wohnwagen ist ein TN Netz. Dieses wird bereits durch den Campingplatz bereitgestellt. Die Bezeichnung bedeutet, dass der Nullleiter (N) und der Schutzleiter (PE) bereits getrennt geführt werden. Somit können in einem Wohnwagen selektiv Schutzmaßnahmen mit Leitungsschutzschaltern und Personenschutzschalter (FI) getroffen werden.

Messungen von Spannungen in einem TN - S Netz

L1 zu N  = 230V ; L1 zu PE = 230V ; N  zu PE = 0V 

Leitungsschutzschalter

Anders als in der Installation zu Hause, wo immer nur der Aussenleiter L abgesichert wird, werden in einem Caravan immer beide Pfade durch einen Leitungsschutzschalter gesichert. Die beiden Schutzschalter werden durch einen Steg miteinander verbunden, sodass immer beide Schalter auslösen - dieses minimiert auch die gefahr bei einer Verpolung bi Verwendung eines Schukosteckers!, da hier ja eine Verpolung stattfinden kann.

FI Schutzschalter oder RCD

Jeder "neue" Caravan muss einen RCD Schalter installiert haben. Dieser Schalter ist auch als FI Schutzschalter bekannt und ist ein Personenschutzschalter. Er löst aus, sobald ein Fehlerstrom > max. 30mA über den PE / Schutzerder, oder durch den Körper gegen Erde abfließt.

Vorsicht bei der Verwendung von Wechselrichtern oder Powerstations, hier lösen FI Schutzschalter oftmals nicht aus, da keine Erdung besteht. Siehe hierzu Hinweis unter Wechselrichter.

Zulässige Leitungstypen

Sollen in dem Wohnwagen 230V Verdrahtungen oder weitere Steckdosen nachgerüstet werden oder ein weiteres Gerät angeschlossen werden, so muss hier eine mehr - oder feindrähtige Leitung mit flammenwiedriger Ummantelung verwendet werden. Der Querschnitt soll 1,5qmm nicht unterschreiten. Die Verwendung von NYM-Leitung und ähnlichen Typen ist nicht zulässig. Bei nachsetzen von Steckdosen oder Schaltern ist darauf zu achten, dass ein Berührungsschutz von hinten besteht. Hierzu gibt es entsprechende Kappen zu jeder Installationsserie im Fachhandel zu kaufen.

Nutzung von Steckdosen im Vorzelt

Im Vorzelt sollte eine 230V Stromversorgung immer nur über eine Steckdose, die hinter den Schutzorganen im Wohnwagen angeschlossen ist, hergestellt werden. Am Besten geeignet sind hierfür die Vorzeltsteckdosen, die direkt am Wohnwagen montiert werden.

Auf gar keinen Fall sollte man von einer Kabeltrommel einfach eine Mehrfachsteckdose ins Vorzelt legen, es sei, es wird eine v Leitung mit integrierten FI Schutzschalter und einem Sicherungsautomaten verwendet.

Auch sollte man im Vorzelt auf Steckdosenleisten mit entsprechenden Schutzgrad (IP44) achten. In Zelten ist es oftmals feucht und manchmal stehen diese auch unter Wasser!

Achten auf die Leistung...

Die Anschlussleistungen der Campingplätze variiert sehr stark. Absicherungen von 3A und 6A sind ebenso häufiger zu finden als Absicherungen von 10A oder gar 16A.

​Was bedeuten diese Angaben:

Geht man von einer stabilen Anschlussspannung von 230V aus könnten hier folgende Leistungen erwartet werden:

Nun ist es aber leider nicht so, dass diese 230V auch noch an den Verbrauchern anliegen. Grund sind die Leitungslängen. Aber auch nicht jede Versorgungssäule des Campingplatzes liefert konstante 230V. Diese Spannung kann wiederum sehr stark schwanken und steht wiederum im Zusammenhang mit dem, was unter Anderem der Nachbar gerade so an elektrischen Geräten betriebt.

