Kabel und Schienenverteiler

Zwei Arten der Verteilung sind möglich:

• über Kabel/Leitungen oder Aderleitungen
• über Schienenverteiler

Verteilung der elektrischen Energie über Kabel/Leitungen oder

Aderleitungen Definitionen

• Leiter

Ein Leiter enthält entweder einen einzelnen massiven oder mehrere flexible Adern, mit oder ohne isolierende Ummantelung.

• Kabel/Leitung

Ein Kabel/Leitung besteht aus mehreren isolierten Leitern, die elektrisch getrennt, aber mechanisch verbunden sind und die sich im Allgemeinen in einer Umhüllung befinden.

• Kabelführung

Der Begriff Kabelführung bezieht sich auf Leiter und/oder Kabel im Zusammenhang mit deren Träger- und Schutzvorrichtungen usw., z.B. sind Kabelwannen, -pritschen, -rohre, -kanäle usw. „Kabelführungen“.

Leiterkennzeichnung nach IEC 60445 (VDE 0197)

Bei der Leiterkennzeichnung müssen immer folgende drei Regeln befolgt werden:

• Regel 1 – Schutzleiter (6.3.2)

Der Schutzleiter muss durch die Zwei-Farben-Kombination Grün-Gelb gekenn- zeichnet werden. Grün-Gelb ist die einzige Farbkombination zur Kennzeichnung des Schutzleiters.

• Regel 2 – Neutral- oder Mittelleiter (6.2.2)
  • Wenn ein Stromkreis einen durch Farbe gekennzeichneten Neutral- oder Mittel-

leiter enthält, muss die für diesen Zweck angewendete Farbe blau sein.

• • Enthält ein Stromkreis keinen Neutralleiter, darf der blau gekennzeichnete Leiter

als Außenleiter verwendet werden, wenn dieser Teil eines Kabels mit mehr als einem Leiter ist.

• Regel 3 – elektrische Leiter

Für die Kennzeichnung elektrischer Leiter sind folgende Farben erlaubt: Schwarz, Braun, Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Violett, Grau, Weiß, Rosa, Türkis.Die Farbkennzeichnung muss an Anschlüssen und vorzugsweise durchgehend über die gesamte Leiterlänge, entweder durch die Farbe der Isolierung oder durch Farbmarkierungen erfolgen. Ausgenommen sind blanke Leiter, bei denen eine Kennzeichnung an den Enden und allen Anschlusspunkten vorhanden sein muss.

Ausnahmen:

• • Die Einzelfarben Grün und Gelb sind nur dort erlaubt, wo eine Verwechslungsgefahr mit der Farbkennzeichnung des Schutzerdungsleiters ausgeschlossen ist.
  • Bei Fehlen eines Neutral- oder Mittelleiters darf ein mit Blau gekennzeichneter Leiter in Kabel- und Leitungssystemen auch für andere Zwecke, ausgenommen Leiter in Kabel- und Leitungssystemen auch für andere Zwecke, ausgenommen als Schutzleiter, angewendet werden. Die Leiter in einem Kabel/in einer Leitung werden entweder durch ihre Farbe oder durch Ziffern gekennzeichnet (siehe Ab-bildung E54 auf der nächsten Seite).

