Inverter Umbau, Erdung und Galvanische Korrosion

[HSteeger]

Hallo liebes Forum,
Ich wende mich an euch weil das nächste große Projekt für mich ansteht, nämlich ein Umbau meiner Bootselektrik auf Inverterbetrieb. Ich habe allerdings eine Frage bezüglich der Erdung. Ich glaube auch dass diese spezielle Frage so noch nicht gestellt wurde (Ja, ich kenne die unzähligen Threads bereits zu dem Thema).

Doch zuerst zu dem Umbau: Ich habe ein GFK Rumpf, 2 Motoren und 3 Batteriebänke (2x Starter, 1x Lithium Versorger). Die Batterien sind am Minuspol verbunden und vermutlich ist dadurch alles über Saildrive und den Motor ans Wasser geerdet.
Eingebaut wird ein Multiplus Inverter 3000VA von Victron mit einem eigenen Erdungsrelais.

Mein Landstromnetz an Bord hat einen eigenen Erdungsschwamm zum Wasser hin, und genau da liegt meine Frage. Ich habe gelesen dass heutzutage alle Boote ihren PE Leiter mit der Bootsmasse (Batterieminus) verbinden müssen.
Ist das bei mir auch der Fall wenn ich eine seperate Erdung meines PE Leiters habe? Ich würde ungern die beiden verbinden und damit das Risiko der Korrosion erhöhen.

Außerdem habe ich daran gedacht ob es notwendig werden könnte sich einen Galvanischen Isolator für den PE einzubauen um das Risiko der Korrosion weiter zu senken bzw. für zusätzlichen Schutz.
Grundsätzlich bin ich bereit nicht alles 100% nach Vorschrift zu machen wenn es dem Boot zugute kommt, aber Sicherheitstechnisch noch vertretbar ist.

Ich hoffe ein paar Leute verstehen mehr davon, denn dieses Thema mit Erdung auf Booten in Kombination mit Galvanischer Korrosion ist so komplex dass ich mir persönlich einfach nicht sicher sein kann bei allen Einzelheiten.

Liebe Grüße
Henrik

[HSteeger]

sehe ich das richtig das alle Sonderzeichen kaputt sind?

[Fronmobil]

Jo, kann man mit "Ändern" reparieren.

[Oldskipper]

Nachdem sich bei mir die Anoden an den Strahlrudern in Rekordzeit aufgelöst haben, habe ich einen Galavanischen Isolator verbaut. Dadurch hat sich das extrem verbessert. Ich habe ein GFK Boot und durch das homokinetische Element im Antriebsstrang ist die Welle nicht elektrisch verbunden. Das einzige was Wasserkontakt hat, sind die Strahlruder. Trotzdem haben sich die Anoden noch gut verbraucht. Nun habe ich auf den Landanschluss verzichtet. Zwei Solarzellen sorgen für die Ladung der Batterien. Nur der Kühlschrank läuft jetzt nicht mehr durch. Damit kann ich leben.
Seit dem ist Ruhe mit Anodenverbrauch.

[Werner_K]

Zitat von HSteeger

Hallo liebes Forum,
Ich wende mich an euch weil das nächste große Projekt für mich ansteht, nämlich ein Umbau meiner Bootselektrik auf Inverterbetrieb. Ich habe allerdings eine Frage bezüglich der Erdung. Ich glaube auch dass diese spezielle Frage so noch nicht gestellt wurde (Ja, ich kenne die unzähligen Threads bereits zu dem Thema).

Doch zuerst zu dem Umbau: Ich habe ein GFK Rumpf, 2 Motoren und 3 Batteriebänke (2x Starter, 1x Lithium Versorger). Die Batterien sind am Minuspol verbunden und vermutlich ist dadurch alles über Saildrive und den Motor ans Wasser geerdet.
Eingebaut wird ein Multiplus Inverter 3000VA von Victron mit einem eigenen Erdungsrelais.

