Schutzmechanismus 230V für KNX-Bus

[jakatal]

Hallo,

hat der KNX-Bus denn irgendeine Absicherung, falls man mal versehentlich mit eine Phase oder Nullleiter auf das Adernpaar des klemmt, bzw, versehentlich berührt? Oder muss man bei der Installation tierisch aufpassen, dass man ja keine Fehler macht?

Grüße und Danke

[Axel]

mir völlig unklar, wie jemand ein 230V Netzleitung mit einer 12/24V Schwachstromleitung versehentlich verklemmen kann.

[PeterPan]

Hoi...

man "kann" alles machen, manche Sachen nur ein Mal. Zum Beispiel könnte man bei LED-Leuchten auf Vorwiderstände verzichten und ein "Wienerli" verwenden. Siehe hier:

"Resistance is Futile!" or is it? on Vimeo

Don't try this at home.

Gruss Peter

[roeggi]

Mich würde es Interessieren wie deine Installation ist wenn du tierisch aufpassen musst das du nichts verwechselst...

[MarkusS]

Wenn Du da tatsächlich noch Nullleiter hast solltest Du drüber nachdenken, den ganzen Schamott rauszureissen und durch was Zeitgemässes zu ersetzen.

Ansonsten besteht auch noch die Möglichkeit dass Du keine Ahnung hast was ein Nullleiter ist, dann solltest Du drüber nachdenken, das einen Fachmann machen zu lassen, der hat auch eine Haftpflichtversicherung, die zahlt die neuen KNX-Komponenten wenn die alten abgeraucht sind.

Dann gibt es auch noch die 5 Sicherheitsregeln:

und der freundliche Fachhandel führt spezielles Abdeckungsmaterial für spannungsführende Teile.

[roeggi]

Ich kenne viele die dem Neutralleiter Nulleiter sagen...

Auf Youtube gibt es sonst ein Video mit Elektriker Horst.

[StefanW]

Guten Morgen Andreas,

hat der KNX-Bus denn irgendeine Absicherung, falls man mal versehentlich mit eine Phase oder Nullleiter auf das Adernpaar des klemmt, bzw, versehentlich berührt?

Ich habe keinen Überblick über die in jedem einzelnen verfügbaren KNX Produkt enthaltenen Sicherheitsmaßnahmen gegen kurzzeitige (nur wenige Mikrosekunden bei Induktionsereignissen aus Blitzschlag oder Schalthandlung) oder dauerhafte Überspannung. Daher folgende Überlegung:

Die Spezifikation des häufig verwendeten IC TP-UART von Siemens geben ein Absolut Maximum Rating von 45 V für die Busspannung an. Kurzzeitig gehen 65 V für 150 Mikrosekunden oder hinsichtlich ESD bis 1.000 V für höchstens 8/20 Mikrosekunden im Human Body Modell mit 150 pF / 1.5 kOhm.

Dauerhafte Überspannung (und mit dauerhaft meine ich hier mehr als wenige millionstel Sekunden) liegt außerhalb der Spezifikation des TP-UART und dürfte zu dessen Zerstörung führen. Auch die sonstig am Markt verfügbaren Überspannungsschutzelemente sind nach meiner Recherche nicht als Schutz gegen dauerhafte Überspannung geeignet. In der Applikation Note für den TP-UART der nächsten Generation ist auch nur eine TVS-Diode zur Ableitung kurzer Überspannungsspitzen vorgesehen.

==> Ich nehme daher nicht an, dass KNX-Geräte Überspannungen an der Busklemme über wenige millionstel Sekunden hinaus ohne Defekt tolerieren.

Technische Schutzmaßnamen, die das Gerät an der Busklemme auch vor dauerhafter Überspannung schützen würden dürften unwirtschaftlich sein und deshalb kaum Verwendung finden.

Eigentlich kann so eine Fehlverdrahtung auch nicht passieren, da die KNX Klemmen von Wago nur geringe Drahtdurchmesser (0,6 - 0,8 mm) bzw. Querschnitte (ca. 0,3 - 0,5 mm²) aufnehmen können.

