Inverter an Bord (Schiff mit Stahlrumpf)

[ErnestV]

Moin allerseits! Bin neu hier und KEINE Elektrik-Fachkraft, also bitte um Nachsicht wenn ich allzuviel Blödsinn frage ;-)

Ich habe ein Schiffchen mit einem Stahlrumpf und möchte das zusätzlich zum Landanschluss mit einem Inverter/Wechselrichter ausrüsten. Was prinzipiell klar ist ist dass das Inverter-Netz hermetisch vom Landstrom-Netz getrennt sein muss - wenn der Inverter "online" geht wird das Landnetz dreiphasig getrennt (also auch PE).

Wenn ich aber die Sachlage jetzt richtig verstanden habe dann habe ich bei Landstrom ein TN-Netz wo ich bei einem Fehlerstrom verlässlich auf die treuen Dienste des FI zurückgreifen kann, da ja (landseitig) Neutral mit Erde gekoppelt ist und es dadurch bei einem Fehlerstrom zu einer Differenz N/L kommt auf die der FI reagiert. So weit habe ich das System wie ich glaube durchschaut.

Der Inverter hingegen würde mir ja, wenn ich es richtig verstehe, ein IT-Netz ohne Erdung aufbauen, dadurch kann ein FI keinen Fehlerstrom erkennen (weil es ja keinen "Fehlerstrom" geben kann ohne "Erdung"). Ist so weit ich gelernt habe bei halbwegs kurzen Leitungen und nur einem einzigen Verbraucher auch zulässig und sicher - bei mehreren Verbrauchern kann es haarig werden wenn beide einen Fehler haben, einer auf "L1" und einer auf "L2".

Jetzt überlege ich wie ich sinnvollerweise das IT-Netz des Inverters auf ein TN-Netz umrüsten könnte. Grundsätzlich müsste es ja möglich sein eine der beiden Phasen des IT-Netzes mit dem Rumpf zu verbinden (das wäre dann "N"), der PE-Leiter ist ja ebenfalls mit dem Rumpf verbunden, und einen eigenen FI zwischen dem "N" und "L" natürlich vor dem Erdungspunkt einzuhängen. Seh' ich das mal prinzipiell richtig?

Was ich natürlich nicht will ist dass - wenn auch nur theoretisch - höhere Ströme über den Rumpf (meine "künstliche Erde") fließen. Wenn ich jetzt I=U/R (bzw. R=U/I) hernehme, und sage I darf nicht wesentlich über 30mA kommen, dann müsste ich mein Ziel erreichen wenn ich "N" nicht direkt sondern über einen 6,5kOhm Widerstand mit "Erde" verbinde (R = 220/0,03 = 7.333, bzw I = 220/6500 = 0,034). Damit sollten eigentlich maximal 34mA über "Erde" laufen können, was ja ausreichend für den FI sein sollte.

Für den Fall dass ich im Prinzip richtig liege - ist meine Milchmädchenrechnung mit den 6,5kOhm richtig, oder müsste ich wegen AC mit I-eff rechnen? (falls ja: uijegerl, muss ich erst lernen...)

Bitte nicht zu sehr flamen, ich versuch' hier echt etwas zu lernen - danke!

 

[bicho]

Hallo Ernest und Willkommen hier.
Ich hatte ja vor einigen Jahren eine 43 fuss Feltz- Stahlyacht ausgebaut und alle Lektüren gekauft und studiert. Yachtelektrik bei Stahlyachten wird stiefmütterlich behandelt. Eines habe ich aber gelernt: Beim Landkabel wird auf keinen Fall die " Erde " verbunden. Es muss garantiert sein, das es keine Verbindung mit Rumpf und Batterieminus gibt, sonst gibt es vagabundierende Ströme mit anderen Stahlyachten, Spundwänden oder Stegteilen.
bicho

 

[ErnestV]

Hallo bicho, danke für das Willkommen!
Meine Van de Stadt ist 22 Jahre alt, aber für mich noch recht neu, bei der Elektroinstallation haperts aber gewaltig, da könnt' ich Details dazu schildern für die würde ich hier wahrscheinlich gleich wieder gesperrt
Ja, DC-negativ möchte ich hermetisch vom Rumpf trennen (und damit ein Land-N vom DC-Minus) - aktuell sind Starter- und Haus an unterschiedlichen (!!) Stellen mit dem Rumpf verbunden. Dazu ein Relais das mir den Starter nur dann auf Motormasse legt wenn die Zündung eingeschaltet ist.
Worum es mir hier aber geht ist das 220V Netz - Landstrom mit N und PE ist klar, ich würde nur gerne einen Inverter als Alternative dazuschalten wenn es kein Landnetz gibt (bzw. wenn das allpolig getrennt ist und nicht versucht ins Landnetz einzuspeisen ). Und das Inverter-Netz "transparent" als TN-Netz betreiben (mit eigenem RCD) und nicht als IT-Netz.

