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Mike der Zweite

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25.08.2012,
22:04
 

Welcher Leitungsquerschnitt für 230V LED Einbaulampen (Elektronik)

Hallo!

Ich möchte in einer abgehangenen Decke GU10 Einbauleuchten mit LED-Leuchtmitteln verbauen. Die LED haben eine Leistungsangabe von 3W. Diese werden direkt an 230V betrieben. Insgesamt sollen 14 Leuchten verbaut werden.

Im Normalfall würde ich da einfach 3x1,5 mm² verlegen von Leuchte zu Leuchte und mit 10A absichern.

Hier hab ich aber einen Spezialfall: Die Leuchten sollen einzeln schaltbar sein über ein Relaismodul. Wenn ich da jetzt 14 einzelne Mantelleitungen verlege kommt da ein Kabelbaum zusammen dass ich ein DN110 KG-Rohr als Kabelführung verwenden kann ;-)

Daher wollte ich auf flexible Zwillingslitze ausweichen. Gemäß dem guten alten ohmschen Gesetz hätte ich da satt aufgerundet 20 mA fließen. Da würde es ja fast ein Klingeldraht tun (kleiner Scherz).

Die Frage ist: Will man sich im Rahmen der VDE-Vorschriften bewegen, welchen Querschnitt sollte man da wählen?

Danke und Grüße
Mike d. 2.

Mike der Zweite

E-Mail

25.08.2012,
22:14

@ Mike der Zweite

Nachtrag

Hab ich noch vergessen: Je nach räumlicher Verteilung der Leuchten beträgt der Leitungsweg von Leuchte zum Modul zwischen 5 und 15 Metern.

roldor(R)

Homepage E-Mail

Konstanz,
26.08.2012,
11:47

@ Mike der Zweite

Nachtrag

» Hab ich noch vergessen: Je nach räumlicher Verteilung der Leuchten beträgt
» der Leitungsweg von Leuchte zum Modul zwischen 5 und 15 Metern.

Vorschlag:
Für 10A (1.5 mm²)da so abgesichert.
Besser hinter jedes Relais eine
Feinsicherung 100mA
dann 0.15mm² für 230V zugelassen.

Gruß

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

Mike der Zweite

E-Mail

26.08.2012,
15:30

@ roldor

Nachtrag

» Vorschlag:
» Für 10A (1.5 mm²)da so abgesichert.
» Besser hinter jedes Relais eine
» Feinsicherung 100mA
» dann 0.15mm² für 230V zugelassen.

Also wenn ich das richtig verstehe, dann orientiert sich der Querschnitt an zwei Kenngrößen: Der Dauerlast unter Normalbedingungen und dem Worst Case, also Kurzschluss. Letzteres wird von der Sicherung beeinflusst, wie viel Leistung man über den Leitungswiderstand verheizen kann bis die Sicherung kommt. Soweit richtig?

Jetzt werd ich mir mal das Datenblatt zu der Schaltkiste besorgen. Andernfalls werden die Sicherungen einfach nachgelagert angebaut.

Technikfan(R)

26.08.2012,
16:02

@ Mike der Zweite

Nachtrag der I2T Wert

»
» Also wenn ich das richtig verstehe, dann orientiert sich der Querschnitt
» an zwei Kenngrößen: Der Dauerlast unter Normalbedingungen und dem Worst
» Case, also Kurzschluss.

nicht ganz
für das Kabel(Ader) alleine betrachtet richtet sich alles nach der zulässigen Temperatur. Die zulässige Temperatur wird durch einige Faktoren festgelegt. (Art der Isolierung, Leiteraufbau, Verlegeort, Umgebungsbedingungen) Als Richtwert denke mal an eine PVC Isolierung die je nach Hersteller so für 70 Grad zugelassen ist. Wann der Leiter 70 Grad erreicht hängt natürlich davon ab wie er verlegt ist. Frei in der Luft oder eingepackt in Isolierwollewolle. Für ein Gummi isoliertes Kabel sieht es wieder anders aus.
Also im "Normalfall" wäre es möglich das (PVC)Kabel so dünn auszulegen, dass es maximal 69 Grad warm wird. Allerdings wird der Spannungsabfall so groß sein, dass dein zu versorgendes Gerät nicht mehr funktioniert.

Selbiges gilt auch für den Kurzschlussfall. Der Kurzschluss darf die vom Kabelhersteller definierten Temperaturgrenzwerte nicht überschreiten. Daher muss "ein Dings" her, dass den Kurzschluss nach definierten Kriterien beendet. Wird wohl eine Sicherung sein die das bewerkstelligt. Nur welche Energie wird im Kurzschlussfall im Kabel noch zu Wärme umgesetzt?

Dazu benötigt man den I²T Wert (I2T) der für jedes Schutzelement bekannt sein muss und angibt welche Energiemenge im Kurzschlussfall abgegeben wird bis eine Abschaltung erfolgt. Diese Energiemenge muss vom Kabel noch beherrscht werden können. (Datenblatt Kabelhersteller!!)

