Zwei unterschiedliche Ströme - Ein gemeinsamer Null-Leiter

[Andi G.]

Hallo,

ich habe ein fünfadriges NYM 1,5mm Kabel für Rollladen, in dem 4 Adern belegt sind. Verteiler <-> UP-Dose für Rollladen <-> Rollladen-Motor

1. L1 - Rollladen hoch
2. L2 - Rollladen runter
3. PE
4. N-Leiter
5. frei

An der UP-Dose würde ich über die freie Ader gerne 5 Volt Gleichstrom haben. Ist etwas schwer mit Gleich- und Wechselstrom an einem N Leiter, daher die Idee zentral einen niedrigen Wechselstrom (z.B. 9 Volt) zu erzeugen diesen dann über einen Gleichrichter zu einem positiven Sinus zu machen und das dann auf die freie Ader zu legen. Dann in der UP Dose mit Glättungskondensatoren, Spannungsregler, usw. auf 5 Volt gehen.

Problem: Wenn ich zentral (Schaltschrank) von 230V auf 9V runtertransformieren, die 9 Volt dann durch einen Gleichrichter schicke und den Plus-Pol dann auf die freie Ader lege kommen bei Verwendung des N-Leiters nur ca. 1 Volt Wechselspannung (!) durch.

Frage: Wie kann ich einen runtertransformierten Wechselstrom (9V) zusammen mit einem nicht transformierten Wechselstrom (230V) über einen N-Leiter fahren?

UP-Netzteil ist wg. Platz und Verlustleistung keine gute Alternative.

Wäre Klasse, wenn jemand eine Idee hätte.

Kurze Erläuterung zum Bild:
- Der Lötnagel, an dem die Masse des Messkopfes des Ozis. angeschlossen ist, ist mit dem N-Leiter verbunden.
- Der eingesetzt Gleichrichter ist ein. B40C1500-W+W.
- Der LN7805 auf dem Bild ist nicht mit den anderen Bauteilen verbunden.

Danke und Gruß
Horst

[AlexAn]

Alternative wäre ein Elektriker der etwas Ahnung von der Geschichte hat.

KNX Kabel ziehen und fertig und nicht sagen du hast kein Leerrohr.
Wenn kein Platz für ein UP Netzteil ist dann wird der Dosenbohrer, Dremel, Multimaster oder sonst was gestartet damit man Platz kriegt.

Was willst du überhaupt mit den 5V/9V?

Sorry das ganze hört sich für mich nach großem Murks an!

[Andi G.]

Falls jemand ein ähnliches Problem hat. Hier die Lösung. Ich werde im Live-Betrieb wg. des Kabelwiderstands mit 12 Volt VAC arbeiten.

Die 5 Volt sind übrigens für einen MCU (ESP8266, ESP32, etc.) für BWM, Luft (Temperatur, Feuchtigkeit, Luftdruck), Helligkeit, etc. Momentan habe ich den den ESP32-EVB von Olimex im Auge. https://www.olimex.com/Products/IoT/...ource-hardware

In der gleichen Dose liegt ein CAT7 Kabel, welches ich dann flexibel für den Datenverkehr nutzen kann. z.B. 4 Adern für 10MBit/s Ethernet und die anderen 4 für z.B. OneWire oder KNX, etc.. Beispiele hier: https://www.mysensors.org/

[Jan W.]

Es hat schon seine Gründe, warum es VDE Normen gibt. Niederspannung und 230V über das gleiche Kabel laufen zu lassen ist nicht zulässig! Gerade bei Motoren mit hohen Einschaltströmen hätte ich außerdem noch Bedenken, dass Spannungsspitzen induziert werden, die den Schaltkreis zerstören könnten.

Wenn Du bis zu dem Punkt bereits ein CAT7 Kabel gezogen hast und noch Adern frei hast, warum nutzt Du das Kabel nicht dafür?

