Elektrotechnik
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Kabel und Leitungen
Bestandschutz von Leitungen
ep6/1999, 3 Seiten
Leseranfragen Nachinstallation in Zwischendecken ? Bei der Nachinstallation in Zwischendecken, z. B. in den Verkaufsetagen eines Kaufhauses, ist es unmöglich, die zulässige Belastung im voraus exakt zu ermitteln. Sowohl die Belastung der bereits in der Zwischendecke liegenden Leitungen als auch der Einfluß der teilweise vorhandenen Bündelung sowie die sich später einstellende Temperatur in der Zwischendecke sind nicht bekannt. Ebenso ist es unmöglich, die Erwärmung der Zwischendecke durch die Einflüsse der Heizung und Beleuchtung abzuschätzen. Ich habe daher in einigen typischen Zwischendecken über mehrere Tage Temperaturmessungen vorgenommen und die dort ermittelten höchsten Temperaturen von ca. 35 °C meiner Leitungsbestimmung für die zu ändernden Zwischendecken zugrunde gelegt. Ist dieses Verfahren zu akzeptieren oder gibt es irgendwelche Vorgaben und Erfahrungen für derartige Fälle? ! Die von Ihnen aufgezeigte Vorgehensweise ist sicher sinnvoll. Es ist davon auszugehen, daß Sie die Messungen während den Geschäftszeiten durchgeführt haben, also bei Betrieb des Gebäudes. Damit ist auch die von der Kabel- und Leitungsanlage in den Zwischendecken ausgehende Stromwärme in das Meßergebnis mit eingegangen. Bei Zugrundelegung der von Ihnen gemessenen Umgebungstemperatur von 35 °C für die Nachrüstung in den Zwischendeckenbereichen liegen Sie auf der sicheren Seite. Daß zusätzlich die Umrechnungs-(Reduzierungs-)Faktoren für die Häufung zu berücksichtigen sind, soll hier nur der Vollständigkeit halber erwähnt werden. Nach den Normen, z. B. DIN VDE 0298-4 „Verwendung von Kabeln und isolierten Leitungen für Starkstromanlagen“, wird der Einfluß der Stromwärme einer elektrischen Leitungsanlage bei der Festlegung der Umgebungstemperatur nicht berücksichtigt. Dies ist in Bereichen, in denen die Wärmeableitung nicht oder nur wenig behindert wird, auch nicht erforderlich. Auszugehen ist davon, daß dann die Stromwärme nicht zu einer wesentlichen Erhöhung der Umgebungstemperatur beiträgt. Es erfolgt ein Temperaturausgleich auf dem Temperatur-Niveau, das von der Stromwärme nicht oder nur wenig beeinflußt wird. In Bereichen mit begrenztem Rauminhalt allerdings, wie sie zweifellos Zwischendeckenbereiche darstellen, und in denen keine nennenswerte Luftzirkulation stattfindet, ist ein solcher Temperaturausgleich oft nicht gewährleistet. Die Höhe der Umgebungstemperatur kann durch die Stromwärme der in diesen Bereichen verlegten Kabeln und Leitungen maßgeblich mit bestimmt werden. Kann auf die Ergebnisse von Temperaturmessungen nicht zurückgegriffen werden, sollte generell ein Abzug von den vorgeschriebenen Strombelastungswerten vorgenommen werden, z. B. 25 %. Dies ist ein Wert, der in der Praxis bei Anwendungsfällen, wie dem hier diskutierten, in Rechnung gestellt wird. Dennoch sollte die Höhe des generellen Abzugs von der vorgeschriebenen Strombelastung im Einzelfall überdacht werden. Unter Umständen können sehr unterschiedliche Einflüsse zu einem anderen Ergebnis führen. Einflüsse können sein: · Dauer- oder Intervall-Betrieb der elektrischen Anlagen. · Wärmeabgabe durch Leuchten und andere Geräte im Deckenbereich. · Wärmeabgabe durch nicht elektrische Installationen wie Heizungsrohre. · Absaugung der Luft aus den Geschäftsräumen durch die Zwischendeckenbereiche. · Beschaffenheit der Zwischendeckenkonstruktion - gelochte, geschlossene, metallene oder wärmeisolierende Fertigdecken. Weitere Anwendungsfälle, bei denen