Kabeleinführungen und Kabelbefestigungen
- Beim Austausch der Hauptverteilung (Standschrank) in einem Industrie - betrieb wurde die Einspeisung von unten in die Verteilung durch einen Fußbodenkanal mit Einaderkabeln (Einspeisung vom Trafo) eingeführt. Die Abgänge zu Unterverteilungen und größeren Verbrauchern wurden durch Kabelverschraubungen mit integrierter Zugentlastung befestigt. Müssen Kabel-/Leitungseinführungen in Verteilungen generell mit Bügelschellen oberhalb und/oder in der Verteilung abgefangen werden, obwohl die Einführungen in die Verteilung als Einzeleinführungen mit Kabelverschraubungen ausgeführt wurden, die eine Zugentlastung enthalten?
- Für die Befestigung der verwendeten Einaderkabeln kommen Bügelschellen zum Einsatz (Stahlblech verzinkt, Druck- und Gegenwanne aus Polypropylen), die sich auf einer gemeinsamen Profilschiene (L1, L2, L3, PEN) befinden. Die Profilschiene ist wiederum auf einer Steinwand montiert (Verbindung Trafo 630 kVA zur Hauptverteilung). Die momentan verwendeten Bügelschellen wurden von einem Sachverständigen beanstandet. Müssen Bügelschellen für die Befestigung von Einaderkabeln generell aus Aluminium sein und wie ist die Sachlage, wenn sich nicht alle Bügelschellen auf einer Profilschiene befinden?
Allgemeines: Festlegungen zur Zugentlastung
von Kabel/Leitungen gab es im
Abschnitt 4.3.1 der nicht mehr gültigen Norm
DIN VDE 0100-729 (VDE 0100-729):1986-
11, die wie folgt lauteten: „Von außen eingeführte
Kabel und Leitungen sind vor ihren
Anschlussstellen so zu befestigen, dass die
Anschlussstellen zug- und druckentlastet
sind.“
Diese Norm ist durch DIN VDE 0100-729
(VDE 0100-729):2010-02 [1] (mit Übergangsfrist
bis zum 01.05.2012) ersetzt
worden. Des Weiteren sind Festlegungen im
Abschnitt 526.5.7 von DIN VDE 0100-520
(VDE 0100-520) [2] enthalten, die in etwa
lauten:
„Die Anschluss- und Verbindungsstellen von
Kabeln/Leitungen sind von mechanischer Beanspruchung
zu entlasten, sofern mit mechanischen
Beanspruchungen (z. B. Zug oder
Druck) zu rechnen ist. Kabelverschraubungen
und Leitungseinführungen dürfen als Mittel
zur Zugentlastung nur verwendet werden,
wenn sie dafür geeignet sind.“
Festlegungen zu Bügelschellen/Schellen
zur Befestigung von Einleiterkabeln/-leitungen
sind in nur in den relevanten Normen für
Kabel/Leitungen enthalten. Für NYY-Einleiterkabel
gibt es z. B. Festlegungen in DIN
VDE 0276-603 (VDE 0276-603) [3], die auch
für andere Einleiterkabel/-leitungen angewendet
werden können.
Im Teil 5G, Abschnitt IV, „Leitfaden für die
Verwendung“ ist in etwa Folgendes festgelegt:
Einadrige Kabel dürfen einzeln oder systemweise
(L1 bis L3 und PEN in einem Bündel)
gebündelt (3er/4er-Bündel) verlegt werden.
Systemweise gebündelte Einleiterkabel/-leitungen
dürfen wie mehradrige Kabel/Leitungen
behandelt (auch ohne „Verdrillen“)
werden, d. h. auch mit Schellen aus magnetischem
Material befestigt werden.
Bei Einzelbefestigung von einadrigen Kabeln/
Leitungen müssen jedoch Kunststoffschellen
oder Schellen aus nichtmagnetischem
Metall verwendet werden. Schellen aus Stahl
dürfen nur dann verwendet werden, wenn
sich ein geschlossener Eisenkreis nicht ergibt.
Analoge Hinweise hierzu lassen sich auch
aus Abschnitt 521.5 von [2] ableiten, weil es
dort einen Hinweis zur Verlegung von Einzeladern
in Metallrohren gibt – eine analoge
Thematik. Durch Induktion kommt es zu einer
(vom Strom im Kupferleiter) abhängigen
Erwärmung des geschlossenen „Metallringes“.
Zu 1: Wie aus den bereits zuvor angeführten,
normativen Festlegungen hervorgeht, ist eine
Zug/Druckentlastung bei Kabel/Leitungen
nur dann gefordert, wenn eine mechanische
Beanspruchung (Zug- oder Druckbeanspruchung,
besonders durch das Eigengewicht
der Kabel/Leitungen aber auch bei Kurzschlüssen)
auf die Anschlussstellen auftreten
kann.
Wenn die Kabel (gilt nur bedingt für Einleiterkabel/-leitungen) aber, wie üblich, bei senkrechter
Verlegung (von oben kommend) an
der Wand oder auf Kabelpritschen/-Wannen
(Abstand der Befestigungspunkte nach Abschnitt
521.7.1 und 521.7.2 von [2] beachten)
befestigt sind, ist eine zusätzliche Zugentlastung
normalerweise nicht notwendig.