Es ist zwar auch nicht Best-Practice ein Kabel für Ethernet 10/100MBit und 1-Wire oder KNX gleichzeitig zu verwenden, aber da sehe ich kein Problem mit der Sicherheit. Wenn Du bei 1-Wire eine 5V Versorgungsspannung, Data und GND verwendest, was insbesondere bei mehreren Sensoren für einen zuverlässigen und stabilen Betrieb empfohlen wird, dann könntest Du die 5V und GND ebenfalls für den MCU verwenden. Falls Du kein 1-Wire benötigst, aber unbedingt ein KNX Sensor und Ethernet, dann wären auch noch mit 5V und GND genügend Adern vorhanden. Bei kürzeren Kabellängen kann das funktionieren, auch wenn man bei Neuinstallationen sicherlich mehrere Kabel inkl. EIB-Kabel für KNX planen würde.

Gruß Jan

[Andi G.]

Hallo Jan,

danke für deine Antwort. Da ich ein neugieriger Mensch bin interessiert es mich schon, in welche VDE Norm das ist. Hast du hier mehr Informationen?

Meines Erachtens gehört die 230V Spannung zum Bereich der Niederspannung. Du meinst wahrscheinlich das Mischen von Kleinspannung (ELV) (≤ 50 VAC - ≤ 120 VDC) mit Niederspannung (hier 230V). Richtig?

Wann wären denn zwei unterschiedliche Spannungen in einem Kabel VDE konform? Sind 200 VAC und 230 VAC OK? Oder müssen die Spannungen immer gleich sein? Ist es nur eine Sicherungsmaßnahme, um beim Durchmessen von ELV nicht plötzlich auf 230V zu treffen? Oder hat es technische Implikationen?

Warum sollen in einem CAT7 Kabel nicht unterschiedliche Bussysteme laufen können? Jedes Adernpaar ist geschirmt und zwei Adernpaare sind nochmals geschirmt. Welche technischen Problemen sind zu erwarten? Da alles ELV ist, ist es wie du sagst bzgl. der Sicherheit kein Problem, aber was spricht dann dagegen?

Danke und Gruß

Andi

[Jan W.]

Ich meinte natürlich das Mischen von Kleinspannung und Niederspannung. Wie Michael Sommer bereits festgestellt hat, gibt es Ausnahmen, wo so etwas erlaubt ist, z.B. bei einer Anlage. Ich bin jetzt nicht der Experte, der genau beurteilen kann, unter welchen Bedingungen dies gegeben ist.

Sollte nur der Nulleiter z.B. in der Verteilung getrennt worden sein und eine 230V Spannung am Motor anliegen, dann wäre ein gefahrloses Berühren der beiden Eingänge des 9 bzw. 12V Gleichrichters nicht gegeben. Ehrlich gesagt habe ich es überhaupt noch nicht verstanden, warum Du nicht das CAT-7 Kabel für die Versorgung mit 5V nehmen möchtest, denn dann wäre eine saubere Trennung zwischen dem Rolladenmotor mit 230V und den anderen Teilen, die mit ELV betrieben werden ohne Probleme möglich. Alternativ der Vorschlag von Michael Sommer und Volker, ein Netzteil mit 230V dort zu verbauen.

<<Warum sollen in einem CAT7 Kabel nicht unterschiedliche Bussysteme laufen können?>> Dagegen hatte ich keine Einwände und Dir ja sogar empfohlen, die 5V zusätzlich über dieses Kabel zu führen. Wie Du schon erwähnt hast, sind die Adernpaare ja gegenseitig abgeschirmt. Bei Neuinstallationen würde ich allerdings einzelne Kabel für Ethernet, KNX und Bussysteme vorsehen. Dann kann man z.B. die Ethernetkabel sauber auf eine Ethernetdose und ein zentrales Patch-Panel aufklemmen und Bussysteme zum zentralen Verteiler führen.

[Thomas M.]

Und die Idee, 4 Adern für Netzwerk 10 MBit/s und 4 Adern für irgend einen anderen Bus zu verwenden ist auch nicht besonders prickelnd.

Kann mich irgendwie mit der Meinung AlexAn anschließen ... klingt nach einem grossen Murks.

[Andi G.]