spezielle Betrachtungen hinsichtlich der Festlegung der Umgebungstemperatur in Räumen mit begrenztem Raumvolumen erforderlich sein können, sind Installationsschächte und -kanäle. Dies trifft immer dann zu, wenn auf diesen Leitungstrassen der Luftaustausch (Kamineffekt) sehr gering ist. A. Hochbaum Bestandsschutz von Leitungen ? Bei den Wiederholungsprüfungen in Altbauten findet man oft ein Sammelsurium an Leitungsarten (Rohrdraht, Isolierrohr mit NGA und NYA, verschiedene Mantelleitungstypen) sowie unterschiedliche Leiterwerkstoffe. Eine Sichtprüfung der Leitung und gegebenenfalls auch der Anschlüsse in den Dosen usw. sowie die Messung des Isolationswiderstands ermöglichen mir aus meiner Sicht eine ausreichende Beurteilung. Gibt es Vorgaben oder Empfehlungen, nach denen bestimmte Leitungsarten ausgewechselt werden sollten, z. B. die Rohrdrähte, Stegleitungen oder Leitungen mit Al-Adern? ! Bestandsschutz Die Normvorgaben für das Errichten und das Betreiben elektrischer Anlagen schließen die dazu notwendigen Betriebsmittel ein. Demzufolge können die installierten Leitungen, Kabel und Verbindungselemente in Altanlagen weiterverwendet werden, wenn · die zum Zeitpunkt der Errichtung geltenden Normen eingehalten wurden · normwidrige Veränderungen nicht erfolgt sind · die Funktion der Räume sich nicht geändert hat und · keine Anpassungsforderungen vorliegen. Unabhängig davon wird immer vorausgesetzt, daß keine sicherheitstechnischen Mängel vorliegen. Dieser Bestandsschutz ist als eine Möglichkeit, nicht aber als eine technische Forderung zu betrachten. Leitungsnetze können, müssen also nicht belassen werden. Zweckmäßige Maßnahmen Was im Einzelfall zweckmäßig und zu tun ist, hat die Fachkraft in Abhängigkeit von der jeweiligen Situation zu entscheiden. Rezepte hierzu gibt es nicht. Es empfiehlt sich aber, folgende Überlegungen in Betracht zu ziehen: · Aus der Aufstellung der Leitungsarten und Leiterwerkstoffeisterkennbar,daßes sich um Anlagen handelt, die etwa 30 bis 50 Jahre oder noch älter sind. Die Lebensdauer von Leitungen wird in der Literatur mit etwa 30 Jahren veranschlagt. Somit können diese Betriebsmittel als physisch verschlissen angesehen werden, was in der Praxis aber nicht voll zutrifft. · Als weiterer wichtiger Faktor kommt hinzu, daß mit den alten Anlagen das zur Zeit mögliche Sicherheitsniveau gemäß den Festlegungen in den Normen der Reihe DIN VDE 0100 nicht erreicht wird. Auch die Ausstattung mit Anschlüssen und Stromkreisen dürfte den heutigen Anforderungen kaum noch genügen [1][2]. Leseranfragen Elektropraktiker, Berlin 53 (1999) 6 512 Liebe Elektrotechniker/innen! Wenn Sie mit einem schwierigen technischen Problem kämpfen, wenn Sie Widersprüche entdecken, Meinungsverschiedenheiten klären wollen oder einfach eine Information brauchen, dann richten Sie Ihre Fragen an die Redaktion: ep-Leserservice 10400 Berlin oder Fax: (030) 42 151-251 oder e-mail: elster@elektropraktiker.de oder Internet: www.elektropraktiker.de Wir werden Sie umgehend beraten. Ist die Lösung von allgemeinem Interesse, veröffentlichen wir Frage und Antwort hier in dieser Rubrik. Beachten Sie bitte: Die Antwort gibt die persönliche Interpretation einer erfahrenen Elektrofachkraft wieder. Für die Umsetzung sind Sie verantwortlich. Ihre ep-Redaktion Eine Sammlung von über 200 Fragen und Antworten finden Sie auf unseren Internetseiten. Fragen an ELEKTRO PRAKTIKER · Auch die Übertragungskapazität des Hauptleitungsnetzes einschließlich der Zuleitung zum Stromkreisverteiler entspricht meist nicht den Forderungen, die heute erhoben werden [3][4]. · Darüber