Dies gilt ebenso für Verteiler. Aber auch bei
größeren Befestigungsabständen, als normativ
zugelassen wären (zur Einführungsstelle
in die Verteiler), kann durch Kabelverschraubungen
mit integrierter/kombinierter
Zugentlastung eine ausreichende Zugentlastung
erreicht werden, sofern der Hersteller
ihre Eignung be stätigt (z. B. in seinen Katalogen).
Damit sind die möglichen Zugbeanspruchungen
abzudecken. Es bleibt noch ein
gewisses Risiko aufgrund der Kräfte auf die
Leiter, die bei einem Kurzschluss auftreten
können, was aber erst bei sehr großen
Kurzschlussströmen zutreffen wird.
Außerdem sollte ebenfalls beachtet werden,
dass sich durch eine mögliche Bewegung der
Kabel/Leitungen außerhalb des Verteilers
(was besonders bei der Zuführung des neuen
Verteilers von unten durch den Kabelkanal
der Fall sein kann) trotz der Zugentlastung
durch die Verschraubung eine Beanspruchung
auf die Anschlussstellen möglich sein
kann (muss aber nicht gegeben sein). Dies
wäre z. B. der Fall, wenn die Kabel/Leitungen
im Fußbodenkanal bewegt (verschoben)
werden. Solche Bewegungen können bei
Wartungs arbeiten (z. B. Reinigung des
Fußboden kanals) nicht ausgeschlossen werden,
wenn der Fußbodenkanal wesentlich
größer ist als die Kabel-/Leitungsansammlung.
Fazit zu 1. Für nach oben abgehende Kabel/
Leitungen gilt, dass die Verschraubungen mit
Zugentlastung oder ein geeigneter Abstand
der Befestigungsschellen ausreichend sein
können, wenn im Anschlussbereich der Leiter
genügend Abstand zueinander ist, sodass
eine Kurzschlussbeanspruchung sich nicht
negativ auswirkt. Bügelschellen sind eine
Möglichkeit, aber keine zwingende Forderung.
Für nach unten abgehende Kabel/Leitungen
kann ein zusätzliches Kabeltrageisen
(wird von den renomierten Verteilerherstellern
im Verteiler fast immer vorgesehen)
notwendig sein. Dies kann nur anhand der
Kenntnis der örtlichen Gegebenheiten geklärt
werden.
Zu 2: Die Probleme bei einer Verwendung
von magnetischen Schellen, die einen „geschlossenen“
Ring bilden (was auch durch
„Halbschellen“ sowie Metallschrauben und
Metall-Profilschienen gegeben sein wird) bei
Einleitekabeln/-leitungen ist aus meiner
Sicht aber erst bei größeren Nennströmen in
den Einzelleitern gegeben. Allerdings gibt es
diesbezüglich keine Grenzwerte, wie auch
aus den Festlegungen aus [3] zu ersehen ist,
weil es dort keinerlei Hinweise auf den Strom
bzw. Querschnitt gibt.
Aus meiner Erfahrung möchte ich behaupten,
dass üblicherweise bei weniger als 400 A bis
500 A Erwärmungsprobleme an den Metall-Schellen nicht auftreten werden. Eventuell
könnte durch eine Temperaturmessung festgestellt
werden, ob Maßnahmen notwendig
sind.
Rein formal verstößt also die vorgesehene
Befestigungsart gegen die normativen Vorgaben.
Allerdings sind die Normen sicher nicht
anwenderfreundlich, wenn derartige Hinweise
nicht in den Errichtungsnormen enthalten
sind, sondern lediglich in den Betriebsmittelnormen,
die dem Errichter üblicherweise
nicht zur Verfügung stehen.
Ob Schellen aus Aluminium oder Edelstahl
zur Anwendung kommen, muss der Anfragende
selbst entscheiden. Allenfalls bezüglich
der mechanischen Festigkeit bei Kurzschlussströmen könnten sich bei Alu-Schellen Probleme ergeben. Bei den „relativ
kleinen“ Kurzschlussströmen (bezogen auf
den in der Frage erwähnten Trafo mit 630 kVA)
dürften aus meiner Sicht keine Probleme
auftreten. Genaues kann jedoch nur bei
Kenntnis der elektrischen Anlage festgelegt
werden, weil z. B. auch die Leitungsimpedanzen den Kurzschlussstrom und somit die
möglichen mechanischen Beanspruchungen,
begrenzen. Wichtig ist, dass sich durch die
Schellen eine Beschädigung an den
Kabel/Leitungen an der Befestigungsstelle
nicht ergeben darf.
Hinweis: Auch wenn Metall-Halbschellen mit
Gegenwannen aus Kunststoff verwendet
werden, kann sich über die Metallschrauben
und die Profilschienen ein Ring bilden, sodass
es zu einer Erwärmung der Befestigungsstelle
kommen kann. Es spielt dabei
keine Rolle, ob alle Einleiterkabel/-leitungen
eines System nur auf einer gemeinsamen
Profilschiene befestigt sind oder auf
mehreren Profilschienen verteilt befestigt
sind. Abhilfe kann nur durch entsprechende
Schellen oder eine systemweise Bündelung
erreicht werden. Außerdem sollte noch beachtet
werden, dass sich bei größeren
Strömen auch Probleme ergeben können,
wenn die Einleiterkabel/-leitungen einzeln
durch ein Bodenblech aus Eisen geführt
werden. Hierbei handelt es sich um die
gleichen Probleme wie bei den Eisenschellen.
DIN VDE 0100-729 (VDE 0100-729):2010-02 Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 7- 729: Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen besonderer Art Bedienungsgänge und Wartungsgänge.
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