Die für die 230 / 400 V Wechselspannung üblicherweise verwendeten Drahtquerschnitte (zumeist ab 1,5 mm²) passen gar nicht erst rein.

Umgekehrt wäre es - rein theoretisch - schon möglich, hinsichtlich des Querschnittes - die dünnen Einzeladern der Busverkabelung auf 230 V zu klemmen...

Oder muss man bei der Installation tierisch aufpassen, dass man ja keine Fehler macht?

So wie Du das schreibst, klingt es ein wenig seltsam. Kann ich mit einem Auto in eine Menschenmenge fahren oder muss ich tierisch aufpassen dass es nicht passiert?

Die Herstellung und die Inbetriebnahme einer elektrische Installation ist ähnlich gefahrgeneigt wie das Führen eines Kraftfahrzeuges, Selbstverständlich ist dies alles sorgfältig und fachgerecht auszuführen.

Um Fehler gering zu halten, werden insbesondere Farben und Ausführungen der jeweiligen Leitungen verwendet. Einem Fachmann ist es IMMER klar, was er gerade für eine Leitung / Ader in den Händen hält und wo diese aufzulegen ist. Ganz insbesondere gilt dies für die Trennung von Anlagenteilen mit 230 / 400 V und denen mit SELV usw.

Deine Frage ließt sich daher ein wenig nach "ich weiß nicht so genau was ich mache, aber darf ich einfach mal alles irgendwo drauf klemmen oder kann was passieren"?

Was sollen wir dazu sagen? Wenn Du Unsicherheiten spürst, solltest Du es in Deinem eigenen Interesse und dem Deiner Familie / Hausbewohner besser lassen.

LG

Stefan

[jakatal]

Nachdem es einem Fachmann IMMER klar ist was er in der Hand hält: deswegen ist auch noch nie ein Stromunfall mit einem Elektriker passiert - kenne ich leider zuviele auch tödliche Unfälle von Elektroingeneuren und Elektromeistern. Hat die ganze Ausbildung wohl nix genützt...

Es ist schon arg naiv zu glauben, dass man keine Fehler macht. Egal weg vom Sarkastischen. Das Problem ist nur, wenn ich viele Leute in ein Auto packe, passiert statistisch zu 99% zunächst mal gar nicht viel. Wenn ich mal 230V auf die KNX-Leitung packe, bin ich mir fast zu 99% sicher, das ich viel Geld ausgeben muss und es mich viel Zeit kosten wird. Das nennt man Risiko = Entrittswahrscheinlichkeit x erwartete Schadenshöhe.

Ich hab mich mit einem guten Bekannten Unterhalten, der u. a. im Bezirksklinikum in großen Städten (und andere großen öffentlichen Bauten) das KNX-Netz installiert hat (from the Scratch, also nicht irgendwie mal einen Aktor nachinstalliert).

Er hat gesagt, dass man das tatsächlich öfters macht, dass am KNX-Bus-Überspannungsschutz vor Aktoren angebracht wird um eben genau den Fall zu verhindern: gewollt oder ungewollt 230V auf die Leitung kommen und alle Geräte auf der Linie den Geist aufgeben. Er bringt mir mal so was mit.

Ich werde Euch dann berichten.

[EPIX]

von zb ABB gibt es Überspannungsableiter für KNX - ob die 230V aushalten /vom Bus fernhalten -darf jemand ANDERER versuchen....

Betreffend Nullleiter oder Neutralleiter: bitte nicht auf Spitzfindigkeiten herumreiten.
Nahezu 99% der Meister/Gesellen/Techniker sagen Nulleiter zum "Blauen", Schutzleiter oder Erde zum "GeGn"....
Das ist "Überlieferung" und jahrzehntelange Praxis...
Solange beide Gesprächspartner wissen wovon sie reden ist das IMHO auch nicht weiters schlimm

[StefanW]

von zb ABB gibt es Überspannungsableiter für KNX - ob die 230V aushalten /vom Bus fernhalten -darf jemand ANDERER versuchen..

Bitte nicht versuchen, es funktioniert nicht!

Ich designe bei uns die 1-Wire Hardware und bei allen den derzeit in Entwicklung befindlichen Projekten arbeite ich auch am Übersspannungsschutz dafür. Bin also gerade sehr gut im Stoff.