hinaus ist auch die ästhetische Gestaltung oftmals nicht zufriedenstellend. Davon ausgehend sollte im Gespräch mit dem Auftrageber schon im Vorfeld, spätestens aber nach der Wiederholungsprüfung, über die zukünftige Gestaltung der vorhandenen Anlage beraten und nach einer möglichen Lösung gesucht werden, die vielleicht nicht sofort und nur in Teilschritten zu verwirklichen ist. Das muß die Weiternutzung von erhaltungswürdigen Anlagenteilen nicht ausschließen. Bei der praktischen Realisierung sollte vor allem den Verbindungsstellen und dem Isoliervermögen besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Nur so ist der Schutz gegen elektrischen Schlag, der Brand- und Sachschutz und schließlich auch die Funktions- und Betriebssicherheit zu gewährleisten. Auch ästhetischen Fragen ist die notwendige Aufmerksamkeit zu schenken. Empfehlungen Betrachtet man unter diesen Gesichtspunkten die von Ihnen genannten Leitungsarten und Leitermaterialien, dann ist ganz allgemein folgendes zu empfehlen: 1. Aluminium als Leitermaterial hat spezifische Eigenschaften. Werden diese entsprechend beachtet, dann sind Anlagen auch mit Al-Leitungen elektrosicher zu gestalten. Mit der aus der DDR bekannten Preßverbindungstechnik lassen sich widerstandsarme und auch dauerhafte Leiterverbindungen in vollem Umfange realisieren [5]. Eine Vorbehandlung der Leiterenden (Beseitigung der Oxydschicht an der Oberfläche) ist nicht notwendig. Da Al-Leiter bei Beschädigungen zum Brechen neigen, sollten alte Anschlüsse nicht erneut genutzt, sondern die Verbindungsstellen nachgesetzt werden. Unter Beachtung dieser Hinweise lassen sich vorhandene Leitungen mit Al-Leitern (Aderleitungen, Sondersteg- und Stegleitungen, Installationszwillings- und -drillingsleitungen der Typen NIZAY und NIDAY) weiter einsetzen. Auch Al/Cu-Verbindungen sind mit der Preßtechnik möglich. Auf diese Weise lassen sich u. a. Cu-Aderleitungen an Al-Leitungen anpressen, so daß ein sicherer Anschluß an den Steckklemmen von Schaltern und Steckdosen zu gewährleisten ist. 2. Problematisch kann der Einsatz alter NGA-Leitungen sein. Auch wenn die Messung der Isolationswiderstände zunächst noch zulässige Werte ergibt, kann das Ergebnis trügerisch sein. Die Aderisolierung ist oftmals so spröde, daß schon geringe Bewegungen an Anschlußstellen zum Abplatzen führen können. Hier ist also zumindest Vorsicht geboten. 3. Installationen auf Putz sollten dort entfallen, wo Leitungen unter Putz gefordert werden oder eine Installation in Installations-Kanalsystemen als zweckmäßig angesehen wird. Das trifft vor allem auf Isolierrohre (Bergmann-Rohr), aber auch auf andere Aufputzinstallationen zu, z. B. mit Mantelleitungen. Wegen der geringeren Dimensionierung können allenfalls noch Rohrdrähte bedingt weiterverwendet werden. Hier dürfte aber die Verbindung in Abzweigdosen Probleme bereiten. Die Schrauben in den Schlitzklemmen lösen sich bekanntlich sehr leicht und bleiben oftmals unauffindbar. Nicht alle in Altbauten anzutreffenden Installationen und Betriebsmittel können hier genannt werden. Die Hinweise lassen sich aber sinngemäß auch hier anwenden. Einige Materialien, z. B. Zinkleitungen haben sich von selbst überlebt oder sind vielen unter den jüngeren Fachkollegen gar nicht mehr bekannt, so daß darauf nicht näher eingegangen werden muß. Abschließend sei der Hinweis gestattet, daß im Zweifelsfall immer einer den neuen Normen entsprechenden Ausführung der Vorzug gegeben werden sollte. Literatur [1] RAL-RG 678 Elektrische Anlagen in Wohngebäuden; Anforderungen. Deutsches Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e.V. [2] DIN 