 

[bicho]

Hallo bicho, danke für das Willkommen!
Meine Van de Stadt ist 22 Jahre alt, aber für mich noch recht neu, bei der Elektroinstallation haperts aber gewaltig, da könnt' ich Details dazu schildern für die würde ich hier wahrscheinlich gleich wieder gesperrt
Ja, DC-negativ möchte ich hermetisch vom Rumpf trennen (und damit ein Land-N vom DC-Minus) - aktuell sind Starter- und Haus an unterschiedlichen (!!) Stellen mit dem Rumpf verbunden. Dazu ein Relais das mir den Starter nur dann auf Motormasse legt wenn die Zündung eingeschaltet ist.
Worum es mir hier aber geht ist das 220V Netz - Landstrom mit N und PE ist klar, ich würde nur gerne einen Inverter als Alternative dazuschalten wenn es kein Landnetz gibt (bzw. wenn das allpolig getrennt ist und nicht versucht ins Landnetz einzuspeisen ). Und das Inverter-Netz "transparent" als TN-Netz betreiben (mit eigenem RCD) und nicht als IT-Netz.

Bei meinem Inverter wurde " Masse " nicht angeschlossen, warum willst du so ein Netz auf deinem Stahlschiff haben?
Zum DC Negativ ist eine Ohm Messung Negativ-Masseschiene und Stahlrumpf zu messen, da darf es keine Verbindung geben. Problem dabei ist ja nicht nur der Starter, sondern auch eine Lima, die idealerweise einen separaten isolierten Minusausgang hat. Weiterhin wirst du ja wohl Wellen-Fettschmierung haben, bei auch isoliertem Tankeinbau braucht der Flüssigkeitsstandanzeiger Minus, die Flüssigkeit brückt dabei, gibt nur eine Lösung. Alle Abnehmer beschriften und von der 12 oder 24 Volt ( was du halt hast )Masse-Verbindung lösen. Dann eine Abnehmer Masse montieren und Ohmmessung....und so eine nach der anderen.
bicho

 

[ErnestV]

Bei meinem Inverter wurde " Masse " nicht angeschlossen, warum willst du so ein Netz auf deinem Stahlschiff haben?

Wahrscheinlich müsste das ja gar nicht sein, rein theoretisch mal wenn ich den PE mit einer Phase des Inverters verbinde müsste das - zumindest im Leitungsnetz - eigentlich einem TN-S gleich funktionieren wenn ich den PEN richtigerweise hinter den RCD gelegt habe? Dann habe ich zwar keine "Erde", aber ein Fehlerstrom gegen PE über ein defektes Gehäuse würde den FI auslösen.
Hmm

 

[bicho]

Wahrscheinlich müsste das ja gar nicht sein, rein theoretisch mal wenn ich den PE mit einer Phase des Inverters verbinde müsste das - zumindest im Leitungsnetz - eigentlich einem TN-S gleich funktionieren wenn ich den PEN richtigerweise hinter den RCD gelegt habe? Dann habe ich zwar keine "Erde", aber ein Fehlerstrom gegen PE über ein defektes Gehäuse würde den FI auslösen.
Hmm

Vergiss an Bord einer Stahlyacht die Regeln einer " normalen " Hausinstallation landseitig. Mach es simpel, alle 230 Volt-Geräte isoliert aufstellen und das Erdungskabel vergessen. Welche 230 Volt-Geräte benutzt du an Bord?
Ich hatte auf der Feltz: Klimaanlage, Kaffeemaschine, Microwelle, Staubsauger und Bohrmaschine. Davon wurde über Inverter nur die Kaffeemaschine, Microwelle und eine Gerätesteckdose betrieben. Alle anderen 230 Volt Abnehmer wurden über einen Landstrom-Verteiler gespeist ohne Erde. Was ist dein Fahrtgebiet? 50 oder 60 Hertz? oder beides?
bicho

 

[ErnestV]

Welche 230 Volt-Geräte benutzt du an Bord?

