Praxis: Stromkabel, Landstromanschluss und etwas zur Sicherheit

Hallo zusammen,

das Stromkabel, vor allem die Frage nach Länge, Dicke und Farbe führt in Foren auch immer wieder zu heftigsten Diskussionen.

Ich habe mich in das Thema eingelesen und es ist tatsächlich so:

Die relevante Vorschrift für Campingfahrzeuge ist die VDE 0100-721 und die schreibt folgendes Kabel vor:

• Länge maximal 25 Meter
• Aderquerschnitt 3 mal 2,5mm²
• Eine Gummischlauchleitung nach der Norm „HO7RN-F 3G 2.5qmm“ oder besser
• CEE Kupplung und Stecker an den Enden
• Feinadrige Litze
• Keine weiteren Verlängerungen
• Keine nicht verpolungssicheren Schutzkontakt (Schuko) Steckverbinder

Soweit die Vorschriften in der Theorie. In der Praxis habe ich noch nie erlebt, dass ein Betreiber eines Camping- oder Stellplatzes die Kabel seiner Gäste auf diese Norm hin überprüft hat. In der Praxis geht es auch mit anderen Kabeln, wie ihr mir in Kommentaren sicher gern bestätigen werdet.

Aber so ganz ohne Sinn und Verstand ist diese Vorschrift auch nicht, wenn auch meine eigene Kabelausstattung noch nicht VDE 0100-721 konform ist, bzw. war.

Für Fälle, in denen ich relativ nah an der Stromsäule stehe, habe ich ein Kabel mit 3x 1,5mm² von ca. 10 Metern Länge. An den Enden mit einen CEE-Stecker…

…und einer CEE-Kupplung.

Diese Steckverbindungen sind Standard im Campingbereich und zu mindestens 95% nach meinem Eindruck verbreitet.

In etwa 4% der Fälle (rein subjektive Schätzung) braucht man für den Anschluss einen herkömmlichen Schuko-Stecker.

Mein Stecker hat das Loch für den „Frankreich-Pin“ (siehe Pfeil), mit dem auch das letzte Prozent abgedeckt ist. Ich kann mich erinnern, in Frankreich und Polen vereinzelt Steckdosen mit diesesm zusätzlichen Pin für den Schutzleiter gesehen zu haben. Aber die werden mehr und mehr verschwinden.

UPDATE (8.1.2020): Offiziell heißen die Stecker und Buchsen mit dem „Frankreich-Pin“ CEE 7/7 und die deutsche Schutzkontakt-Steckverbindung CEE 7/4. Wikipedia erklärt hier das CEE-System. Es war anscheinend als europäische Norm gedacht.

Mein langes 25m Kabel hat zwar einen Adernquerschnitt von 2,5mm², aber an den Enden jeweils Schuko-Stecker und Kupplung. Für diese habe ich entsprechende Adapter auf CEE und die Steckverbindungen werden in diesen wasserdichten Boxen geschützt.

Das funktioniert alles, entspricht aber nicht mehr den neuesten Vorschriften. Ich habe mich zum Thema etwas schlau gemacht und auch einiges Wissen aus der Elektrikerlehre und dem Studium wieder hervorgekramt. Darum zunächst zu den Grundlagen.

Das Ohmsche Gesetz

Jedes Material hat einen spezifischen Widerstand gegenüber dem elektrischen Strom. Ist dieser Widerstand klein, wird bei gleicher Spannung ein höherer Strom fließen. Vereinfacht kann man sich zwei Wasserbecken denken. Das eine, volle Wasserbecken liegt höher, als das zweite. Die Höhendifferenz beider Becken entspricht der elektrischen Spannung. Beide Becken sind mit einem Rohr verbunden. Ist dieses Rohr dünner, setzt es dem fließenden Wasser einen höheren Widerstand entgegen, als ein dickeres Rohr. Dieses Rohr ist die Leitung.

Unsere Stromleitung besteht aus Kupferdraht. Der hat laut dem oben verlinkten Artikel einen spezifischen Widerstand von ca. 0,0171 Ω x mm² / m. Das heißt, eine Kupferleitung von einem Quadratmillimeter Querschnitt und einem Meter Länge hat einen Widerstand von 0,0171 Ohm. Dass der auch noch temperatur- und frequenzabhängig ist (Skin-Effekt), wollen wir für den Moment mal vergessen.

Das Ohmsche Gesetz (nach dem deutschen Physiker Georg Simon Ohm) besagt, dass an einem Widerstand (R), der von einem Strom (I) durchflossen wird, immer eine Spannung (U) abfällt.