Selbst bei einem 10A Anschluss kann es sein, dass nur noch ca. 210V Netzspannung zur Verfügung stehen, wenn man entsprechend viel Leistung benötigt.

Beispiel:

Eine Zusatzheizung hat eine Leistungsaufnahme von 2kW.

Dies würde bei Nennspannung von 230V einen Strom von 8,5A bedeuten.

Auf einer Anschlussleitung mit einer Länge von 25m und einem Aderquerschnitt von 2,5qmm käme es zu folgenden Spannungsabfall:

[R_Leitung = (0,017Ωmm²/m x 50m) / 2,5qmm] 

R_Leitung = 0,34Ω

​Bei einem Strom von 8,5A fällt auf der Zuleitung bereits eine Spannung von:

U_Verlust = 0,34Ω, x 8,5A 

U_Verlust = 2,89V

​Wäre die eingespeiste Spannung 230V an derAbnahmestelle, stünden nur noch 

U_{Eingang_Caravan}     = 230V - 2,89V 

​U_{Eingang_Caravan} = 227V zur Verfügung.

Jetzt muss man aber davon ausgehen, dass auch die Spannung am Abnahmepunkt nicht mehr 230V betragen werden. Denn hier wird auch das Anschlussverhalten der weiteren Camper einen Einfluss auf die Spannung haben.

Sonderfall 230V Netz mit einem Wechselrichter oder einer Powerstation

Wechselrichter und Powerstations stellen einen Sonderfall dar. Diese Geräte stellen vielmals nur ein isoliertes IT Netz zur Verfügung, es gibt also keine Verbindung zu einem Betriebserder! Die beiden Stromführenden Kontakte, zwischen den die Wechselspannung von 230V herrscht, sind isoliert zum restlichen Umfeld und werden als A1 und A2 bezeichnet.

Diese Spannungen wurde man messen:

A1 zu A2 = 230V

A1 zu PE = 0V, da nicht vorhanden

A2 zu PE = 0V, da nicht vorhanden.

Da es keinerlei Erdungen gibt, wird an einem solchem Gerät auch kein FI Schutzschalter auslösen.

Die Gefahr besteht darin, dass bei einem Betrieb von 2 Steckdosen / Geräten es auch zu 2 Fehlern kommen kann und eine Berührung zwischen die beiden Kontakte A1 und A2 möglich ist. 

Durch die Isolierung zur Erde wäre das Berühren nur eines Außenleiters vollkommen ungefährlich.

Dies ist auch der Grund, warum an diesen Wechselrichtern keine Mehrfachsteckdose betrieben werden darf. Auch das Anschließen an den Wohnwagen über den CEE Stecker oder das Einschleifen in das 230V Wohnwagennetz über eine Vorrangschaltung wäre gefährlich.

Funktionsweise des Wechselrichters:

Dies ist nur eine, aber häufig genutzte Schaltung um einen Wechselrichter zu realisieren. Diese Schaltung hat das IT Netz. Es besteht kein Kontakt zu einem Erder und ein FI Schutzschalter würde nicht auslösen!

Wechselrichter mit TN-C Netz

Hat ein Wechselrichter keine Nullung, kann diese kann oftmals nachgesteckt werden. Hierzu wird ein Außenleiter mit dem Gehäuse und der PE - Klemme der Steckdose verbunden. Die Wechselrichter müssen dann noch an das Chassis des Wohnwagens geerdet werden. So entsteht ein Netz mit "NULLUNG" TN-C Netz.

Bessere Wechselrichter bieten genau diese "Nullung". Beim Kauf sollte man also darauf achten, dass diese bereits vorhanden ist.

Zu Messen ist sind dann folgende Spannungen:

A1 (L1) zu A2 (N) = 230V

A1 (L1) zu PE =       230V

A2 (n) zu PE =            0V

Wechselrichter mit FI

Hat der Wechselrichter eine Nullung, so kann, abhängig von der Spannungsform, auch ein FI oder RCD verwendet werden. Innerhalb dieses Netzes (Wohnwagen) löst dieser dann wie gewohnt aus. Vorsicht ist jedoch außerhalb des Wohnwagens geboten, wenn der Wechselrichter über eine Vorrangschaltung in das Wohnwagennetz einspeist und die Außensteckdose in Verbindung mit einer Mehrfachsteckdose verwendet wird.