Anzahl der Leiter im Stromkreis	Stromkreis	Feste Kabelführungen
		Aderleitung						Starre und flexible Kabel/ Leitungen
		Ph	Ph		Ph	N	PE	Ph	Ph	Ph	N	PE
1	Schutzleiter						gr-ge
2	Einphasig zwischen Außenleitern	br	schw					br	bl
	Einphasig zwischen Außen- und Neutralleiter	br				bl		br			bl
	Einphasig zwischen Außen- und Neutralleiter + Schutzleiter	br				bl	gr-ge	br			gr/ge
3	Dreiphasig ohne Neutralleiter	br	schw	gr				br	br	schw
	2 Außenleiter + Neutralleiter	br	schw			bl		br	sw		bl
	2 Außenleiter + Schutzleiter	br	schw				gr-ge	br	br			gr/ge
	Einphasig zwischen Außen- und Neutralleiter + Schutzleiter	br				bl	gr-ge	br			bl	gr/ge
4	Dreiphasig mit Neutralleiter	br	schw		gr	bl		br	sw	gr	bl
	Dreiphasig mit Neutralleiter + Schutzleiter	br	schw		gr	bl	gr-ge	br	sw	gr	bl	gr/ge
	2 Außenleiter+ Neutralleiter + Schutzleiter	br	schw			bl	gr-ge	br	sw		bl	gr/ge
	Dreiphasig mit PEN-Leiter	br	schw		gr		gr-ge	br	sw	gr	gr/ge
5	Dreiphasig + Neutralleiter + Schutzleiter	br	schw		gr	bl	gr-ge	br	sw	gr	bl	gr/ge
> 5		Schutzleiter: gr/ge - Andere Leiter: schw: mit Nummerierung Die Ziffer „1” ist ausschließlich für den ggf. vorhandenen Neutralleiter vorgesehen

gr/ge: grün und gelb schw: schwarz bl: hellblau br: braun gr: grau Abb. E54: Leiterkennzeichnung entsprechend dem Stromkreistyp

Anmerkung': Benötigt ein Stromkreis einen Schutzleiter und enthält das verfügbare Kabel/Leitung keinen gelb-grünen Leiter, kann der Schutzleiter als ein separater grün-gelber Leiter ausgeführt sein. Geräteanschlussleitungen werden ähnlich wie Mehrleiterkabel gekennzeichnet (siehe Abb. E55).

Verteilung über Kabel- und Leitungsanlage (siehe Abb. E56)

• Die Verlegung erfolgt dabei entweder direkt in Wänden, Böden oder im Erdreich oder auf bzw. in Kabelführungssystemen, die auch den mechanischen Schutz der Kabel und Leitungen beinhalten.
• Die Zulässigkeit der Verlegeart hängt ab von:
  • der Bauart der Kabel und Leitungen,
  • der Befestigungsmethode (entsprechend den örtlichen Gegebenheiten).

Die in IEC 60364-5-52 (VDE 0100-520) aufgelisteten Verlegearten haben Einfluss auf die maximal zulässige Belastbarkeit der Kabel und Leitungen. Mehr Informa-tionen hierzu finden Sie in Kapitel G, Abschnitt 2.

Verteilung über Schienenverteiler (siehe Abb. E57)

Ausführungen von Schienenverteilern

Die IEC 61439-6 (VDE 0660-600-6) legt für die Schienenverteiler spezifische Anfor-derungen fest. Bauartnachweis und Stücknachweis gewährleisten die Konformität mit der Norm. Mit unabhängigen Prüfinstituten durchgeführte Prüfungen nach dieser Norm sichern ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit und Normenkonformität.

Aufgrund ihrer Vielfältigkeit können Schienenverteiler elektrische Energie, abgehend von Verteiltransformatoren bis hin zu einzelnen Verbraucherstandorten verteilen.

Es gibt allgemein drei Arten von Schienenverteileranlagen:

• Überleitungen mit Schienenverteilern von Verteiltransformatoren zur NS-Hauptschaltanlage oder Überleitung zwischen NS-Hauptschaltanlagen untereinander

Der Einbau der Schienenverteiler kann als dauerhaft betrachtet werden und wird während der Lebendauer der Energieverteilungsanlage wahrscheinlich nicht verändert werden. Die Schienenverteiler haben bei Überleitungen keine Abgangsmöglichkeiten. Da sie häufig für den höheren Lastbereich verwendet werden, liegen die Bemessungsströme fast immer über 1000 A. In diesem Lastbereich ist die Verwendung von parallel verlegten Kabeln schwierig und technisch weniger sinnvoll.

Die Kenndaten von Schienenverteiler-Überleitungen lassen im Allgemeinen Betriebsströme von 1000 bis 5000 A bei einer Bemessungskurzzeitstromfestigkeit bis 120 kA zu.