Daher gilt:
Die Durchlassenergie der Schutzeinrichtung muss kleiner sein als das Wärmeaufnahmevermögen der Leitung.

Davon abgesehen gibt es nicht nur die Anforderung die Leitung vor einer Überhitzung zu schützen, sondern auch noch eine Reihe von Vorgaben über die Auslösezeiten die eingehalten werden müssen. Die Auslösezeiten sind für den reinen Kabelschutz nicht relevant aber neben den Kabelschutz gehts ja auch noch um den Schutz vor Sachschäden und Personenschäden. Ist aber ein anderes Thema

x y

26.08.2012,
16:05

@ Technikfan

Nachtrag der I2T Wert

» bis eine Abschaltung erfolgt.

Wenn sie überhaupt erfolgen kann. Man beachte das begrenzte Schaltvermögen von Schmelzsicherungen und Schutzschaltern!

Mike der Zweite

E-Mail

26.08.2012,
19:20

@ Technikfan

Nachtrag der I2T Wert

Ok, machen wir mal keine Doktorarbeit daraus obwohl ich für die Erläuterung dem Verständnis halber sehr dankbar bin.

Konkret habe ich eine Last, die 20 mA Strom produziert. Ich habe eine Betriebsspannung von 230V. Wenn ich jede Einzellast mit einer flinken Schmelzsicherung á 100 mA auslege und für die Zuleitung einen Querschnitt von 0,5 mm² wähle (PVC-isolierte Zwillingslitze), dann müßte der Leitungswiderstand selbst im Kurzschlussfall ausreichend gering sein, dass die Sicherung schnell genug auslöst bevor sich die Leitung über 70°C erwärmt. So hätte ich dann einen überschaubaren Kabelbaum und keinen Kabel-Urwald.

Würdet ihr da soweit zustimmen?

Technikfan(R)

26.08.2012,
20:38

@ Mike der Zweite

Nachtrag - das Ausschaltvermögen

» Ok, machen wir mal keine Doktorarbeit daraus obwohl ich für die Erläuterung
» dem Verständnis halber sehr dankbar bin.

Nun ja wie du meinst aber von einer Doktorarbeit sind wir noch sehr weit entfernt. Ein paar einfache Grundlagen reichen mal für den Anfang.

»
» Konkret habe ich eine Last, die 20 mA Strom produziert. Ich habe eine
» Betriebsspannung von 230V. Wenn ich jede Einzellast mit einer flinken
» Schmelzsicherung á 100 mA auslege und für die Zuleitung einen Querschnitt
» von 0,5 mm² wähle (PVC-isolierte Zwillingslitze), dann müßte der
» Leitungswiderstand selbst im Kurzschlussfall ausreichend gering sein, dass
» die Sicherung schnell genug auslöst bevor sich die Leitung über 70°C
» erwärmt. So hätte ich dann einen überschaubaren Kabelbaum und keinen
» Kabel-Urwald.
»
» Würdet ihr da soweit zustimmen?

Nein nicht wirklich. X Y hat dir schon den entscheidenden Hinweis auf den Knackpunkt "Ausschaltvermögen" gegeben.
Verwechsle bei der Auslegung der Sicherung mal nicht den Begriff Charakteristik (du willst flink verwenden) mit dem Ausschaltvermögen. Aus der Bezeichnung flink entnehme ich du willst Glasrohrsicherungen verbauen. Das Ausschaltvermögen dieser Sicherungen ist zum kotz....
Selbst die Ausschaltklasse E kann nur 150A und du kannst dir ja mal ausrechnen was passiert bei einem Kurzschluss gleich nach der Sicherung und bei einem am Ende der Leitung bei der LED. Als Wert für die Netzimpedanz zur Kurzschlussbestimmung kannst ruhig mal die üblichen Werte aus den Tabellenbüchern nehmen.

Mike der Zweite

E-Mail

26.08.2012,
21:30

@ Technikfan

Nachtrag - das Ausschaltvermögen

» Verwechsle bei der Auslegung der Sicherung mal nicht den Begriff
» Charakteristik (du willst flink verwenden) mit dem Ausschaltvermögen.

Ich muss zugeben ich musste erstmal fix zur Wikipedia, wegen dem Ausschaltvermögen. Man macht sich ja über die Funktionsweise von Sicherungen im Allgemeinen keine Gedanken sondern geht einfach davon aus, dass die beim Kurzschluss bzw. Überlast AUS schalten. Ich bin nie auf die Idee gekommen, dass man sogar eine Sicherung überlasten könnte. Stichwort Lichtbogen.

Was mir jetzt noch Verständnisprobleme macht: Es gibt doch durchaus Haushaltsgeräte mit relativ schwachen Zuleitungen. Selbst ein Haarfön hat selten mehr als 0,75 mm² Zuleitung. Hätte der Fön selbst jetzt einen Kurzschluss und wäre die Schukodose wo er eingesteckt ist eine 16A C-Absicherung, dann könnte die Zuleitung theoretisch auch abschmelzen, oder?

