Galvanische Trennung von Land- und Bordstrom

[sascha]

Hallo Forummitbewohner !

Ich møchte auf mein GFK-Boot Landstrom legen. Dabei habe ich an eine Lanstromeinheit von Philippi gedacht mit FI-Schalter, Schukodose und Schalter fuer Ladegeræt. Als Ladegeræt ist ein Sterling digital angedacht. Die einschlægige Literatur hat mich nun verwirrt und ich bin mir nicht sicher ob ich einen galvanischen Trenner zusætzlich zu einem FI-Schalter brauche, und wenn ja, warum eingentlich?
Kann mir jemand von Euch weiterhelfen?


Gruesse

Sascha

[dieter]

...ganz einfach , darum ...
http://www.boote-forum.de/viewtopic....light=annemone

das war vorher
http://www.boote-forum.de/viewtopic....scher+isolator

hier wird er erklärt...
http://www.boote-forum.de/viewtopic....scher+isolator

und hier ist noch was...
http://www.boote-forum.de/viewtopic....scher+isolator


zum Schluß kann ich wärmstens unsere Suchfunktion empfehlen, mit der ich diese Beiträge ganz schnell gefunden habe...

[sascha]

Hallo Dieter.
Die Suchmaschiene kenne ich und habe ich auch benutzt, "danke". Die Textstellen, die Du mir genannt hast kenne ich auch, und ich finde Sie nicht besonders brauchbar, wenn man die Materie genauer verstehen will und gleichzeitig noch keinen guten fachlichen Hintergrund hat. OK, der Isolator soll etwas trennen und Korrosion verhindert. Das war mir auch schon klar. Aber wie genau funktioniert dass ? Wie genau wird er verschaltet ? Und warum braucht man in zusætzlich zum FI ?. Wenn beim FI nicht genauso viel Strom zurueck wie rein kommt, muesste der doch abschalten. Und bei Korrosion verliert man doch letztendlich auch Strom, oder?????



Sascha

[dieter]

..fachliche Antworten kann ich dir nicht geben... ich bin kaufmann und kein elektroniker.... da muss jemand anders antworten....

mir hat dies genügt...

Es soll den Schutzleiter der Landstrom-Versorgung vom Minus-Pol der
Bord-Anlage galvanisch trennen und somit die Elektrolyse zwischen Erde
und anderen Booten verhindern.

[Fun_Sailor]

@Sacha:
Hier noch ein relevanter Forumsbeitrag,
--> http://www.boote-forum.de/phpBB2/vie...88365b78d1d976

...dort mal auf Seite 1 den 4. Beitrag von Ingo lesen, da sind 2 Abbildungen von Sterling, die Dir vielleicht weiter helfen.

(weitere Infos im Downloadbereich von Sterling... http://www.german.sterling-power.com...downloads.html)

Fun_Sailor

[ingo]

Hallo Sascha,die galvanische Trennung des 230 Volt Landanschlusses macht man nur bei Booten aus Metall,meist nur bei Aluschiffen,um den Rumpf vor Elektrolyse zu schützen. Ich empfehle einen empfindlichen FI /LS-Schutzschalter einzubauen. Hab noch kein Kunststoffboot mit Trenntrafo gesehen !! Gruss,Ingo

[dieter]

EINSPRUCH...

sehr viele GFK Boote u.a. SeaRay, Regal usw. wurden bisher schon ab werft mit einen Galvanischen Isolator ausgeliefert... inzwischen sind alle Boote mit Landstrom damit ausgerüstet (noch keines gesehen )?? ... und das passiert doch nicht nur so zum Spaß...

Wenn es nicht notwendig ist, warum bauen die Werften sie ein, die Kosten sind ja nicht im Cent-Bereich... ??

außerdem entspricht es auch inzwischen den CE-Richtlinien

[Fun_Sailor]

In der "Yacht" - Ausgabe 10/2004 ("Skipper-Magazin Extra: Yacht-Elektrik") wird der Landanschluss ausführlich beschrieben:

Zitat:
"(....) Wie Korrosion vermiden wird:
Aus diesem Dilemma gibt es 2 Auswege. Der scheinbar einfachste ist die Verwendung eines so genannten galvanischen Isolators im Schutzleiter zwischen dem Landnetz und der Erdung an Bord.
Die Bauteile bestehen aus 2 entgegen gesetzt parallel geschalteten Dioden. In jeder Richtung kann Strom hindurch fließen. Allerdings ist dazu mindestens eine Spannung von 0,7 Volt nötig. Die Spannungen, die für galvanische Korrosion verantwortlich sind, liegen aber meist weit unter diesem Schwellwert, womit das Problem gelöst wäre.
Jedoch ist dieses Bauteuteil unsicher:
Falls die Dioden irgendwie elektrisch zerstört werden, ist der Schutzleiter unterbrochen. Darum sind galvanische Isolatoren nach den VDE-Richtlinien nicht zugelassen, solange keine Überwachungseinrichtung dafür exisitiert.
Galvanik-Isolatoren mit Überwachung sind z.Zt. allerdings noch so teuer, dass man dafür auch gleich die große Lösung mit Trenntransformator aufbauen kann. (....)" (Zitat Ende)

Uff... die weiteren Schaltschemata findest Du unten im Bild.
Fazit: FI-Schalter auch mit Trenntrafo notwendig, s.u.

Fun_Sailor

[gerdkat]

Wenn ich das Recht verstehe, dann ist eine galvanische Trennung bei einem GFK-Boot nur notwendig, wenn irgend welche Teile elektrisch leitend mit dem Wasser verbunden sind, also Schraube, Wellenanlage, Wasserstag o.ä. Wenn das alles entfällt, weil man z.B. nur Außenborder fährt, und das kurzzeitig zum Ab- und Anlegen, und sonst nichts Metallisches im Wasser, daß mit der Batteriemasse verbunden ist, dann ist eine galvanische Trennung überflüssig.

Richtig?

fragt Gerd

[Fun_Sailor]

"Im Prinzip ja"
... bei Segelbooten muss man ggf. allerdings auch den Kiel (Gußeisen) berücksichtigen.

Meint Fun_Sailor

[sascha]

Hallo, ich wieder.

Erstmal vielen Dank, fun sailor und Ingo fuer Eure Tips. Das Prinzip habe ich jetzt glaube ich verstanden. Im Verlauf haben sich aber leider viele neue Fragen aufgeworfen.

1. Mein Landstrom geht direkt in eine kompakt Landstromeinheit von Philippi, bestehend aus FI, Schukodose und Anschluss fuer Ladegeræt udn von da weiter in das Ladegeræt. In der Anleitung fuers Ladegeræt steht, dass der Schutzleiter ( von Land her) im Ladegeræt endet. Damit ist doch eigentlich das Problem der galvanischen Strøme auf Grund von Landstrom ohnehin erledigt, oder ?

2. Ausser wenn die Schutzleitung von Land her zusætzlich mit der Masse des Bordnetzes verbunden werden soll. Habe ich das richtig verstanden, dass das Vorschrift ist ? Und kann mir jemand sagen, warum der Schutzleiter des Landstroms mit der Masse des Bordnetzes verbunden werden muss ?

3. Darauf erst mal gestossen, hab ich mir weiter Gedanken darueber gemacht, wie das eigentlich ist mit einem Schutzleiter in meinem Bordnetz (12V). Und ich hab fuer mich festgestellt, dass ich gar keinen habe ! Als Verbraucher gibts bei mir Dieselheizung, Nav. Instrumente, Beleuchtung usw.. Und da ist nur + und - dran. Ich weiss auch nicht, ob die Masse der Batteriebank weiter mit einer anderen Masse verbunden ist (z.B. Motor).
Ist dass so in Ordnung oder muss ich etwas ændern ???


Tut mir leid, wenn ich als Elektrophantom hier solche Fragen stelle, wuerde mich aber ueber hilfreiche Antworten sehr freuen.


Gruesse

Der frustrierte Elektro-Sascha

[Fun_Sailor]

Hallo Sascha,
du musst beim Begriff "Bordnetz" unterscheiden, ob Du das 12-V- Bordnetz (Gleichstrom), also volkstümlich "Schwachstrom", meinst, oder das 230-Volt-Bordnetz (Wechselstrom), sofern überhaupt vorhanden.

Die Verbraucher am 12-V-Gleichstrom-Netz haben in der Regel keinen Schutzleiter. Die Steckdosen des 230-V-Wechselstrom-Bordnetzes benötigen aber auf jeden Fall einen Schutzleiter, damit bspw. das Metallgehäuse eines 230-V-Verbrauchers im Fehlerfall nicht (länger) unter Spannung liegen kann.
Der FI-Schutzschalter reagiert, wie im Artikel zu lesen ist, innerhalb von 30 ms. Das reicht meistens aus um lebensbedrohende Zustände zu vermeiden.

Fun_Sailor

[Superpapa]

Zitat von sascha

....2. Ausser wenn die Schutzleitung von Land her zusætzlich mit der Masse des Bordnetzes verbunden werden soll. Habe ich das richtig verstanden, dass das Vorschrift ist ? Und kann mir jemand sagen, warum der Schutzleiter des Landstroms mit der Masse des Bordnetzes verbunden werden muss ?.....