Kurz: Schutz gegen sehr hohe Überspannungen (einige kV) und extrem kurzzeitig (ein paar duzend millionstel Sekunden) geht ganz gut. Schutz gegen "dauerhafte" Überspannung (also oberhalb Bruchteilen einer tausendstel Sekunde) ist bei Datenleitungen schwer bis gar nicht machbar. (zumindest nicht zu einem akzeptablen Aufwand der noch im Verhältnis zu Eintrittswahrscheinlichkeit und zu erwartender Schadenshöhe liegt.

Der von EPIX oben angesprochene Überspannungsableiter von ABB heißt US/E 1. Datenblatt im Anhang.

Der ABB-Überspannungsschutz hat die Form einer KNX-Busklemme und wird statt der Busklemme auf das zu schützende KNX-Device gesteckt, Aus der US/E1 sind drei Drähte herausgeführt. Zwei für den KNX-Bus (die dann separat über weitere Klemmen mit dem KNX-Bus zu verbinden sind und ein Draht für den Schutzleiter (über den die Überspannung / Überstrom) abgeführt wird.

Was hilfts? Für extrem kurzzeitige Überspannungen (vermutlich bis 20 millionstel Sekunden) im Bereich mehrerer kV und Strömen bis ein paar hundert Ampere (ja ich habe die Angabe im Datenblatt gelesen, dass die Ableitfähigkeit für Stoßströme bis 5 kA liegt, aber das muss man über einen PEN mit 0,75 mm² erstmal ableiten....) wird der im KNX-Device eingebaute Überspannungsschutz sicher erweitert.

Wenn jemand dauerhaft (ich wiederhole mich sicher, aber mit dauerhaft meine ich länger als Bruchteile einer tausendstel Sekunde) 220 V auf den Bus klemmt, hilft es voraussichtlich rein gar nichts - nur dass der Schaden größer ist, weil neben dem KNX-Device auch der Überspannungsschutz zerstört wird.

Warum dass so ist? Nun, wie funktioniert ein Überspannungsschutz?

Diejenigen Schutzeinrichtungen, die für die kurzzeitigen Überspannungen ausgelegt sind, schließen durch

• Zündung einer Funkenstrecke (Gasableiter)
  
• oder durch Verringerung des Widerstandes (Varistor)
• oder durch den Avalanche-Effekt im PN-Halbleiterübergang (Zener / TVS-Diode)

einen Stromkreis kurz bzw. schließen einen Stromkreis zur Erde. Dadurch wird verhindert, dass die Überspannung zu den empfindlicheren Bauteilen gelangt (was auch nur gelingt, wenn die Impedanz zu den schützenswerten Bauteilen höher ist als die Impedanz des so geschaffenen Ableitstromkreises).

Nur irgendwo muss das zuviel an Energie ja hin, also wird es in diesen Schutzbauelementen - und den Leitungen - warm. Letztlich wird das zuviel an elektrischer Energie thermisch verheizt.

Jetzt wird auch klar, warum das nur kurzzeitig klappt, weil die Bauteile - abhängig von der Größe - nur wenige Joule aushalten, darüber würden die dann thermisch zerstört (anders gesagt, sie brennen ab).

Insofern man nun einen Schutz gegen dauerhafte (ihr wisst schon... länger als...) Überspannung realisieren möchte, müsste man auch die Bauteile der Schutzschaltung dahingehend auslegen, dass diese mehrere hundert Joule bis Kilojoule aushalten.

Was ich mir vorstellen könnte, wäre, die Methode mit der Brechstange: Den KNX - alle paar Meter - über ein Schutzdevice führen, dass für die beiden KNX-Adern Schmelzsicherungen enthält und zwei Thyristoren in Crowbar-Schaltung die bei Überspannung die KNX-Adern mit großem Querschnitt gegen Erde kurzschließen und somit die Schmelzsicherungen auslösen (oder den FI = RCD). Hilft natürlich nur, wenn der fehlerhafte Anschluss der 220 V auf dem KNX-Bus VOR den damit geschützten KNX-Devices auftritt. Ansonsten müsse man das in jedes KNX-Device einbauen, allerdings dürften dann bei der entsprechenden Anzahl der Tyristoren diese den KNX Bus so stark Kapazitiv belasten, dass die Datenübertragung nicht funktioniert.