Mein Landstromnetz an Bord hat einen eigenen Erdungsschwamm zum Wasser hin, und genau da liegt meine Frage. Ich habe gelesen dass heutzutage alle Boote ihren PE Leiter mit der Bootsmasse (Batterieminus) verbinden müssen.
Ist das bei mir auch der Fall wenn ich eine seperate Erdung meines PE Leiters habe? Ich würde ungern die beiden verbinden und damit das Risiko der Korrosion erhöhen.

Außerdem habe ich daran gedacht ob es notwendig werden könnte sich einen Galvanischen Isolator für den PE einzubauen um das Risiko der Korrosion weiter zu senken bzw. für zusätzlichen Schutz.
Grundsätzlich bin ich bereit nicht alles 100% nach Vorschrift zu machen wenn es dem Boot zugute kommt, aber Sicherheitstechnisch noch vertretbar ist.

Ich hoffe ein paar Leute verstehen mehr davon, denn dieses Thema mit Erdung auf Booten in Kombination mit Galvanischer Korrosion ist so komplex dass ich mir persönlich einfach nicht sicher sein kann bei allen Einzelheiten.

Liebe Grüße
Henrik

Hallo Henrik,

das mit den Sonderzeichen hast ja in den Griff gekriegt, ist viel besser lesbar. [emoji106]

Zu Deiner Frage: Nach meiner Erfahrung funktionieren Galvanische Isolatoren anscheinend nicht, wenn es keine Verbindung via Minuspol der Batterie an Masse gibt. Das bedeutet, die Erdung des PE unter Verwendung eines Galvanischen Isolators setzt voraus, dass vom PE-Leiter eine Verbindung zum Batterie-Minus zwingend erforderlich ist. M. E. hat das irgendwas mit dem Potential zu tun. Genau weiß ich das aber auch nicht.

Deshalb würde es nichts bringen, wenn Du in Deine Verbindung zwischen PE und dem "Schwamm" im Wasser einfach einen Galvanischen Isolator einschleifst. Die richtige Verbindung ist PE an Eingang Isolator ab Land und Ausgang zu PE Bordnetz, und von dem wiederum eine Verbindung an Minuspol Batterie. Das müsstest Du berücksichtigen.

Einfacher ist es, wenn Du am Landanschluß nur ein Ladegerät zur Batterie dran hängst und Dein 230-Volt Bordstrom nur vom Inverter versorgt wird. Dann hast Du ein getrenntes Stromsystem und brauchst keine weitere galvanische Trennung. In dem Fall muss auch die Verbindung zum "Schwamm" getrennt werden, denn über die laufen sonst fröhlich Galvanische Ströme durchs Wasser, wenn Land angeschlossen ist.

LG Werner

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[Woody]

Zitat von Werner_K

...Zu Deiner Frage: Nach meiner Erfahrung funktionieren Galvanische Isolatoren anscheinend nicht, wenn es keine Verbindung via Minuspol der Batterie an Masse gibt...

Sie funktionieren durchaus: Sie unterbrechen (für galvanische Ströme) eine Leitung, die bereits unterbrochen ist und lösen so ein Problem, das nicht existiert.
Gruß,

Jörg

[Werner_K]

Zitat von Woody

Sie funktionieren durchaus: Sie unterbrechen (für galvanische Ströme) eine Leitung, die bereits unterbrochen ist und lösen so ein Problem, das nicht existiert.
Gruß,

Jörg

Sehr interessant. Du meinst also damit, dass bei einer Verbindung PE direkt an Erde, in dem Fall ins Wasser, keine galvanischen Ströme entstehen? Das halte ich für ein Gerücht! Oder wie meintest Du das?

LG Werner

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[Der mit dem Boot tanzt]

Wofür den Erdungsschwamm? Ich habe von denen eigentlich nur in Zusammenhang mit Erde für Funk gehört, da besonders bei Kurzwelle.
Besonders den Anschluss der Landerde daran stelle ich mir problematisch vor. Da entstehen ja genau so eine Schleife die die Korosion fördert.
Das Sicherste ist da immer noch ein Trenntrafo, bei dem dann auch die Landerde endet.
Wenn du den Landstrom nur für ein kräftiges Ladegerät verwendest und dein Bord 230V System dann nur mit Inverter betreibst geht das auch. Das Ladegeräte sollte dann Schutzisoliert und galvanisch Getrennt sein. Landerde wird dann auch nirgendwo am Bord angeschlossen.