Außer der Klimaanlage (für die meine 36-er einfach zu klein wäre) alles andere von Dir erwähnte. Was ich halt gerne hätte wäre dass die Steckdosen in denen Kaffeemaschine und MW sind sowohl bei Land- als auch Inverterstrom funktionieren...

Was ist dein Fahrtgebiet? 50 oder 60 Hertz? oder beides?

Aktuell 50Hz, also Med und Kanaren. Wenn es mal weiter weg soll denke ich eher an die Umrüstung auf einen Trenntrafo der mir unterschiedliche landseitige Einspeisungen erlaubt. Ist nur momentan außerhalb des Budgets - zu viel andere Dinge noch zu erledigen/fixen

 

[werner_1]

@ErnestV, dein Gedanke, einen Pol des Inverters mit dem Rumpf zu verbinden ist schon OK. Dann kannst du einen FI einsetzen. Einen Widerstand darfst du nicht dazwischensetzen. Wenn die gesamte Installation in Ordnung ist, hast du keinen Strom auf dem Rumpf und bei einem Fehlerstrom wird abgeschaltet.

 

[ErnestV]

@werner_1, vielen Dank - ich hatte nur mal gelesen dass man auf keinen Fall eine Phase eines Inverters mit dem Rumpf verbinden darf - und hatte mir seither den Kopf zerbrochen weshalb das denn so wäre. Natürlich immer vorausgesetzt dass ein evt. vorhandenes anderes Einspeisungsnetz (im Fall eines Boots eben Landstrom) gänzlich und sicher abgekoppelt ist (ich denke dreipolig ist vermutlich das Beste).
Wie schon @bicho weiter oben erwähnt hat ist das Thema Elektrik auf Stahlschiffen in der Literatur irgendwie sträflich vernachlässigt...

 

[bicho]

@ErnestV, dein Gedanke, einen Pol des Inverters mit dem Rumpf zu verbinden ist schon OK. Dann kannst du einen FI einsetzen. Einen Widerstand darfst du nicht dazwischensetzen. Wenn die gesamte Installation in Ordnung ist, hast du keinen Strom auf dem Rumpf und bei einem Fehlerstrom wird abgeschaltet.

Sorry, aber genau davon raten Experten im Stahl-Yachtbau ab. Ich wusste das die Marineros de tierra firme hier solche falschen Ratschláge geben. Eine Stahlkasko ist keine Autokarosserie. Auf See kannst du jede Installation fahren, in Marinas ist das der sichere Tod durch vagabundierende Ströme, die du dir ins Boot holst. Wenn du keine 100 % tige Trennung von Batterieminus und dem Kasko hast fängt der Spass an. An der schnellen Anfressungen der Zinkmäuse merkst du das zuerst, Lochfrass in der Welle und Anfressungen des Propellers komplettieren das Vergnügen. Du hast einen Multiknickspant oder einen Knickspant, da sind die langen Schweissnähte besonders gefáhrdet. Aber vielleicht war ja Werner der Vorbesitzer deiner Van de Stadt
bicho

 

[Pumukel]

Denk mal nach. Dein Schiff liegt mit dem Rumpf im Wasser und stellt schon allein aus diesem Grund einen fast idealen Erder dar . Bei Landstrom ist allerdings auch der PE vom Land mit deinem Rumpf verbunden und in diesem Fall können Fehlerströme auf dem Landseitigem PE auch durch deinen Rumpf zur Erde ( in das Wasser ) abfließen . Mit allen möglichen schädlichen Einflüßen. Bei der Erdung des Schiffes des lokalen Netzes treten diese schädliche Einflüsse dagegen nicht auf, den der FI unterbricht die Spannungszuführung sobald da ein genügend Großer Fehlerstrom fließt . Deshalb sollte gerade bei sehr unklaren Erdungsverhältnissen der Landstrom über einen Trenntransformator in das Schiff kommen . Da können dann auch keine Fehlerströme von Land aus über deinen Rumpf ins Boot gelangen . Denn Land und Bordnetz sind da galvanisch getrennt !

 

[werner_1]

@bicho, ich spreche vom 230V-Netz, nicht vom DC-Netz.
Wenn das Landnetz ein sauberes TT-Netz wäre, bräuchte der PE nicht getrennt zu werden, da er keinen Strom führt. Wenn es sich aber um ein TN... handelt, solltest du den PE auch trennen - bzw. den PE erst gar nicht anschließen, da du ja deinen eigenen guten PE hast..