• Schienenverteiler zur dezentralen Energieverteilung

Beim Einsatz von Schienenverteilern mit Abgangsstellen als Verteilschienensysteme werden drei Schienenverteiler-Systemgrößen bei der Anwendung unterschieden:

• • Schienenverteiler für hohe Leistungen

werden hauptsächlich für die Hauptstrom-Verteilung in großen industriellen Bereichen, wie z.B. der Automobilindustrie, dem Anlagen- und Maschinenbau oder der Halbleiterindustrie verwendet. Weiterhin sind sie für die Hauptstrom-Verteilung in großen Gebäuden, wie z.B. in großen Büro- und Verwaltungsgebäuden, Unikliniken, Data-Centern oder Multifunktions-Arenen vorgesehen. Für die Hauptstrom-Verteilung werden Schienenverteiler mit Bemessungsbetriebsströmen von 1000 A bis 5000 A bei einer geprüften Bemessungskurzzeitstromfestigkeit (1 s) von 50 kA bis 120 kA genutzt.

• • Schienenverteiler für mittlere Leistungen

werden hauptsächlich für die Stromverteilung in industrielle Bereichen mit einer Vielzahl von kleinen bis mittleren Verbrauchern mit einem Nennstrom im Bereich von 25 A bis 250 A genutzt. Beispiele hierfür sind u.a. Metallbe- und Metallverarbeitungsfirmen, Kunststoffspritzereien, Geräte- und Apparatebau oder Gewerbehallen. Weiterhin sind sie für die Stromverteilung in Gebäuden wie z.B. mittelgroße Büro- und Verwaltungsgebäude, Einkaufszentren, Warenhäusern, Hotels, Hochschulen oder Krankenhäusern im Einsatz. Häufig werden Schienenverteiler mittlerer Leistung als nächsttiefere Verteilebene von Schienenverteilern der Hauptstrom-Verteilung über Abgangskästen eingespeist. Schienenverteiler in diesem Anwendungsbereich haben Bemessungsbetriebsströme von 160 A bis 1000 A bei einer geprüften Bemessungskurzzeitstromfestigkeit (1 s) von 4,5 kA bis 37 kA.

• • Schienenverteiler für kleine Leistungen

werden hauptsächlich für die Stromverteilung in gewerblichen Bereichen mit einer Vielzahl von kleinen Verbrauchern mit einem Nennstrom von 10 A bis 63 A, wie z.B. Werkstätten mit Werkzeugmaschinen, Autowerkstätten, Handwerksbetriebe verwen-det. Weiterhin sind sie für die Stromverteilung in Gebäuden, wie z.B. Baumärkten, Einkaufszentren oder Möbelhäusern im Einsatz. Häufig werden Schienenverteiler kleiner Leistung als nächsttiefere Verteilebene von Schienenverteilern mittlerer Leis-tung über Abgangskästen eingespeist. Schienenverteiler in diesem Anwendungs-bereich haben Bemessungsbetriebsströme von 40 A bis 160 A bei einer geprüften Bemessungskurzzeitstromfestigkeit (1 s) von 0,5 kA bis 2,8 kA.

Das Verteilungskonzept mit Schienenverteilern gilt insbesondere auch für die senk-rechte Verteilung.

Die Schienenverteiler bieten sich hier als praktisch optimale Lösung mit 2-3 Ab-gangsstellen pro Ebene an, um die entsprechenden Etagenverteiler in den Ebenen einzuspeisen. Die Steigleitungs-Schienenverteiler-Elemente werden für diesen Anwendungsfall sogar speziell mit integrierten Brandabschottungen nach DIN 4102, Teil 9 mit „Allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung“ des Deutschen Institutes für Bautechnik in Berlin hergestellt und geliefert.

Schienenverteiler erfüllen besonders die Anforderungen der Betreiber hinsichtlich:

• • flexibler Veränderungen und Erweiterungen der Verbraucherstandorte mit minimalen Installationsarbeiten angesichts der hohen Anzahl steckbarer Abgangsstellen,
  • Zuverlässigkeit und Betriebskontinuität, da der sichere Anschluss von Abgangskästen bei eingeschalteter Anlage möglich ist.
• Schienenverteiler für Beleuchtungsanlagen

Für Beleuchtungsanlagen stehen Schienenverteiler ohne oder mit tragenden Gehäu-sen zur Auswahl.