Hallo Thomas,

was ist daran nicht "besonders prickelnd"? Welche technischen Probleme sind zu erwarten?

Der zweite Teil deiner Antwort passt nicht zu meiner Frage. Ich kenne allerdings auch den Wunsch von vielen, alles nach den eigenen Maßstäben zu bewerten und dies auch mitzuteilen.

[Michael Sommer]

Es hat schon seine Gründe, warum es VDE Normen gibt. Niederspannung und 230V über das gleiche Kabel laufen zu lassen ist nicht zulässig!

Hallo Jan,
das ist meiner Meinung nach so nicht korrekt und ist unter bestimmten Bedingungen sogar Zulässig.

Wenn man mehrere Stromkreise / unterschiedliche Spannungen in einem Kabel führen will müssen mindestens folgende Bedingungen erfüllt sein:
- Spannungen gehören zur selben Anlage (z.B. eine gemeinsame Verteilung)
- Das Kabel / Leitung muss dafür ausgelegt sein. Die Mantel- und Aderisolation muss höher ausgelegt sein, als die höchste auftretende Spannung in der Leitung.

Eine NYM-Mantelleitung ist somit für die im Beitragsersteller beschriebene Schaltung zulässig.
Sinnvoll ist es meiner Meinung nach nicht und sollte deshalb nur in Ausnahmefällen umgesetzt werden. Immer daran denken, zwei Mantelleitungen haben eine bessere Isolierung untereinander, als zwei Einzeldrähte in einer gemeinsamen Leitung. Auch treten Anschlussfehler mit gemischten Spannungen häufiger auf, als bei getrennter Leitungsverlegung Kleinspannung/Netzspannung.

Störempfindliche Leitungen wie z.B. Busleitungen, Messleitungen (Analog / Digital) gehören immer in getrennten Leitungen geführt.

Gruß Michael

[Michael Sommer]

… ich habe ein fünfadriges NYM 1,5mm Kabel für Rollladen, in dem 4 Adern belegt sind. Verteiler <-> UP-Dose für Rollladen <-> Rollladen-Motor
1. L1 - Rollladen hoch
2. L2 - Rollladen runter
3. PE
4. N-Leiter
5. frei

Hallo,
Ich würde einfach die freie Leitung mit 230V Dauerspannung belegen und die Kleinspannung im Bereich der UP-Dose aufbauen. Eventuell muss man die UP-Dose gegen eine passende Dose erweitern oder man rüstet eine Steckdose in/neben der UP-Dose nach und verwendet ein Steckernetzteil für die Kleinspannungsverbraucher. Letzteres wird vermutlich einfacher sein.
Gruß Michael

[Gast]

Hi,
Genau das, kleines Netzteil das mit dem freien 230V Draht "geschaltet" werden kann, alles andere "ist" Murks.
Man sollte auch mal daran denken, dass vielleicht jemand anderes oder man selbst Jahre später mal irgendwas an dieser Leitung machen muss / will.
Und da würde man einfach solche "Schweinereien" nicht erwarten. Und wenn dann mal versehentlich 230V auf den 5V Zweig gelangen, wird es lustig.

Gruß
Volker

[svethi]

Ich finde es etwas lustig hier ;-). Bin kein Experte der Elektrotechnik und kann zu den Vorschriften jetzt nichts sagen, nach meiner Auffassung gilt eine strikte Trennung. Die Gründe dafür wurden genug erörtert. Ist auch alles erst einmal Nebensache, da die Diskussion eigentlich meine Belustigung ausmacht.
Die Fragestellung an sich impliziert bei mir erst einmal, dass der Fragesteller nicht zu den Elektrikern zu zählen ist. Dann allerdings kommen Schaltungen auf den Plan und ich denke mir, aus welchem Bereich er wohl kommen wird. Dann beginnt die Diskussion und eigentlich einheitlich kommt die Aussage, dass man das so nicht machen sollte. Man streitet sich um VDE, Klein-, Nieder- und Hochspannung und der Fragesteller wehrt sich mit Händen und Füßen gegen die Ratschläge aller Anderen. Dies lässt bei mir die Frage aufkommen, wieso wollte er überhaupt Hilfe haben? ;-)
Mal sehen wie es weiter geht ;-)