18 015-2:1995-12 Elektrische Anlagen in Wohngebäuden; Teil 2: Art und Umfang der Mindestausstattung. [3] DIN 18 015 Teil 1:1992-03 -; Planungsgrundlagen. [4] Technische Anschlußbedingungen für den Anschluß an das Niederspannungsnetz (TAB). [5] Hengelhaupt, F.: Preßverbindungstechnik und Rekonstruktion von Plattenbauten. Elektropraktiker, Berlin 50(1996)2, S. 110-111. H. Senkbeil Kabelverlegung auf Kabelrinnen ? Wie verlegt man fachgerecht 42 Einzeladern NYY-O 1 x 240 mm2 verteilt auf zwei gelochte Kabelrinnen, Breite 500 mm Höhe 80 mm? Durchmesser jedes Kabels ca. 27 mm. Berücksichtigt werden soll dabei insbesondere die maximal mögliche Wärmeabgabe. Könnte die Lösung folgendermaßen aussehen: L 1 = 12 Adern; L 2 = 12 Adern; L3 = 12 Adern; PEN = 6 Adern (Bild )? Die Stromaufnahme der angschlossenen Anlage beträgt 3200 A je Phase. Wodurch erklären sich unterschiedliche, mit einem Zangenamperemeter gemessene Einzeladerstromwerte, obwohl die Einzeladerlängen fast identisch sind? ! Kabelverlegung. Bei der Verlegung von einadrigen Kabeln und Leitungen müssen neben den auch für mehradrige Kabel und Leitungen geltenden Auswahl- und Verlegekriterien, wie Bündelung, Umgebungstemperatur usw., besonders die Auswirkungen von Stoßkurzschlußströmen betrachtet werden. Entsprechend DIN VDE 0298 Teil 1, Abschnitt 5.1.2, müssen die verlegten Kabel den dynamischen Kurzschlußbeanspruchungen standhalten. Sie müssen also in ihrer Lage verbleiben und weder das Kabel noch die Befestigung dürfen beschädigt werden. Üblicherweise werden die Kabel als Bündel verlegt. Bei der Anordnung in einer Ebene, also alle Einzeladern nebeneinander, ist aufgrund der besseren Wärmeabstrahlung zwar die Belastbarkeit höher, jedoch vergrößert sich der Platzbedarf sowie der Befestigungsaufwand. Insofern haben Sie mit der im Bild dargestellten Lösung aufgrund der vorgegebenen Kabelrinnen eine praktikable Lösung gewählt, da eine Befestigung von 42 Einzeladern nebeneinander nicht möglich wäre. Zur Kompensation der im Kurzschlußfall auftretenden dynamischen Kräfte werden die einzelnen Adern von Mehraderkabeln werkseitig verseilt. Diese Lösung ist bei den von Ihnen verwendeten 240 mm2 Kabeln nachträglich sicher nicht durchführbar. Daher sind folgende Punkte für die Einspannlängen, d. h. die Schellenabstände, zu betrachten: · Biegebeanspruchung Es dürfen keine Schäden durch zu starkes Biegen der Kabel zwischen den Schellen oder Knicken der Kabel an den Schellen entstehen. · Flächendruck Der Leiter darf sich innerhalb der im Kurzschlußfall erwärmten und somit weichen Isolierung im Bereich der Schellen nicht unzulässig verlagern. · Schellenbeanspruchung Die Schellen werden durch den Kurzschluß auf Zug beansprucht. Dieser Beanspruchung müssen sie standhalten. Zur Ermittlung der maximal zulässigen Einspannlängen (Schellenabstände) unter Berücksichtigung der vorgenannten drei Kriterien muß der maximal mögliche Stoßkurzschlußstrom bekannt sein. Mit ihm können nach in der einschlägigen Fachliteratur angegebenen Formeln die Einspannlängen berechnet werden. Unter Umständen ist dies jedoch nicht notwendig. Sicher können Ihnen die Kabelhersteller mit Verlegeanleitungen und Tabellen bzw. Kurven zu maximal zulässigen Einspannlängen in Abhängigkeit vom jeweiligen Stoßkurzschlußstrom dienen. Zusammenfassend ist zu sagen, die von Ihnen vorgeschlagene Lösung stellt wohl die einzig praktikable dar. Bezogen auf die maximal mögliche Wärmeabstrahlung wäre Leseranfragen Elektropraktiker, Berlin 53 (1999) 6 514
Autor
- H. Senkbeil
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