[hermann.l]

Zitat von Oldskipper

Nachdem sich bei mir die Anoden ............
Nun habe ich auf den Landanschluss verzichtet. Zwei Solarzellen sorgen für die Ladung der Batterien.........

Sehr gute Entscheidung.
Wir fahren schließlich ein Boot und keinen Wohnwagen .

[Werner_K]

Zitat von Der mit dem Boot tanzt

Wofür den Erdungsschwamm? Ich habe von denen eigentlich nur in Zusammenhang mit Erde für Funk gehört, da besonders bei Kurzwelle.
Besonders den Anschluss der Landerde daran stelle ich mir problematisch vor. Da entstehen ja genau so eine Schleife die die Korosion fördert.
Das Sicherste ist da immer noch ein Trenntrafo, bei dem dann auch die Landerde endet.
Wenn du den Landstrom nur für ein kräftiges Ladegerät verwendest und dein Bord 230V System dann nur mit Inverter betreibst geht das auch. Das Ladegeräte sollte dann Schutzisoliert und galvanisch Getrennt sein. Landerde wird dann auch nirgendwo am Bord angeschlossen.

Ein Trenntrafo ist schweineteuer und hat ein Mordsgewicht! Das sind locker mal 20 Kilo! Würde ich nur für größere Yachten empfehlen. Für den 0815-Gebrauch reicht ein Isolator. Und es stimmt, grundsätzlich gehört der Isolator auch in die PE-Verbindung zum Ladegerät, wenn's ordentlich gemacht sein soll.

LG Werner

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[Werner_K]

Zitat von hermann.l

Sehr gute Entscheidung.

Wir fahren schließlich ein Boot und keinen Wohnwagen .

Solange der Inverter höchstens benutzt wird, um mal kurz die Kaffeemaschine oder eine Mikrowelle laufen zu lassen und ansonsten genug Zeit und Licht bleibt, um die Batterien immer wieder nachzuladen, funktioniert das. Immerhin sind 3KW, die das Teil maximal kann, eine Hausnummer. Besonders Nachts, wenn man mal vor Anker liegt, vielleicht sogar mehrere Tage, kann es passieren, dass der Strom nicht reicht. Muss man halt im Auge behalten.

Bei mir kommt auch so eine Lösung rein, mit Landstrom an Ladegerät bzw. Inverter mit Ladegerät-Funktion incl. Solar, und ein zweiter Inverter, der vom Landstrom völlig getrennt nur das Bordstromnetz versorgt. Oben auf dem Dach über dem Cockpit ein paar Solarzellen, dazu noch 2 Axial-Windrotoren, und wenn's mal eng wird, eine Brennstoffzelle und ein Jockel. Damit sollte es gehen... [emoji6]

LG Werner

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[Fronmobil]

Zitat von Werner

Ein Trenntrafo ist schweineteuer und hat ein Mordsgewicht! Das sind locker mal 20 Kilo!

Das stimmt! Mein Victron Energie Isolation Transformer 3600 wiegt 24 kg.
Da hab ich auch gestaunt.

[Fronmobil]

Zitat von Werner

Bei mir kommt auch so eine Lösung rein, mit Landstrom an Ladegerät bzw. Inverter mit Ladegerät-Funktion incl. Solar, und ein zweiter Inverter, der vom Landstrom völlig getrennt nur das Bordstromnetz versorgt. Oben auf dem Dach über dem Cockpit ein paar Solarzellen, dazu noch 2 Axial-Windrotoren, und wenn's mal eng wird, eine Brennstoffzelle und ein Jockel. Damit sollte es gehen...

Uhi! Das ist dann mit Netz und doppeltem Boden, Sicherungsseil und Helm.
Ich bin da unvorsichtiger : hab nur einen Generator, 4 Solarplatten auf dem Dach, die bis zu 1 KW Strom am Tag liefern und bescheidene 6x280 Ah Verbraucherbatteriebank.