Das ist ja das Problem. Wenn man Landmasse auf Bootsmasse legt, gibts die herrlichsten Korrosionsprobleme. Da zwischen Landmasse und "Wasser-"Masse Spannungsdifferenzen sind, sollte man dieses tunlichst vermeiden.
Ein Tipp: Meine 220V/12V Kühlbox hat Verbindung zwischen dem Schutzkontakt und 12V-Minus!!!! Also auch darauf achten.
Gruss
Michael

[gerdkat]

Zitat von sascha

Hallo, ich wieder.

Erstmal vielen Dank ...

2. ...
Und kann mir jemand sagen, warum der Schutzleiter des Landstroms mit der Masse des Bordnetzes verbunden werden muss ?
...

Genau das kann ich auch nicht wirklich verstehen - und hätte gerne eine Erklärung, wie Sascha auch.

Gruß
Gerd

[Dirk]

Zitat von gerdkat

Genau das kann ich auch nicht wirklich verstehen - und hätte gerne eine Erklärung, wie Sascha auch.

Gruß
Gerd

Bundesverband Wassersportwirtschaft e.V.

Zitat:

..."Für mehr Aufregung sorgt jedoch die Vorschrift, das zukünftig alle metallischen Teile der Yachten doch ein geeignetes Erdungssystem leitend miteinander zu verbinden sind. Hiervon ist der Minuspol des Gleichstromnetzes nur dann ausgenommen, wenn dieses vollständig isoliert verlegt worden ist. Im Prinzip hätte dieser Punkt nie zu besonderer Aufregung führen müssen, da die VDE-Bestimmungen schon immer einen vollständigen Potenzialausgleich gefordert haben. Nur welcher Installateur hat es tatsächlich gemacht? Was in der Hausinstallation schon seit Jahrzehnten selbstverständlicher Bestandteil der Elektroanlage ist, muß heute dem angehenden Yachtbesitzer in oft mühevollen Erklärungen verkauft werden. Denn welcher Auftraggeber läßt sich schon gerne etwas in sein Boot bauen, was er eigentlich gar nicht haben will? So eine Installation kann schnell einige tausend Euro kosten. Denn es sind alle metallischen Teile in dieses System einzubeziehen. Hierzu gehören Tanks, Rohrleitungen Relingsteile, Kiel, Rigg, Mast aber auch die nicht abgesicherten Teile der elektrischen Anlage. Also Schutzleiter, Nullleiter und auch der Minuspol der Gleichstromanlage, wenn dieser nicht in jedem Stromkreis zweipolig abgesichert ist. Da die meisten Schalttafelhersteller jedoch keine oder nur sehr teure zweipolige Schalttafel anbieten, führt kein Weg an der Erdung des Minuspol vorbei.
An sich stellt die Erdung des Minuspols kein Problem für der Rumpf eines Schiffes dar. Nur im Fehlerfall könnten galvanische Gleichströme von einem Metallteil des Bootes zu einem anderen fließen. Sind die Opferanoden sachgerecht ausgewählt und in das Erdungssystem eingebunden, ist kein Schaden am Rumpf oder an den metallischen Teilen des Rumpfes zu erwarten. Probleme sind jedoch zu erwarten, wenn der Landanschluss am Steg eingesteckt wird. Jetzt entsteht eine leitende Verbindung zwischen dem Erdungssystem an Land und dem System an Bord. Das entstehende galvanische Element macht allen in der Spannungsreihe tiefer als der berühmten Stahlspundwand liegenden Schiffsteilen den Garaus. Hiervon sind jetzt auch nicht mehr die Kunststoff- und Holzboote ausgenommen. Ihr normgerechtes Erdungssystem sorgt für Schäden, die bisher nur an Aluminium- oder Stahlschiffen zu finden waren.
Hierfür bieten sich mehrere Lösungsansätze. Durch die Verwendung von Trenntransformatoren wird eine vollständige galvanische Isolation vom Landnetz erreicht. Der Schutzleiter, der bisher den galvanischen Gleichstrom transportiert hat, wird nicht vom Landnetz zum Bordnetz durch verbunden. Erst hinter dem Transformator wird wieder ein gewöhnliches Wechselstromnetz mit Erdung, Fehlerstromschutzschalter und Sicherungen installiert. Eine preiswerte, aber nicht sehr verbreitete Alternative ist die Möglichkeit ein TT-Netz zu installieren. Hierbei wird der Schutzleiter des Landnetzes nicht mit dem Erdungssystem an Bord verbunden. Jeder Verbraucher muss jedoch mit einem gesondert verlegten Schutzleiter mit dem Erdungssystem an Bord verbunden werden. Da ohnehin in jedem Fall ein Erdungssystem an Bord einzubauen ist, ist der zusätzliche Aufwand nicht sonderlich groß. Als dritte Möglichkeit schlägt die neue Norm die Verwendung eines "Galvanic Isolators" vor. Hinter der etwas missverständlichen Bezeichnung stehen jeweils zwei Paare von in Reihe geschalteten Gleichrichterdioden, die dann antiparallel in den Schutzleiter geschaltet werden sollen. Die in den Vereinigten Staaten schon seit vielen Jahren erprobte und verbreitete Schaltungsvariante steht jedoch im graßen Gegensatz zu den einschlägigen VDE-Normen, und es ist an diesem Punkt Einspruch gegen die Norm eingelegt worden. Ob das am Ende aber die Norm noch stoppen kann, sei dahingestellt. Als ISO-Norm liegt sie zu mindestens schon vor und eine Verabschiedung in Europa scheint auch schon beschlossen."....