Beleuchtungs-Schienenverteiler mit tragenden Gehäusen bestehen aus zwei oder drei Meter langen Elementen, die mit Schnellverbindungs-Kupplungen mechanisch und elektrisch in einem Arbeitsschritt miteinander verbunden werden. Die Schienenverteiler werden mit Ketten oder Stahlseil vom Gebäude abgehängt. Jedes Schienen-element hat in regelmäßigem Abstand von 0,5 oder 1 Meter Abgangsstellen für Abgangsadapter, mit denen die am System angehängten Leuchten angeschlossen werden. Die Schienenverteiler sind mechanisch stabil und für einen oder zwei 25 A- oder 40 A-Stromkreis(e) ausgelegt. Die Einsatzmöglichkeiten sind aufgrund der hohen Schutzart IP 55 sehr universell und reichen von Industrie-, Gewerbe- und Lagerhallen bis hin zu Super- und Baumärkten.

Neben den Anwendungen für Beleuchtungsanlagen wird diese Schienenverteilerausführung auch für die Versorgung von Steckdosen-Bodentanks in Doppelfuß-böden von Bürogebäuden eingesetzt.

Für Beleuchtungsanlagen, bei denen die Leuchten bereits vom Baukörper getragen werden, steht ein flexibler Schienenverteiler mit regelmäßigen, bereits positionierten Abgangsstellen zur Auswahl. Der flexible Schienenverteiler wird dann mit speziellem Systembefestigungsmaterial (für eine Vielzahl von Befestigungsmethoden erhältlich) am Baukörper befestigt. Die Leuchten werden mit einem Abgangsadapter angeschlossen. Eine wesentliche Anwendung von flexiblen Schienenverteilern sind Be-leuchtungsanlagen, die in die abgehängte Zwischendecke integriert sind. Die sehr kostengünstigen Schienenverteiler werden auf entsprechenden Trommeln geliefert.

Schienenverteiler-System

Schneider Electric bietet eine vollständige Baureihe von Schienenverteilern an (siehe Abb. E58 bis Abb. E61)

• Canalis KT Schienenverteiler für hohe Leistungen (800 bis 5000 A)
• Canalis KS Schienenverteiler für mittlere Leistungen (100 bis 1000 A)
• Canalis KN Schienenverteiler für kleine Leistungen (40 bis 160 A)
• Canalis KBA und KBB Schienenverteiler für Beleuchtungsanlagen (25 bis 40 A)

Vergleich der Merkmale von Kabelinstallationen und Schienenverteilerinstallationen

Für die Versorgung von Verbrauchern in Industrie und Gebäuden ergeben sich grundlegend drei Versorgungsmöglichkeiten: 1. Zentraler Anschluss der Verbraucher von der Hauptverteilung aus mit Kabel, Leitungen und Kabeltragsystemen. 2. Anschluss der Verbraucher mit Kabel, Leitungen und Kabeltragsystemen von einer oder mehreren Unterverteilungen. Die Unterverteilungen werden von einer Hauptverteilung aus eingespeist. 3. Anschluss der Verbraucher an eine dezentrale Energieverteilung mit einem oder mehreren Schienenverteilersträngen.

Die Versorgungsmöglichkeiten 1 und 2 sind Kabelinstallationen, stehen sich daher vom Grundaufbau mit Kabel und Kabeltragsystemen sehr nahe. Die Versorgungs-möglichkeit 3 ist eine typische Schienenverteilerinstallation. Beide Installationsarten sind in der Vergleichstabelle nach technischen Merkmalen gegenübergestellt.