U = R x I

Umgekehrt wird eine bestimmte Spannung (U) an einem Widerstand (R) anliegend einen Stromfluss (I) in bestimmter Höhe zur Folge haben:

I = U / R

Schließlich kann man aus fließendem Strom und anliegender Spannung den Widerstand einer Leitung oder eines Bauteils ermitteln:

R = U / I

Die 50m Baumarkt-Kabeltrommel

Die oft zitierte Kabeltrommel aus dem Baumarkt mit 3x 1,5mm² und 50m Kabellänge hat einen Widerstand von

0,0171 Ω x mm² / m x 50m / 1,5mm² =  0,57 Ω

Das hört sich nach nicht viel an, man muss diesen Wert aber verdoppeln, weil der Strom ja auch durch die selben 50m wieder zurück fließen muss. Das wären dann 1,14Ω. Nach dem Ohmschen Gesetzt ergibt sich auf unserer Leitung bei Belastung mit vollen 16 Ampere ein Spanungsabfall von

16A x 1,14Ω = 18,24 Volt

Aus 230 Volt werden so schlappe 211 Volt. Die Leitung alleine muss eine Leistung von

16A x 18,24V = 291 Watt

in Wärme umsetzen. Das ist schon mal die Leistung eines kleinen Tauchsieders. Da kann man sich vorstellen, warum die Thermosicherung einer Kabeltrommel anspricht, insbesondere dann, wenn die Kabeltrommel nicht voll abgerollt wird. Dann heizen sich die Windungen des Kabels auch noch gegenseitig auf. Bei weniger Strom wird die Kabeltrommel nicht ganz so heiß, zum Beispiel 10 Ampere. Dann fällt eine Spannung von 11,4V ab und es werden 114 Watt in Wärme umgesetzt. Dabei gehe ich immer davon aus, dass die Steckverbindungen absolut keinen Übergangswiderstand haben, was in der Praxis nicht gegeben ist.

Nehmen wir die vorschriftsmäßige Leitung von 25 Metern Länge und einem Querschnitt von 2,5mm², sieht die Sache so aus:

0,0171 Ω x 25m / 2,5mm² =  0,171 Ω x 2 = 0,342 Ω

Jetzt fallen bei 16A Strom über der Leitung noch

16A x 0,342Ω = 5,47Volt

Spannung ab. Von den eingespeisten 230 Volt kommen also noch 224,5 Volt bei den Verbrauchern im Wohnmobil an. Die Leitung selbst setzt

5,47V x 16A = 87,5 Watt

in Wärme um.

Die wenigsten werden tatsächlich 16 Ampere ständig brauchen, aber es soll ja hin und wieder vorkommen, dass man mit Strom heizen muss, kann oder will…

Eine möglichst dicke und nicht zu lange Leitung hat also durchaus Sinn, wenn es natürlich auch Situationen gibt, in denen man bei absoluter Einhaltung der Vorschriften auf einen Landstromanschluss verzichten müsste, weil man seine Kabelsammlung eben nicht zu einer Überlandleitung von mehr als 25m Länge zusammenstöpseln darf. Aber wie oben schon gesagt: Das kontrolliert keiner und es geht ja auch fast immer gut. Wer es wider besseren Wissens macht, der soll es tun und darüber schweigen.

Verpolungssicherheit

Wer sich den blauen CEE-Stecker genauer ansieht, der wird feststellen, dass der nur in genau einer Stellung in die Buchse passt. Einen herkömmlichen Schuko-Stecker kann man dagegen auch um 180 Grad gedreht in die Steckdose stecken und alles funktioniert trotzdem.

Nun hat unser Wechselstrom eine Phase (meist schwarz oder braun isoliert) und einen Null-Leiter (in der Regel blau). Auf der Phase ist der „Saft“ drauf. Den anzufassen kann tödlich enden. Der Nullleiter sollte dagegen Erdpotential haben. Trotzdem solltet ihr den nicht anfassen, irgendwo kann ein Anschluss vertauscht sein und dann habe ich einen Leser verloren und das will ich nicht!

Das Vertauschen der Anschlüsse ist eben das Problem. Sofern bei der Installation auf dem Campingplatz und im Wohnmobil keine Leitungen vertauscht wurden, kann man bei Verwendung einer CEE-Leitung sicher sein, dass Phase auch Phase und Null auch Null ist. Bei einer Schuko-Kupplung dazwischen ist das reiner Zufall, wenn es passt (Chance immerhin 50%). Wenn die gesamte Elektrische Anlage fehlerfrei funktioniert und keine Ströme auftreten, die einen Sicherungsautomaten ansprechen lassen, ist es auch egal, auf welcher Leitung die Phase liegt. Aber viele Sicherungsautomaten schalten nur einpolig ab, so wie auch meine unter der Sitzbank.

Dann kann es im ungünstigsten Fall passieren, dass die „heiße“ Leitung immer noch Strom führt mit unter Umständen schlimmen Folgen.

Darum bei Arbeiten an der elektrischen Anlage eures Wohnmobils (die immer der Fachmann ausführen sollte): Immer das Kabel abziehen, dann kann nichts passieren!