[Woody]

Zitat von Werner_K

... Du meinst also damit, dass bei einer Verbindung PE direkt an Erde, in dem Fall ins Wasser, keine galvanischen Ströme entstehen?...

Nein, das meine ich keinesfalls so.

Es gibt genug Yachten, bei denen PE entgegen der Norm weder mit Batterie-Minus noch mit metallischen Teilen im Wasser verbunden ist. Bei diesen Yachten kann weder mit noch ohne galvanischen Isolator ein Strom von z.B. Deinem Propeller über die Welle, den Motor, die Minus-Leitung der DC-Anlage, den PE zum Steg und von dort zum Propeller des Liegeplatznachbarn fließen. Ein galvanischer Isolator ist in diesem Fall nutzlos, auch wenn er perfekt das tut wofür gemacht ist - galvanische Ströme im PE unterbinden.

Gruß,

Jörg

Zitat von Werner_K

Ein Trenntrafo ist schweineteuer und hat ein Mordsgewicht! Das sind locker mal 20 Kilo! Würde ich nur für größere Yachten empfehlen. Für den 0815-Gebrauch reicht ein Isolator. Und es stimmt, grundsätzlich gehört der Isolator auch in die PE-Verbindung zum Ladegerät, wenn's ordentlich gemacht sein soll.

LG Werner

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Das mit dem Gewicht für einen Trenntrafo ist dank neuer Technik nicht mehr so das Thema - wie ich auch erst kürzlich hinzu lernen durfte

Grüße
Daniel

[HSteeger]

okay vielen Dank für all die Antworten.
Zu den einzelnen Punkten:
mir ist klar geworden dass wohl die Lösung mit separatem Ladegerät und Inverter die beste wäre. Ich wollte aber die Multiplus Lösung um auch mal im Winter mehr Strom ziehen zu können, z.b 4500 Watt Heizlüfter (3600 vom Netz und der Rest aus der Batterie). Die kann das vertragen, ist ein Lithium System aus Eigenbau welches von Solar und von beiden Motoren geladen wird.
Ich bin also auf einen Landstrom Anschluss im konventionellen Sinne noch angewiesen, wobei ich hoffe dass im Sommer mit dem Inverter trotzdem oft auf Landstrom verzichtet werden kann.

Der Multiplus ist galvanisch getrennt vom 12v System, daher wäre es möglich diese Trennung aufrecht zu erhalten, und ich bin geneigt dies auch zu tun. Besonders da erwähnt wurde dass über den Saildrive das Batterie Minus eventuell doch nicht mit dem Wasser verbunden ist. Werner meinte ich sollte sie verbinden aber ich sehe keinen richtigen Vorteil darin, da ich mein 230v Netz ja anderweitig geerdet habe. Oder gibt es noch andere Gründe für die Zusammenlegung?

Das einzige Problem ist damit noch das 230v System.
Trenntrafo kommt für mich aus Gewichtsgründen schon nicht in Frage. Ich habe nicht extra leichte Batterien verbaut um mir dann 23 kilo Kupfer ins Boot zu holen.

Der besagte Erdungsschwamm ist tatsächlich auch Serienausstattung gewesen, daher würde ich ihn gerne weiter benutzen.

Wenn ich die Beiträge von Jörg und Werner richtig interpretiere habe ich mit einem Erdungsschwamm und PE getrennt von 12V- also keine Probleme mit Korrosion und ein Galvanischer Isolator wäre Nutzlos? Das wäre ja dann die Rätsels Lösung für so einige Threads hier auf dem Forum

Ich persönlich dachte dass die Kriechströme unter Wasser, ausgehend vom Schwamm, schon ein Problem darstellen könnten. Daher der Gedanke an den Isolator...

[Werner_K]

Zitat von Fronmobil

Uhi! Das ist dann mit Netz und doppeltem Boden, Sicherungsseil und Helm.
Ich bin da unvorsichtiger : hab nur einen Generator, 4 Solarplatten auf dem Dach, die bis zu 1 KW Strom am Tag liefern und bescheidene 6x280 Ah Verbraucherbatteriebank.