Technikfan(R)

26.08.2012,
21:44

@ Mike der Zweite

Nachtrag - das Ausschaltvermögen

» » Verwechsle bei der Auslegung der Sicherung mal nicht den Begriff
» » Charakteristik (du willst flink verwenden) mit dem Ausschaltvermögen.
»
» Ich muss zugeben ich musste erstmal fix zur Wikipedia, wegen dem
» Ausschaltvermögen. Man macht sich ja über die Funktionsweise von
» Sicherungen im Allgemeinen keine Gedanken sondern geht einfach davon aus,
» dass die beim Kurzschluss bzw. Überlast AUS schalten. Ich bin nie auf die
» Idee gekommen, dass man sogar eine Sicherung überlasten könnte. Stichwort
» Lichtbogen.
»
» Was mir jetzt noch Verständnisprobleme macht: Es gibt doch durchaus
» Haushaltsgeräte mit relativ schwachen Zuleitungen. Selbst ein Haarfön hat
» selten mehr als 0,75 mm² Zuleitung. Hätte der Fön selbst jetzt einen
» Kurzschluss und wäre die Schukodose wo er eingesteckt ist eine 16A
» C-Absicherung, dann könnte die Zuleitung theoretisch auch abschmelzen,
» oder?

Der entscheidende Unterschied ist die Bauform der Sicherung und das damit verbundene Ausschaltvermögen. Ein 16A C Sicherungselement meinst du entweder eine Schraubsicherung - ein DIAZED Element oder einen Sicherungsautomaten. Die haben ein Ausschaltvermögen im kA Bereich und sind daher geeignet den Kurzschluss zu beherschen und auch zu beenden.

Mike der Zweite

E-Mail

26.08.2012,
22:47

@ Technikfan

Nachtrag - das Ausschaltvermögen

Ok, wieder was dazugelernt :-)

Ich habe meine Planung mal in die Richtung geändert, dass ich eindrähtige Litze 1,5 mm² verwende und allen Leuchten einen gemeinsamen Nullleiter verpasse. Von der Größe des Kabelbaumes her nehmen sich 15 Leiter a 1,5 mm² nicht sehr viel von einem Baum mit 14x 0,5 mm² Zwillingslitze. Vom Querschnitt her sollte ich so doch auf jeden Fall safe sein, oder?

Jetzt ist die Frage, was sagt Mutter VDE zu einer solchen Zwischendecken-Verkabelung?

roldor(R)

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Konstanz,
27.08.2012,
05:21

@ Mike der Zweite

Nachtrag

» » Vorschlag:
» » Für 10A (1.5 mm²)da so abgesichert.
» » Besser hinter jedes Relais eine
» » Feinsicherung 100mA
» » dann 0.15mm² für 230V zugelassen.
»
» Also wenn ich das richtig verstehe, dann orientiert sich der Querschnitt
» an zwei Kenngrößen: Der Dauerlast unter Normalbedingungen und dem Worst
» Case, also Kurzschluss. Letzteres wird von der Sicherung beeinflusst, wie
» viel Leistung man über den Leitungswiderstand verheizen kann bis die
» Sicherung kommt. Soweit richtig?
»
» Jetzt werd ich mir mal das Datenblatt zu der Schaltkiste besorgen.
» Andernfalls werden die Sicherungen einfach nachgelagert angebaut.

na ja, es soll ja der Draht nicht heiss werden dürfen.

Hier ein Dokument dazu:

http://dokus.roldor.de/Leitungsberechnung.pdf

Die Isolation soll aber auch für 23oV sein.

Gruß

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

roldor(R)

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Konstanz,
27.08.2012,
05:31

@ roldor

Nachtrag

» » » Vorschlag:
» » » Für 10A (1.5 mm²)da so abgesichert.
» » » Besser hinter jedes Relais eine
» » » Feinsicherung 100mA
» » » dann 0.15mm² für 230V zugelassen.
» »
» » Also wenn ich das richtig verstehe, dann orientiert sich der
» Querschnitt
» » an zwei Kenngrößen: Der Dauerlast unter Normalbedingungen und dem Worst
» » Case, also Kurzschluss. Letzteres wird von der Sicherung beeinflusst,
» wie
» » viel Leistung man über den Leitungswiderstand verheizen kann bis die
» » Sicherung kommt. Soweit richtig?
» »
» » Jetzt werd ich mir mal das Datenblatt zu der Schaltkiste besorgen.
» » Andernfalls werden die Sicherungen einfach nachgelagert angebaut.
»
» na ja, es soll ja der Draht nicht heiss werden dürfen.
»
» Hier ein Dokument dazu:
»
» http://dokus.roldor.de/Leitungsberechnung.pdf
»
» Die Isolation soll aber auch für 23oV sein.
»
» Gruß

Aber vor dem kasten ist ja eine 10A Sicherung auch noch.

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *