Auslegung Querschnitt GND Verbindung

[Gast]

Hallo,

ich bin gerade dabei mit meinem Elektriker die Elektroinstallation zu planen.

Aufgrund von Themen wie "Leitungslänge, Platzbedarf, ..." ist es erforderlich mehre Unterveteilungen zu setzen.
Jetzt werden in den Unterverteilungen auch Tree Dimmer und mehrere Netzteile sitzen. Die eingesetzten Netzteile haben eine maximalen Ausgangsstrom von 6,25A (pro Netzteil) und werden NICHT zur Leistungserhöhung parallel betrieben. Die Querschnittsauslegung für die einzelnen Kreise wurde aufgrund Leitungslänge, Spannungsabfall, Kurzschlussverhalten der Netzteile, Absicherung usw. gemacht. In den einzelnen Unterverteilungen werden die GNDs der Netzteile (einzeln!) auf Phonenix PT Fix Blöcke geführt.

Unklar ist jedoch welchen Querschnitt die GND Verbindungsleitung zwischen den Netzteilen bzw. zwischen den Netzteilen (PT Fix Blöcke) der Unterverteilung haben muss. Auf der Loxone Seite liest man etwas von 2,5mm², aber diese "Pauschalaussage" kann nicht für jeden Fall gelten.

Eventuell kann mir jemand helfen wie man das konkret auslegt, berechnet? Ausgangsleistung eines Netzteils?
Wann fließt überhaupt ein Strom über die GND Verbindung? Welcher Fehlerfall bzw. welche Begründung gibt es für die Notwendigkeit?

Danke!

[AlexAn]

Würde den Querschnitt nach dem größten Netzteil wählen damit der Kurzschuß/Abschaltstrom der vorgelagerten Sicherung bzw. Schutzeinrichtung im Netzteil selber zum fließen kommen kann!
Bei einem max. Strom von 6,25A passt der Querschnitt mit >=2,5er ganz gut!
Der Spannungsabfall bei sehr langen Leitungen ist da noch nicht berücksichtigt und kann daher höher sein. Also >=2,5mm2 und >= Versorgungsleitung zum Subverteiler.

[Gast]

Würde den Querschnitt nach dem größten Netzteil wählen damit der Kurzschuß/Abschaltstrom der vorgelagerten Sicherung bzw. Schutzeinrichtung im Netzteil selber zum fließen kommen kann!
Bei einem max. Strom von 6,25A passt der Querschnitt mit >=2,5er ganz gut!
Der Spannungsabfall bei sehr langen Leitungen ist da noch nicht berücksichtigt und kann daher höher sein. Also >=2,5mm2 und >= Versorgungsleitung zum Subverteiler.

AlexAn Danke für die Antwort. Ist der Spannungsabfall für diese GND ("nur Ausgleichströme zwischen den Netzteilen") tatsächlich relevant? Geht es hier nicht ausschließlich um die Belastbarkeit der Leitung, der Spannungsabfall wäre doch nur relevant für die Versorgung eines Verbrauchers bzw. um den Kurzzschlussstrom einer vorgelagerten Sicherung erreichen zu können. Ist das hier relevant? Im Unterschied zum Wechselstromnetz wird der maximale Kurzschlusstrom ja durch die Leistung bzw. des Überlastverhalten des Netzteils bestimmt.

Offen ist für mich noch...

Wann fließt überhaupt ein Strom über die GND Verbindung? Welcher Fehlerfall bzw. welche Begründung gibt es für die Notwendigkeit?

[AlexAn]

Spannung fließt nicht sondern der Strom

Ist der Spannungsabfall sehr hoch kann der Abschaltstrom nicht fließen weil der Widerstand zu hoch ist und die Leitung wird längere Zeit im Überlastbereich betrieben der sich thermisch auswirken kann!

Wie der Fehler dann konkret ausschaut.... (Kurzschluß, Erdschluss, Serieller Fehler/Drahtbruch)

[THX]

In AT schon! Mango Erst über die Grenzen hinweg schauen 😆 und dann korrigieren 🤣

Die Deutschen haben nicht immer Recht 🙂🙃🙂

Ja wir Österreicher sagen dazu "Spannungsabfall" (auch in der Literatur)

[Mango]

Echt jetzt? In AT nennt ihr das Spannungsabfall...
Danke für den Hinweis

[Mango]

Das Thema ist echt schwer einem Laien klar zu machen.