Um den Diskussionsstoff noch zu erweitern... ging es bei der Fragestellung nicht um unterschiedliche Ströme auf einem Nullleiter? Nun, dass ist doch eigentlich gar kein Problem und wird überall und ständig so angewandt. Nur halt mit der gleichen Spannung ;-)
Obwohl ganz richtig ist das auch nicht... Wechselspannung, Sinuskurve, Phasenverschiebung ... da hat man ja auch immer einmal Kleinspannung und dann wieder Niederspannung, oder?

Was auf alle Fälle beachtet werden sollte ist die Strömstärke, die auf der 5-Voltseite benötigt wird und ob diese mit dem 1,5mm2 konform sind.

Gruß Sven

[Jan W.]

Ja, mittlerweile wird es lustig. Der Initiator des Threads hatte ja nur nach dem "WIE" gefragt und nicht ob es Sinn macht. Jetzt dreht es sich um ganz andere Themen.

Lt. Post #3 will er ja nur ein paar Sensoren mit 5V betreiben. Da sollte die Stromstärke mit 1,5mm2 das geringste Problem sein.

[Christian Fenzl]

Die unterschiedlichen Spannungen in der Leitung sind wohl erlaubt (sonst wäre DALI im 5x1,5mm auch nicht erlaubt, ist aber ganz üblich).
Machen würd ich's bestenfalls nur im Notfall. Wenn ein CAT daneben liegt, ist's aber kein Notfall.

[Michael Sommer]

In meinem Beitrag 6 habe ich deshalb ja die Vorraussetzungen, wann das Zulässig ist, erläutert.
Gruß Michael

[Jan W.]

Auch ein recht interessanter (neuer) Punkt. DALI verwendet aber für den Bus nicht den N-Leiter, sondern nur die beiden freien Adern (galvanisch getrennt). In der Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Digita...ting_Interface steht explizit, dass SELV nicht gewährleistet ist.

[hismastersvoice]

UP-Netzteil ist wg. Platz und Verlustleistung keine gute Alternative.

Leider schreibst du nicht wie viel Leistung an der Stelle brauchst...
Ich nutze dazu sehr keine Print-Netzteile die nur eine Verlustleistung von <100mW haben.

https://www.voelkner.de/products/501616/AC-DC-Printnetzteil-RECOM-RAC01-05SC-5-V-DC-0.2-A-1-W.html

[Andi G.]

Die Leistung kenne ich noch nicht genau, weil die Anzahl der Sensoren noch nicht final ist. Werde meine aktuelle Testumgebung mal messen. Die Teile sind sehr schön. Danke für den Tipp. Kannte ich noch nicht, weil ich eher bei Reichelt unterwegs bin. Muss wohl mal wieder mehr bei den Wettbewerbers schauen.

Mit 33x22 sind die aber doch noch ein bisschen zu mächtig, vermute ich.

[Hondo]

Andi G. Deine Verbindung am Trafo zwischen N der Primärseite und Sekundärseite halte ich gelinde gesagt für Pfusch. Bei einer Unterbrechung vom N hättest du 230V in deiner Kleinspannung. Desweiteren besteht die Gefahr bei/nach der Klemmstelle am Rollo die Gefahr bei Erdschluss oder zum Außenleiter Brandgefahr. Oder legst du den Kleinspannungsbereich auf hohe Kurzschlussströme aus?


Und ich hoffe du betreibst dein "Rollo runter" nicht mit einen separaten Außenleiter zum "Rollo hoch".

[Andi G.]

Hallo zusammen,

ich habe mich jetzt gegen einen Wechselstrom mit nachgelagertem Gleichrichter entschieden und nehme jetzt Gleichstrom. Ich lege den – Pol des Netzteils auf N und führe den + Pol über die freie Ader.

Ich hatte bzgl. der Stabilität, insbesondere beim Rollladenbetrieb mit Gleichstrom meine Bedenken, doch Tests mit dem Oszi. haben gezeigt, dass die Spannung durch den Rollladen in keiner Weise beeinträchtigt wird. Ist trotz gemeinsamen Null-Leiter sehr stabil.