Der Fehlerstrom-Schutzschalter

Dies ist eine weitere Einrichtung zum Schutz des Stromkunden. So ein, auch FI genannter, Schutzschalter prüft, ob die selbe Menge Strom, die zum Verbraucher hin geflossen ist, auch wieder zurück fließt. Ist das nicht so, fließt irgendwo ein Fehlerstrom. Entweder über den Schutzleiter (grün-gelbe Isolierung) oder gar über einen Menschen.

Da eine Stromstärke von 50Milli-Ampere (mA oder 0,05 Ampere) über einen Zeitraum von weniger als einer Sekunde bereits zum Tod führen kann, soll ein FI bei einem Fehlerstrom von 30mA abschalten. Das heißt, sobald 30mA weniger zurück fließen, als zum Verbraucher hingeflossen sind, schaltet der FI ab. Auf dem Bild ist der FI neben meinen Sicherungen zu sehen.

Hier kommt auch wieder die Leitungslänge und damit der Widerstand der Leitungen ins Spiel. Ist die Leitung zu lang und zu dünn, hat auch der Schutzleiter unter Umständen einen zu hohen Widerstand und der FI kann nicht auslösen, weil gerade noch nicht der nötige Fehlerstrom fließt. Trotzdem ist es aber möglich, das zum Beispiel am Gehäuse eines Geräts durch einen Defekt die vollen 230 Volt anliegen. Der erste, der es anfasst, bekommt mindestens einen elektrischen Schlag oder hat vielleicht sogar zum letzten Mal etwas angefasst.

Der FI hat eine Taste zum Simulieren eines Fehlerstroms, hier mit „Test“ beschriftet. Die sollte man hin und wieder drücken, um zu sehen, ob der Schutzschalter noch auslöst.

Stabilität der Leitung

Vorgeschrieben ist eine Gummischlauchleitung mit der kryptischen Bezeichnung „HO7RN-F“. das ist eine schwere, robuste Qualität, die hält es auch mal aus, wenn auf dem Stellplatz jemand darüber fährt. Trotzdem sollte man es natürlich vermeiden, sein Kabel so hinzulegen, dass andere darüber fahren müssen.

Wenn es doch nicht anders geht, sollte das Kabel nicht im rechten Winkel zur Fahrtrichtung liegen. Bei weichem Untergrund kann es sonst passieren, dass  durch die Räder einer Achse das Kabel an zwei Stellen gleichzeitig etwas in den Boden gedrückt wird. Der Bereich zwischen den Rädern wird dann übermäßig gestreckt und kann beschädigt werden. Ebenso, wenn das Kabel mit Zwillingsbereifung überfahren wird.

Wenn man es als Fahrer nicht vermeiden kann, über das Kabel eines Stellplatznachbarn zu fahren, sollte man das nicht im rechten Winkel tun, langsam über das Kabel rollen und nicht auf dem Kabel stehen bleiben, die Lenkung einschlagen oder beschleunigen, während das Kabel unter den Antriebsrädern liegt. Dazu passt auch dieser Tipp zum Schutz des Kabels gegen Überfahren.

Warum die Vorschrift sinnvoll ist

Aus den vier beschriebenen Gründen: Spannungsabfall durch zu kleinen Querschnitt und zu große Länge, Verpolungssicherheit, Funktion des FI und Robustheit des Kabels meine ich schon, dass diese Vorschrift zur Kabellänge und zum Kabelquerschnitt sinnvoll ist.

Ich werde in mich gehen und mir das richtige Kabel besorgen. Ich hatte sogar schon eine normenkonforme Kabeltrommel, da war aber die kurze Anschlussleitung zur Steckdose des WoMos hin fest mit dem drehbaren Teil verbunden. Dieses Ende habe ich mir beim Aufrollen der 25m Kabel jedes Mal fluchend um den Unterarm gewickelt. Diese Trommel hat jetzt Blogleser Bernd und ist glücklich damit. Ich werde mir wohl wieder ein loses Kabel besorgen, das kann man aufhängen und auch mal irgendwo reinquetschen. Dafür gibt es immer mal wieder die Aufgabe, den entstandenen Kabelsalat zu entwirren. Aber ich habe ja Zeit.

UPDATE: Inzwischen habe ich zwei Verlängerungsleitungen von je 10m Länge und 3x 2,5mm² Querschnitt. Nach meinem Verständnis der VDE-Norm sind nur nichtverpolungssichere Schutzkontakt-Steckverbindungen nicht mehr erlaubt, ich kann als durchaus zwei Kabel mit CEE-Steckverbindungen zusammenstöpseln, so lange alles zusammen nicht länger als 25 Meter wird.

Hier eines der beiden Kabel.

Haftungsausschluss

Ihr kennt jetzt gute Gründe, eine 50m Baumarkt-Kabeltrommel eben nicht zu verwenden. Wenn ihr es trotzdem tut, passiert das auf euer eigenes Risiko. Ich übernehme keinerlei Haftung, auch nicht für anderen Umgang mit Strom!

Gruß
Henning