Generell musst du unterscheiden SELV oder PELV.
Wenn du nur die GNDs miteinander verbindest, dass teilst du jedem NG das 0V Potential mit, sprich alle NG wissen, wo die 0V „schweben“ (SELV).
Ansonsten kann es sein, dass für NG2 die 0V bei NG1 1V bedeuten.
Nun müssen alle NG die gleiche Ausgangsspannung liefern, ist das nicht der Fall, versuchen die NGe mit der niedrigeren Spannung dem NG mit der höheren Spannung „nach zu eilen“. Das funktioniert meist nicht, Folge ist, dass das NG mit der höheren Spannung die Versorgung übernimmt. Ist die Last zu groß, dann bricht die Spannung von diesem NG ein bis zu der Lastübernahme (gleiche Spannung) der anderen NG. Da das NG mit der höheren Spannung immer wieder zu seiner „gewohnten“ Ausgangsspannung will, es aber auf Grund der zu hohen Last nicht schafft, fängt es das Takten an. Kann man meist nur mit sehr guten Messgeräten feststellen, manchmal hört man es aber auch. Das ständige Summen und wieder aus, Summen und wieder aus, ...
U.U. kann es auch sein, dass das NG mit der höheren Spannung auch die anderen NGe rückwärts somit versorgen will. Deswegen sollte auf der + Seite eine Diode eingebaut sein, das verhindert, dass rückwärts eingespeist werden kann.

“Nachtrag: Die zuvor genannte Erläuterung bezieht sich hauptsächlich auf Parallelschaltung, soll jedoch verdeutlichen wodurch Ausgleichsströme erzeugt werden und was die Folgen sind. Für „nicht parallel“ NGe, muss die Ausgangsspannung soweit wie möglich identisch sein, da es auch hier zu Ausgleichsströme kommen kann.“

Und damit dieses Phänomen der „Querversorgung“ durch willkürliche Potentiale (unterschiedlichen 0V Potentiale) nicht entsteht, verbindet man die GNDs miteinander und führt eine gleichmäßige Lastverteilung durch. Ansonsten kann es, je nach Größe der NGe, zu hohen Ausgleichsströmen kommen (bei NG ohne Diode/Sperrelement).
EMV ist ebenfalls ein Thema, wie noch x weitere!

Du kannst mit dem MS mal den Test machen.
Versorge mit einem NG den MS und gehe damit auch auf einen Taster und dann auf einen DI.
Nun nimmst du ein zweites NG (ohne Verbindung der GNDs, auch nicht den GND irgendwie mit dem MS verbinden) und gehe ebenfalls auf einen anderen Taster und wieder auf einen DI.
Beim ersten Taster wirst du das Licht einschalten können, beim zweiten Taster vermutlich nicht, es sei denn du hast Glück, dass beide NG das gleiche 0V Potential haben.

So nun möchtest du die Ausgleichsströme berechnen.
Das geht „relativ“ einfach, wenn man gewisse Werte hat.
Die Differenz der Spannung der NGe ergibt deine Spannung. Gemäß der Formel I=U/R für benötigst du den Leitungswiderstand, sowie den Innenwiderstand der NGe (das wird sich als schwierig erweisen, vielleicht steht es im Datenblatt).
Nehmen wir als R nur mal die Leitung mit 0,1Ohm, als Spannungsdifferenz nehmen wir mal 2V an. Ergibt I= 2V/0,1Ohm = 20A. Wie gesagt, ohne die Innenwiderstände der NGe!

Schneller und einfache geht es, wenn man diesen (Innenwiderstand NGe) misst ;-).

Eine generelle Aussage, dass 6,25A unproblematisch für eine 2,5qmm Leitung sind, kann dir niemand geben, denn es kommt nun mal auf die Verlegeart, Häufung, etc. an.

Ich hoffe, dass ich es dir etwas näher bringen konnte.

LG

Die Netzteile sollen nicht parallel betrieben werden, gelten deine Ausführen so wirklich?

[THX]

Generell musst du unterscheiden SELV oder PELV.
LG

Was hat das jetzt damit zu tun?! Meiner Meinung verwirrst du damit den Fragensteller.