Ich plädiere dafür beim Anschließen aufzupassen.

[lobo]

kenne ich leider zuviele auch tödliche Unfälle von Elektroingeneuren und Elektromeistern.

Jetzt mal ohne Quatsch (denn die Sache ist viel zu ernst) - ich kenne keinen Einzigen (zumindest Stromunfall). Arbeitest Du bei der BGFE, dass Du so viele kennst? Da ist z.B. 2004 von 6 meldeten tödlichen gewerblichen Stromunfällen die Rede. Ich bin mir sicher, da gibt's viel mehr Verkehrsunfälle von Elektrikern auf dem Arbeitsweg.

bitte nicht auf Spitzfindigkeiten herumreiten.

... sehe ich auch so ... obwohl ... meine Freunde verfluchen mich schon wegen "Kabel" und "Leitung"

Viele Grüße,

Stefan

[swiss]

Also mal rein zum Technischen (Theorie)... Nicht ausprobieren!!!!!!!!!!!

Wenn nur 1 Leiter (L oder N) mit dem Bus verbunden wird, passiert nix. Der Bus ist als SELV Stromkreis gebaut. Das bedeutet, dass eine galvanische Trennung zwischen Primär (230V) und Sekundär (29V) Stromkreis besteht.

Wenn nun z.B. der Aussenleiter (L) mit der Busleitung verbunden wird, passiert noch nichts. Das ist Elektrophsik. Der Strom will immer zum Erzeuger zurück. Das bedeutet, dass nur bei einem geschlossenen Stromkreis überhaupt ein Strom fliessen kann. Durch die galvanische Trennung der Bussleitung ist der Stromkreis aber nicht geschlossen und es fliesst auch kein Strom. Wir haben dann auf dem BUS zwar ein Spannungspotential von 230V gegen N aber 0A Strom.

Desshalb können die Vögel auch auf einer Hochspannungsleitung sitzen. Erst wenn sie irgend wo eine Erdverbindung oder eine Verbindung zu einem anderen Spannungspotential herstellen werden sie grilliert, weil der Strom immer vom höheren zum niedrigeren Spannungspotential fliesst.

Wird nun aber auch noch der Neutralleiter (N) mit dem Bus verbunden sieht es ganz anders aus. Dann ist der Stromkreis geschlossen und es können sehr grosse Ströme fliessen. Dann ist die Warscheinlichkeit, dass man einen Grossteil seiner Komponenten austauschen muss extrem gross.

[EPIX]

Natürlich ist es so wie du schreibst, dass bei Verbindung mit nur einem Leiter es (theoretisch) zu keinen Problemem kommt.....

Selbst bei Verbindung beider BUS-Leitungen mit N bzw L wird es zu keinen "großen" Strömen kommen, weil
- der Querschnitt einen "großen" Strom verhindert indem er einfach verdampft
- es unklar ist, ob die Busteilnehmer NACH dem "Verabschieden" niederohmige Verbraucher sind und dadurch den Stromfluß bewirken...

Das Thema ist sicher die Spannung - DAS wird die Busteilnehmer killen und der Überspannungsschutz wird es ebenfalls nicht überleben

Weil wir gerade beim (na - des schreib' ich jetzt nicht)
- wegen der Vögel: hier ist die sog. Schrittspannung ebenfalls maßgeblich - die auch der Grund ist, warum man sich bei Gewitter / herabhängenden Hochspannungsleitungen nur mit kleinen Shritten entfernen soll...
Wenn der Vogel nur lang genug die Beine spreitzt kann es sein, dass es ihm im "Schritt" kitzelt...

[swiss]

Wenn der Vogel nur lang genug die Beine spreitzt kann es sein, dass es ihm im "Schritt" kitzelt...

Das ist richtig aber ganz so genial hät ich es auch nicht erklären können. Allerdings bräuchte es bei 230V doch einen sehr grossen Schritt.

[EPIX]

oder eine rel. hochohmige Freileitung