Form der Ausgangsspannung

Wechselrichter können je nach Preis, eine Rechteck- oder Sinuswelle ausgeben.

Grundsätzlich sollte man sich für einen Wechselrichter mit reiner Sinuswelle entscheiden. Nur solch ein Wechselrichter ist in der Lage induktive Lasten und elektronische Geräte sicher betreiben. Ein FI Schutzschalter funktioniert nur an einem Sinuswechselrichter störungsfrei.

Absicherung

Einen separaten Leitungschutzschalter wie auch einen FI-Schutzschalter sollte installieren werden. Ob man eine Einspeisung über eine Vorrangschaltung benötigt, kommt auf den Nutzen an. 

Powerstation

Eine Powerstation ist im ALLINONE Gerät, was einen Akku, Ladegerät für die Ladung über ein 230V Netz, dem 12V Netz aus dem Auto und einen Solarregler besitzt. 

Weiterhin beinhaltet Spannungsversorgungen für USB Anschlüsse, 12V und einen Wechselrichter für 230V.

Während der Betrieb aller 12Vund USB Steckdosen nahezu ungefährlich ist, stellt auch der Wechselrichter hier wieder die größte Gefahr dar. 

Warum?

Wie schon beschrieben, stellt der Wechselrichter auch in einer Powerstation nur ein potenzielafreies IT Netz zur Verfügung.

Wir an einem Ausgang nur ein Gerät betrieben, ist alles sicher, sobald aber mehrer 230V Verbraucher, sei es durch eine Einspeisung in einen Wohnwagen, oder durch Anschluss an den meist 4 vorhandenen Steckdosen an der Powerstation Geräte angeschlossen werden. kann es gefährlich weren.

Was kann man machen?

Will man die Powerstation dafür nutzen, um diese  sicher an einen Wohnwagen anzuschließen, muss das IT Netz mit Hilfe einer Brücke zwischen dem ein Außenleiter und dem PE hergestellt werden.

Hierfür sollte man einen Einspeiseadapter bauen, der in der CEE Kupplung (Anschluss am Wohnwagen) eine Brücke zwischen N und PE herstellt. Somit ist sichergestellt, dass immer eine Nullung zwischen N und PE im Wohnwagen vorhanden und man so ein definiertes TN Netz erhält. Schließt man nun den Wohnwagen an die Powerstation an, so besteht ein geerdetes Netz über das Chassis des Wohnwagens und man ist innerhalb des Caravans über den FI geschützt.

Die weiteren  Steckdosen an der Powerstation dürfen nun auf keinen Fall weiter verwendet werden, da in der Regel hier die Erdungskontakte miteinander verbunden sind und nun an den Steckdosen auch ein TN Netz herrscht.

Allerdings könnte mit Hilfe eines FI der in einer Verlängerungsleitung integriert ist, ein weiteres Netz aufgebaut werden. Zu Sicherheit sollte ein Erdungsspies verwendet werden.

In der Zwischenzeit werden diese Adapter auch durch die Hersteller der Powerstation's angeboten!

230V Netz mit Wechselrichter

Dies soll nur ein Beispiel sein und zur Vollständigkeit dienen.

Etwas für das Verständnis...

Ströme in einem 230V Wechselstromnetz

Sollen in einem Wohnwagen einfach eine Steckdose nachgerüstet werden, so wählt man grundsätzlich eine mehrdrähtige Mantelleitung mit 3 x 1,5qmm Querschnitt. Die Ummantelung ist entweder aus PVC oder ein Ölflexkabel.

Hier kann man sich an den Standard halten, den der Hersteller bereits verwendet hat. 