Das Thema ist echt schwer einem Laien klar zu machen.
Wenn du nur die GNDs miteinander verbindest, dass teilst du jedem NG das 0V Potential mit, sprich alle NG wissen, wo die 0V „schweben“ (SELV).
Ansonsten kann es sein, dass für NG2 die 0V bei NG1 1V bedeuten.
Nun müssen alle NG die gleiche Ausgangsspannung liefern, ist das nicht der Fall, versuchen die NGe mit der niedrigeren Spannung dem NG mit der höheren Spannung „nach zu eilen“. Das funktioniert meist nicht, Folge ist, dass das NG mit der höheren Spannung die Versorgung übernimmt. Ist die Last zu groß, dann bricht die Spannung von diesem NG ein bis zu der Lastübernahme (gleiche Spannung) der anderen NG. Da das NG mit der höheren Spannung immer wieder zu seiner „gewohnten“ Ausgangsspannung will, es aber auf Grund der zu hohen Last nicht schafft, fängt es das Takten an. Kann man meist nur mit sehr guten Messgeräten feststellen, manchmal hört man es aber auch. Das ständige Summen und wieder aus, Summen und wieder aus, ...
LG

Gilt für Parallelschaltung zur Leistungserhöhung- -> War aber lt. dem Fragesteller nicht die Fall.

So nun möchtest du die Ausgleichsströme berechnen.
Das geht „relativ“ einfach, wenn man gewisse Werte hat.
Die Differenz der Spannung der NGe ergibt deine Spannung. Gemäß der Formel I=U/R für benötigst du den Leitungswiderstand, sowie den Innenwiderstand der NGe (das wird sich als schwierig erweisen, vielleicht steht es im Datenblatt).
Nehmen wir als R nur mal die Leitung mit 0,1Ohm, als Spannungsdifferenz nehmen wir mal 2V an. Ergibt I= 2V/0,1Ohm = 20A. Wie gesagt, ohne die Innenwiderstände der NGe!

Schneller und einfache geht es, wenn man diesen misst ;-).
LG

Wirklich? Würde ja heißen, man müsste den WorstCase Fall "herstellen" und dann messen um schlauer zu sein.
Ich würden eher so heran gehen --> Worst Case Fall annehmen und diesen rechnen!

[Mango]

1. Warum verwirren?!
PELV hat mit unter ganz andere technische Gründe als SELV!
Dem TE sollte in meinen Augen der Unterschied bekannt sein und dass die Umsetzung PELV viel einfacher ist.

2. Seit wann ist eine Parallelschaltung direkt eine Leistungserhöhung?
Redundanz sagt dir was?!
Aber dieses Beispiel sollte verdeutlichen, dass die Ausgleichsströme durch die unterschiedlichen Potentiale erzeugt werden und welche Folgen daraus resultieren. Und diese sind für „nicht parallel geschaltete“ NG identisch. Denn auch hier sollte die Ausgangsspannung an jedem NG identisch sein, so dass es gar nicht zu Ausgleichsströmen kommt. - Hätte ich vielleicht erwähnen sollen

3. Muss ich korrigieren, mit „schneller geht’s wenn man diesen misst“ meine ich den Innenwiderstand der NGe.

Aber angemerkt sei (übertrieben): Du willst den WorstCase?
Tja dann wäre das ja ca so:
Spannungsdifferenz 24V, Widerstand nahezu 0Ohm (nehmen wir 0,001Ohm) Ergebnis = 24.000A.

[THX]

Mango Wo ist die Last in deiner Betrachtung (geschlossener Stromkreis)? Wie kommst du auf 24A, das müssten die/das Netzteil erst einmal liefern können.

[Mango]

Es geht hier um die Ausgleichsströme zwischen den Netzgeräten, die Last wird durch die Widerstände (Leitung, Innenwiderstand NG) dargestellt. Um etwas auf ein anderes Potential zu bekommen, fließen die Ausgleichsströme.
Schlimmer wird es u.U. sobald der Stromkreis eines NG geschlossen wird (Taster, Verbraucher, what ever), dann können noch ganz andere Ausgleichsströme zum Fließen kommen und da sind wir wieder bei der Einstellung der Ausgangsspannung, dass diese nahezu identisch sein sollte.

Ich komme nicht auf 24A sondern auf 24.000A, die rechnerisch zum Fließen kommen könnten. Du meintest ja WorstCase annehmen und rechnen.
Das wäre der WorstCase!

Mir ist klar, dass das NG welches den Ausgleichsstrom liefert dann mit der Spannung zusammenbricht und abschaltet.
Zusammen gefasst heißt das: Das NG welches den Ausgleichsstrom zu einem anderen NG liefert, wird seinen vollen Strom liefern - das Überlastverhalten ist zu betrachten! Da könne einige NG das Vielfache des Nennstrom liefern, zwar nur für kurze Zeit aber sie liefern es.

Und alles in der Betrachtung SELV.
Denn in diesem System sollte man 12V NGe auch nicht GND technisch mit 24V NGe verbinden.
Jede Spannungsebene hat für sich isoliert aufgebaut zu werden.



Bei PELV sieht es wiederum anders aus.