Damit kommst aber schon ganz schön weit! Nicht jeder hat soviel Platz für 1 KW Solarleistung auf dem Dach, das hat selbst manches Haus nicht. Dann hast schon einen ziemlichen Pott unterm Hintern.. [emoji6]

LG Werner

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[Werner_K]

Zitat von Woody

Nein, das meine ich keinesfalls so.

Es gibt genug Yachten, bei denen PE entgegen der Norm weder mit Batterie-Minus noch mit metallischen Teilen im Wasser verbunden ist. Bei diesen Yachten kann weder mit noch ohne galvanischen Isolator ein Strom von z.B. Deinem Propeller über die Welle, den Motor, die Minus-Leitung der DC-Anlage, den PE zum Steg und von dort zum Propeller des Liegeplatznachbarn fließen. Ein galvanischer Isolator ist in diesem Fall nutzlos, auch wenn er perfekt das tut wofür gemacht ist - galvanische Ströme im PE unterbinden.

Gruß,

Jörg

Ahaa.. jetzt wird das transparent..! [emoji106]

Stimmt natürlich!

LG Werner

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[Werner_K]

Zitat von HSteeger

okay vielen Dank für all die Antworten.
Zu den einzelnen Punkten:
mir ist klar geworden dass wohl die Lösung mit separatem Ladegerät und Inverter die beste wäre. Ich wollte aber die Multiplus Lösung um auch mal im Winter mehr Strom ziehen zu können, z.b 4500 Watt Heizlüfter (3600 vom Netz und der Rest aus der Batterie). Die kann das vertragen, ist ein Lithium System aus Eigenbau welches von Solar und von beiden Motoren geladen wird.
Ich bin also auf einen Landstrom Anschluss im konventionellen Sinne noch angewiesen, wobei ich hoffe dass im Sommer mit dem Inverter trotzdem oft auf Landstrom verzichtet werden kann.

Der Multiplus ist galvanisch getrennt vom 12v System, daher wäre es möglich diese Trennung aufrecht zu erhalten, und ich bin geneigt dies auch zu tun. Besonders da erwähnt wurde dass über den Saildrive das Batterie Minus eventuell doch nicht mit dem Wasser verbunden ist. Werner meinte ich sollte sie verbinden aber ich sehe keinen richtigen Vorteil darin, da ich mein 230v Netz ja anderweitig geerdet habe. Oder gibt es noch andere Gründe für die Zusammenlegung?

Das einzige Problem ist damit noch das 230v System.
Trenntrafo kommt für mich aus Gewichtsgründen schon nicht in Frage. Ich habe nicht extra leichte Batterien verbaut um mir dann 23 kilo Kupfer ins Boot zu holen.

Der besagte Erdungsschwamm ist tatsächlich auch Serienausstattung gewesen, daher würde ich ihn gerne weiter benutzen.

Wenn ich die Beiträge von Jörg und Werner richtig interpretiere habe ich mit einem Erdungsschwamm und PE getrennt von 12V- also keine Probleme mit Korrosion und ein Galvanischer Isolator wäre Nutzlos? Das wäre ja dann die Rätsels Lösung für so einige Threads hier auf dem Forum

Ich persönlich dachte dass die Kriechströme unter Wasser, ausgehend vom Schwamm, schon ein Problem darstellen könnten. Daher der Gedanke an den Isolator...

Jörg hat das auf den Punkt gebracht: Was nicht mit der Erde, sprich: Wasser, verbunden ist, kann auch keine galvanischen Ströme leiten. In dem Fall ist auch der Isolator nutzlos.

Wenn der PE aber ins Wasser läuft, nämlich über die Leitung zum Schwamm, können galvanische Ströme entstehen. Allerdings würde sich das bei Dir nur dadurch auswirken, dass es Dir evtl. den Schwamm weg frisst. Bei anderen Booten wo die Erdung über den Antrieb läuft, kann das Aluminium vom Antrieb angegriffen werden. Deswegen der Aufwand mit dem Galvanischen Isolator.