[gerdkat]

@ Dirk und alle anderen -

ich will mal versuchen, durch Gliederung in einzelne Fragen die Diskussion im Forum überschaubarer zu machen - und dabei zu verstehen, was ich bisher nicht wirklich verstanden habe.

Soweit ich das aus Dirks Zitat entnehme, geht es um ff. Fragen:

1.) Potentialausgleich - wozu ist der überhaupt und jetzt auf einmal nötig, und ist er in jedem Fall nötig

2.) Potentialausgleich - wie wird er gemacht

3.) Was ist ein "vollständig isoliert verlegtes Gleichstromnetz" (Bundesverband Wassersportwirtschaft e.V.), für das keine Verbindung mit dem Minuspol der Batterie(en) nötig wäre, und ist das gleichbedeutend mit

4.) einer Gleichstromanlage, die in jedem Stromkreis zweipolig abgesichert ist?

Erst mal bis dahin.

Ich habe mal mit der ersten Frage einen neuen Diskussionsstrang begonnen; hier ist er: http://www.boote-forum.de/viewtopic....586&highlight=

[Oscar]

Hallo,

ich versuche die Sache einmal einfach zu erklären.

zu 1. Potentialausgleich bedeutet das sämtliche Metallteile (Besteck o.ä. natürlich ausgenommen ) an Bord mit einem entsprechenden elektrischem Leiter verbunden sind. Als Kabel wird i.d.R. 2,5qmm Aderleitung verwendet.

Diese Maßnahme dient dem Schutz des Menschen vor gefährlichen hohen Berührungsspannungen diesen Metallteilen.
Diese Berührungsspannungen können u.a. auch durch statische Aufladung entstehen. Vor allem entstehen sie aber durch Gerätefehler.

Bei einem elektrischen System bei dem an keiner Stelle im Stromkreis stromführende metallische Teile berührt werden können, das beinhaltet auch metallische Teile die durch einen Fehler im System Strom führen, kann auf einen Potentialausgleich verzichtet werden.

zu 2.
Sämtliche Metallteile mit der Minusleitung (bei Wechselstrom mit dem Schutzleiter) verbinden.

zu 3.
Das heißt das zu keiner Zeit ein stromführender Leiter berührt werden kann (auch nicht ein im Fehlerfall stromführender Leiter).

zu 4.
Kann ich leider nicht genau sagen. Meines Erachtens sind das jedoch zwei paar Schuhe, da Sicherungen ja bekanntlich auch 50A oder mehr vertragen können bzw. vertragen können müssen.
Das wäre also für mich nicht die Lösung des Problems.

[Oscar]

Ich würde einen Potentialausgleich grundsätzlich empfehlen.

Auch oder besser gerade um Störungen durch Signalübersprechen etc. aus dem Weg zu gehen.

Potentialausgleich sollte jedoch nicht mit Erdung verwechselt werden, d.h. es muß nicht zwangsläufig auch eine Verbindung mit Erdpotential/ Wasser hergestellt werden.

Ich habe auf meinem Stahlboot keine elektrische Verbindung mit dem Bootsrumpf.
Wichtig dabei ist aber die Installation so auszuführen, das auch nicht im Fehlerfall eine elektrische Verbindung hergestellt wird.

Den Landanschluß (wenn ich denn einmal wieder einen einbaue) werde ich über einen Trenntrafo laufen lassen.
Ich denke damit ist man auf der sicheren Seite.