Merkmal	Kabelinstallation Kabel, Leitungen und Tragsysteme)	Schienenverteiler-Installation
Verteilungs-Art	Zentrale Verteilung elektrischer Energie mit Haupt- und Unterverteiler Nutzen: jeder Verbrauch erhält seine Energieeinspeisung	Dezentrale Energieverteilung mit Schienenverteiler Nutzen: jeder Verbrauch erhält seine Energieeinspeisung
Normen	Kabel und Leitungen müssen entsprechend Verlege-arten, Häufungen und Umgebungstemperatur auf Strombelastbarkeit sowie auf Kurzschlussfestigkeit und Spannungsfall ausgelegt und ausgewählt werden. Wichtige zu beachtende Normen: DIN VDE 0100-520, DIN VDE 0298-4	Der Bauartnachweis von Niederspannungs-Schaltgeräte, kombinationen nach IEC 61439-6 (VDE 0660-600-6) um- fasst die Überprüfung folgender technischen Merkmale: - Nachweis der der Festigkeit von Werkstoffen und Teilen - Nachweis der Schutzart von Gehäusen - Nachweis der Luftstrecken - Nachweis der Kriechstrecken - Nachweis der Durchgängigkeit der Verbindung zwischen Körpern des Schienenverteilersystems und Schutzleiterstromkreis - Nachweis des Einbaus von Betriebsmitteln - Nachweis der inneren elektrischen Stromkreise und Verbindungen - Nachweis der Anschlüsse für von außen herangeführten Leiter - Nachweis der Isolationseigenschaften - Nachweis der Kurzschlussfestigkeit - Nachweis der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) - Nachweis der mechanischen Funktion - Nachweis des Widerstandes gegen Brandausbreitung - Nachweis der Feuerwiderstandsdauer von Schienenverteilereinheiten mit Brandabschottung
Netzaufbau/ Platzbedarf	Große Häufungen von Kabel und Leitungen im Bereich der Einspeise-Verteiler. Hoher Platzbedarf durch viele parallelverlaufende Kabel auf den Kabeltragsystemen; entsprechende Verlegungskriterien (Verlegearten, Häufungen, Biegeradien) müssen beachtet werden. Große Verteilerschränke aufgrund der zentralen Anordnung der Schutzorgane und Abgangs-Anschlüsse.	Ein geringerer Platzbedarf erhöht die Nutzfläche und somit die Wirtschaftlichkeit in einem Gebäude
Flexibilität im Betrieb/ Nachrüstbarkeit Sicherheitsaspekt bei Nachrüstungen)	Das Verlegen zusätzlicher Kabel von dem zentralen Verteiler ist aufwendig (Kosten!). Vor der Verlegung zusätzlicher Kabel sind die Ver- legungsbedingungen (VDE0298 Teil 4) zu prüfen. Eine ungeprüfte Nachbelegung bestehender Kabel- tragsysteme kann Brandgefahr bedeuten, da evtl. die Reduktionsfaktoren bei Kabelhäufungen nicht beachtet wurden.	Schienenverteiler garantieren die höchstmögliche Flexibilität: - Freie Abgangsstellen können beliebig belegt werden. - Abgangskästen können sicher bei unter Spannung stehendem Schienenverteiler gesteckt oder gezogen werden. - Es sind weniger Betriebsunterbrechungen oder Wochenendarbeiten notwendig. Ein korrektes Schutzorgan in der Einspeisung schützt wirksam gegen Überlast. Korrekte Schutzorgane in Abgangskästen schützen den Abgang wirksam gegen Überlast. Eine Brandgefahr ist so gut wie ausgeschlossen.
Übersichtlichkeit/ Erscheinungsbild	Zentral im Verteiler: Die Zuordnung Verbraucher zum Schutzorgan ist nicht unmittelbar nachprüfbar. Man muss sich auf die Richtigkeit der Beschriftungen von Kabeln, Schutzorganen und Verbrauchern verlassen. Die Gefahr von Fehlschaltungen ist möglich. Ausführungs-Qualität und Erscheinungsbild der Kabeltrassen- und der Kabelverlegung ist sehr ab-hängig von der Sorgfalt der ausführenden Elektro- fachfirmen.	Die Ausführungs-Qualität ist weitgehend schon durch den Schienenverteiler-Hersteller vorgegeben. Aufeinander ab- gestimmte Systemkomponenten geben ein einheitliches optisches Erscheinungsbild für moderne, zeitgemäße Fertigungsstätten.
Planung/Projektierung	Aufwendig, jedoch eine allgemeine Gewohnheit	Einfach, jedoch bei vielen zu wenig bekannt und ungewohnt
Wirtschaftlichkeit