Ich gehe jetzt mit 24 Volt durch das Rollladenkabel mit dem freien Leiter und konvertierte die Spannung dann auf 5V bzgl. 3,3V. Dazu nehme ich die recht kleinen Traco Konverter (TMR 2410 für 3,3 Volt (500mA) und TMH2405S für 5 Volt (200mA). Die haben sogar eine galvanische Trennung.

Läuft alles sehr stabil und der ESP8266 funkt über Wifi bereits die Werte eines I2C Luftsensors (hier Si7021) mit MQTT.

Ich habe die Platine zum Testen jetzt etwas größer gebaut, aber das finale Platinen-Layout passt locker in eine Standard UP-Dose. Hier muss ich nach den Funktionstests ggf. nochmal tunen.

Gruß und schönes Osterwochenende

[Michael Sommer]

Hallo Andi G.
Du scheinst ein „großer Elektronikbastler“ zu sein. Also ich würde nie auf solch einen Gedanken kommen, einen N-Leiter als gemeinsame Rückleitung mit Kleinspannungmasse (GND) aufzubauen.

Nur zu Deiner Sicherheit:
Die gemeinsame Nutzung des Neutralleiters mit einem Kleinspannungsstromkreis ist unzulässig - Punkt. Ein passendes Zitat aus einer Vorschrift habe ich leider nicht gefunden.

Fakt ist, dass es technisch zwar funktionieren würde, aber deshalb immer noch nicht erlaubt ist. Eine Unterbrechung des N-Leiters vor der Verbindung mit dem GND des Kleinspanungskreises beispielsweise könnte dazu führen, daß der komplette Kleinspannungskreis 230V-Potential annehmen würde.

Gruß Michael

[Jan W.]

Gast Sommer: Die Bedenken zum 230V Potential bei Unterbrechung des N-Leiters hatte ich ja bereits in Post #4.2 geäußert. Da Andi G. trotz aller Bedenken weiterhin viel Mühe für verschiedene Schaltungen aufwändet, bin ich skeptisch, ob ein weiterer Beitrag was ändert. Vielleicht hält er wenigstens andere von solchen Schaltungen ab?

Was mir bei den ganzen Beiträgen von Andi G. immer noch völlig unverständlich ist, ist die Tatsache, dass er dort ein freies Kat-7 Kabel liegen hat, aber dies nicht nutzen will. Warum eigentlich nicht? Selbst Ethernet per Kabel braucht er dort nicht mehr, wenn der ESP8266 WiFi spricht. Bei den geringen Stromstärken für ein paar Sensoren sehe ich kein Problem 5V über ein CAT-7 Kabel zu übertragen.

[Michael Sommer]

Hallo Jan,
Sorry, Deinen Hinweis habe ich entweder überlesen oder zu diesem Zeitpunkt wohl noch nicht so "richtig kapiert". Das Thema hat mich einfach nicht in Ruhe gelassen.
Gruß Michael

[Jan W.]

Kein Problem! Kommentare sieht man ja auch nicht in Tapatalk, so dass gerade bei dem Punkt Sicherheit ein Beitrag mehr nicht schadet. Ich wollte eigentlich auch nur sagen, dass ich skeptisch bin, ob Andi G. doch noch zur Einsicht kommt, dass seine Schaltung nicht gut ist, auch wenn sie im "Normalfall" funktioniert. Wenn es nur den "Normalfall" gäbe, dann bräuchte man auch keinen PE.

[hismastersvoice]

Ich halte die Schaltung auch für höchst kritisch. Deswegen habe ich weiter oben ja die kleinen Netzteile vorgeschlagen.

Habe vor Jahren mal das Haus meiner Schwester renoviert und der Vorbesitzer hat auch so tolle Schaltungen gemacht. Hat mich viele Stunden gekostet bis ich das alles wieder behoben hatte.

Also auch dran denke das andere das auch verstehen sollten was man macht.