Es ist aber insgesamt darauf zu achten, dass die Leitungen nicht überlastet werden. Hierzu dient die Leistungsangabe des anzuschließenden Gerätes.

In einem Wechselstromnetz gilt vereinfacht:

Beispiel 1: Anschluss eines Gerätes mit 2kw (z.B. Fritöse)

Beispiel 2: Anschluss eines Gerätes mit 35W (z.B.TV Gerät)

Man sieht deutlich, der Strom bleibt relativ gering, da die Spannung recht hoch ist.

Auswirkungen auf die Leiter

Die Auswirkung in Hinblick der Stromstärke ist beachtlich und hier liegt auch die Begründung für eine Abweichende Auswahl der Querschnitte.

Dazu muss der Leiter als elektrischer Widerstand betrachtet werden, der seinen Wert mit seiner Länge und seinem Querschnitt ändert.

Zunächst gibt es den spezifischen Widerstand für Kupfer. 

Um daraus nun den Widerstand der Leitung zu ermitteln, kann folgende Formel verwendet werden:

Wie aus der Formel zu ersehen ist, hat die Länge und der Querschnitt eine entscheidende Rolle. In der Formel muss beachtet werden, dass immer die Leitungslänge x 2 gerechnet werden muss.

Beispiel:

Länge = 10m x 2 = 20m; Querschnitt = 1,5mm² 

Wird der Leiter nun durch einen Strom durchströmt, der in Abhängigkeit seiner Größe für eine Erwärmung der Leitung führt. Dies resultiert aus der Verlustleistung.

Hierzu kann man sich dem ohmschen Gesetz bedienen

Will man nun den max. Spannungsfall auf de Leitung bei einem Beispielstrom von 10A berechnen, so sieht das wie folgt aus:

Betrachtet man dies unter Berücksichtigung in einem 230V Netz, wurde die Verbraucherspannung von 230V auf 227,8V sinken, was wenig Auswirkung hätte.

Bei einem 12V Netz wurde die Spannung aber von 12V auf 9,8V sinken und dies wäre bereits eine erhebliche Auswirkung auf ein Gerät, was mit einer Nennspannung von 12V betrieben werden muss.

Wie kann man dem nun entgegen wirken?

Durch eine Erhöhung des Querschnittes wird der Widerstand der Leitung verkleinert und somit wird der Spannungsabfall auf der Leitung auch wesentlich verringert.

Als Beispiel Leitung wird auf 6qmm Querschnitt erhöht:

Daraus resultierender Spannungsverlust auf der Leitung:

Die Spannung am Verbraucher würde nun ca. 11.5V betragen. 

Bei der Länge und bei einem Strom von 10A müsste mind. eine 6qmm, besser eine 10qmm Leitung verlegt werden.

Auswahl von Leitungen

In 230V Netzen

Für die Auswahl einer Leitung gilt immer der max. Strom, der durch diese fließen darf.

Bei einer solchen Belastung würde eine Leitung mit max 1,0qmm ausreichend sein.

Eine entsprechende Absicherung vorausgesetzt.

Da man aber in der Regel keine neue Absicherung setzt, sondern von der Abzweigdose eine neue Steckdose verdrahtet, sollte eine Leitung mit 3 x 1,5qmm verwendet werden.

In der VDE ist folgende Aufschlüsselung zu finden:

bis 12A  0,75qmm

bis 16A   1,0qmm

bis 22A   1,5qmm

"Strombelastbarkeit nach IEC 204-1 / VDE 0298-4 / VDE 0100 Teil 430"

In 12V Netzen

Wie jetzt bekannt, schnellen die Ströme in einem 12V Netz schnell an, die zu einer hohen Verlustleistung auf der Leitung führen. Aus diesem Grunde müssen hier hohe Querschnitte gewählt werden. Letztendlich sind große Verbraucher wie eine Kühlschrank an einer 12V Spannungsversorgung eher ungeeignet.

Der Graph unten zeigt die Querschnitte, die in Abhängigkeit von Leitungslänge und Strom gewählt werden müssen