Grundsätzlich musst davon ausgehen, dass über jede Verbindung, die ins Wasser geht, auch galvanische Ströme laufen können. Und das hat nicht nur mit Deinem Boot zu tun sondern alle Boote im näheren Bereich zu Deinem, die an Landstrom angeschlossen sind, bilden einen galvanischen Kriechstromkreis! Da laufen also Ministröme über Antriebe oder sonstige Kontakte ins Wasser von Boot zu Boot. Deswegen gibt es das Problem nicht, wenn man irgendwo vor Anker liegt und keine Verbindung zum Landstrom hat. Das Problem mit den galvanischen Strömen hast Du in den Häfen, wenn dort Boote an Landstrom angeschlossen sind.

Aus diesem Grund gibt es die Vorschrift, die Landverbindung gegen galvanische Ströme zu sichern. Wenn eine galvanische Trennung bei Dir gegeben ist, brauchst Dir keinen Stress zu machen. Deine PE-Verbindung zum Wasser über den Schwamm steht aber dagegen. Entweder unterbrichst Du die und lässt PE intern laufen, also nur zum Ladegerät. Oder Du hängst einen Isolator dazwischen und verbindest es so wie es vorgesehen ist.

LG Werner

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[HSteeger]

okay super. Dann ist mit meinem Aufbau der Antrieb usw. sowieso relativ sicher und ich brauche den galvanischen Isolator noch zum schützen des Schwammes, bzw. als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme.

Wenn das so ist verstehe ich allerdings nicht warum nicht mehr Leute einen solchen Erdungsschwamm verwenden, das scheint ja eigentlich eine relativ elegante Lösung zu sein um 12 V und 230 V auseinander zu halten...

[Woody]

Ich kenne diese Schwämme eigentlich nur für Funkanlagen.

Ob Du einen galvanischen Isolator brauchst kannst Du einfach feststellen:
Im Winterlager steckst Du das Landanschlusskabel in's Boot und krabbelst mit dem anderen Ende unter Dein Schiff. Wenn Du jetzt mit einem Ohmmeter zwischen dem dickeren der drei Kontakte im Land-Stecker und den metallischen Teilen am Unterwasserschiff misst sollte da überall ein unendlich hoher Widerstand, also kein Kontakt, sein. Wenn da ein Kontakt zu messen ist brauchst Du einen galvanischen Isolator.

Abgesehen davon: Mit einem Multiplus brauchst Du drei FI-Schalter. Gemessen daran ist der Aufwand für den galvanischen Isolator vernachlässigbar klein.
Gruß,

Jörg

[HSteeger]

Ok verstanden.

Zu den FI schaltern, warum 3? Ich habe das jetzt folgendermaßen vorgesehen: Landstrom kommt an: Sicherungsautomat 16a; von da ins Multiplus; von da in meinen Verteilerkasten mit nochmal Sicherung 16a und der FI für alles. So sind doch bei Inverter und Landstrombetrieb alle Geräte über den einen FI abgesichert. Das einzige was nicht sicher ist sind die 1 m Leitung von der Landstromdose bis zum Multiplus, und damit könnte ich glaub ich Leben...

Belehrt mich gerne eines besseren! An Aufwand solle es jetzt nicht scheitern, es wird sowieso fast die komplette Elektrik erneuert mit 2 Ladeboostern, neuem Solar und einer komplett Überwachung mit 6 shunts etc...

[Woody]

Ein FI direkt nach der Landeinspeisung, vor dem Multiplus.
Ein FI an jedem der beiden Ausgänge des Multiplus.
Platzsparend ist die Benutzung von FI/LS oder auf neudeutsch RCBO, FI und Sicherung in einem Gehäuse von der Größe des FI.
Gruß,

Jörg

[HSteeger]

ich wüsste nicht wozu der FI vor dem Multiplus gut sein soll und ich benutze nur einen Ausgang vom Multiplus.

[volker1165]

Wenn man die entsprende Norm betrachtet, ist der wohl Vorschrift direkt hinter der Einspeisung