PS; Die meisten hier, wissen wahrscheinlich gar nicht, was ein TT-Netz ist.

 

[Pumukel]

Auch ein Bicho hat das nicht begriffen das der PE des Landnetzes keine Einbahnstraße ist .

 

[werner_1]

Wenn ein Trenntrafo eingesetzt wird, funktioniert aber erst mal kein FI mehr. Dann muss man wieder andere Schutzmaßnahmen vorsehen.

 

[bicho]

1. Es geht um Stahlyachten.
2. Die Trennung von jeglicher Stromart Kasko- el. Geräten und Leitungen an Bord ist zwingend vorgeschrieben.
3. Die Yachtwelt besteht nicht nur aus Mustermarinas im Musterländle
4. Man muss nicht zwingend mit Halbwissen seinen Senf bei jedem Thema dazugeben
@ Ernest, geh ins Yachtforum " Mittelmeerskipperforum ", dort sind Yachteigner die sich in dieser Materie auskennen, und nicht Leute die mal eine Runde auf einem Feuerwehrlöschteich gedreht haben
bicho

 

[edi]

Wenn ein Trenntrafo eingesetzt wird, funktioniert aber erst mal kein FI mehr. Dann muss man wieder andere Schutzmaßnahmen vorsehen

https://www.philippi-online.de/fileadmin/philippi/Public/Content/articles_manual/RTR_V2D-DGB.pdf

....hier mal ein Beispiel wir das Hersteller von Trenntrafo´s für "Schiffe" empfehlen .

 

[Pumukel]

Tja wer die Physik nicht begreift geht eben auf Halbwissen zurück. Das das Bordnetz dann als reines TN-S-Netz nach dem Trenntrafo ausgeführt wird ist wohl selbstverständlich und Gleichspannung hat schon mal gar nichts auf dem Rumpf verloren ! Das bedeutet kein Pol der Akkus ist mit dem Rumpf verbunden lediglich der PE der AC-Verbraucher wird mit dem Rumpf verbunden. Denn gerade Gleichspannungen sorgen durch Elektrolyse für die schädlichen Folgen ! Und das bei Landstrom der Schiffsrumpf als zusätzlicher Erder für das Landnetz dient ist Leuten die sich mit Physik auskennen so klar wie Klossbrühe . Nur den Möchtegernfachleuten ist das nicht klar !

 

[Pumukel]

So und Landstrom bis zum Trenntrafo in SK 2 und nach dem Trenntrafo sauberes TN-S-Netz mit RCD ! Dann können dir auch die Erdungsverhältnisse im Landstromnetz völlig egal sein !

 

[ErnestV]

Irgendwie interessant wie sich die Diskussionen immer gleich entwickeln - ich hätte jetzt aber doch noch Fragen. Ich beziehe mich hier ausschließlich auf ein AC-Netz, DC hat nichts am Rumpf verloren, außer wenn unbedingt notwendig, wie zB bei laufendem Motor wenn Starter und/oder LiMa nicht isoliert sind - aber da ist man eher selten in der Marina, und wenn dann nicht lange...

Also zu AC: Mit einem Trenn-Trafo ist das Bordnetz ein "klassisches" TN-S, auch wenn keine Phase am Rumpf liegt? Dann müsste aber dasselbe auch für ein Inverter-Netz gelten, oder wo wäre da der generelle Unterschied den ich nicht sehe? Am Eingang kanns ja nicht liegen: beim Trenntrafo ist es der hermetisch isolierte Landstrom, beim Inverter der hermetisch isolierte DC.

 

[Pumukel]

Nein nach einem Trenntrafo hast du erst mal ein IT-Netz auf der Sekundärseite das beseitigt aber nicht die Fehler die durch den PE der Landstromseite auf deinen Schiffsrumpf einwirken . Deswegen wird der Trenntrafo da ohne PE in Schutzklasse Schutzisoliert vom Landstrom beaufschlagt . Und weil da der Schiffsrumpf nicht als zusätzlicher Erder für den Landstrom wirkt hast du da auch keine schädlichen Einwirkungen auf den Rumpf ! Denn Fehlerströme auf dem PE können weil nicht mit dem Schiffsrumpf verbunden auch nicht über den PE und deinen Schiffsrumpf zur Erde fließen ! Und nach dem Trenntrafo baust du ein sauberes TN-S- Netz mit dem Schiffsrumpf als PE auf .