Schutzleiter berechnen (Gebäude und Boot)
Rechnet beide zulässigen IEC-Wege — adiabatisch S = √(I²·t)/k und die vereinfachte Zuordnung nach Außenleiterquerschnitt — und empfiehlt die nächste Handelsgröße. Der Bootsmodus unterscheidet ihn von jedem Gebäude-Erdungsrechner: Auf Booten ist der Rumpf potenzialführend, und fehlerhafte Erdung am Landstrom frisst Anoden, Wellen und Rümpfe.
Die Formeln hinter dem Rechner
Jede Zahl oben ist nachrechenbar: der vollständige Rechenweg, alle Annahmen und die Datenquelle mit Abrufdatum — dazu die Kreuzvalidierung gegen unabhängige Referenzen. Offengelegt statt behauptet.
Sicherheitsrelevante Berechnung. Dies ist eine Schätzung auf Basis der genannten Annahmen. Die finale Auslegung muss zwingend von einer qualifizierten Elektrofachkraft nach den vor Ort geltenden Vorschriften geprüft werden.
Die fachliche Prüfung dieses sicherheitsrelevanten Rechners steht noch aus.
| Schritt | Formel | Wert | Herkunft |
|---|---|---|---|
| Adiabatischer Nachweis | S = sqrt(I^2 * t) / k | 4,4228 mm^2 | Annahme |
| Vereinfachte Zuordnung | S<=16: S | 16<S<=35: 16 | S>35: S/2 | 16 mm^2 | exakt |
- Formel
16<S≤35: 16- Gültigkeitsbereich
- Gebäudemodus: beide zulässigen IEC-60364-5-54-Wege nebeneinander — vereinfachte Tabelle (Referenz: 16 mm² bei 16 mm² Außenleiter) und adiabatische Formel S = √(I²t)/k (Referenz: 4,42 mm² bei 1.000 A / 0,4 s / k=143); k ist NUTZEREINGABE mit Quellenverweis (Normtabellen werden nicht abgedruckt), Empfehlung konservativ auf Normgröße. Bootsmodus: Galvanik-Prüfung aus Rumpfmaterial, Landstrom und Trenner gegen 33 CFR 183 (gemeinfrei) mit verifiziertem ISO-Ausgabestand — Aluminiumrumpf am Landstrom ohne Trenner ist kritisch.
- Nicht abgedeckt
- Erdungskonzepte (TN/TT/IT), Anlagenerder und Potentialausgleich, Blitzschutz, die IEC-k-Tabellen selbst (Nutzereingabe), Streustrom-Korrosion durch Gleichstromfehler, flaggenstaatliche Sondervorschriften.
Häufige Fragen
Welcher der beiden Rechenwege gilt?
Beide sind nach IEC 60364-5-54 zulässig, und der strengere gewinnt: Die vereinfachte Zuordnung (bis 16 mm² gleich, 16–35 mm² fest 16, darüber die Hälfte des Außenleiters) ist der schnelle Tabellenweg; der adiabatische Nachweis S = √(I²·t)/k rechnet die tatsächliche thermische Beanspruchung im Fehlerfall. Bei kurzen Abschaltzeiten liefert die Vereinfachung meist größere Querschnitte — der Rechner zeigt beide und rundet den maßgebenden auf die nächste Handelsgröße.
Woher bekomme ich den Materialbeiwert k?
Aus den Tabellen 54.2 bis 54.6 der IEC/DIN VDE 0100-540 — abhängig von Leitermaterial, Isolierung und Verlegung (im Kabel oder separat). Diese Normtabellen sind urheberrechtlich geschützt und werden hier bewusst nicht abgedruckt (Anhang B11 der Projektspezifikation): k ist deshalb Nutzereingabe mit sichtbarer Annahme-Kennzeichnung. Der Vorgabewert 143 gilt für PVC-isolierte Kupferleiter, die nicht im Kabel verlegt sind — für andere Fälle die Norm oder das Tabellenbuch aufschlagen.
Warum ein eigener Modus für Fahrzeuge und Boote?
Weil die Gebäudelogik dort schlicht nicht gilt: Karosserie und Rumpf sind potenzialführende Konstruktionsteile, es gibt keinen Erder im Erdreich, und beim Boot kommt Salzwasser als Elektrolyt dazu. Die Fragen verschieben sich von „welcher Querschnitt?“ zu „wie sind Schutzleiter, Minus und Rumpf verbunden — und was passiert am Landstrom?“. Genau diese Fragen stellt der Bootsmodus und bewertet das Galvanik-Risiko.
Was macht der Landstrom so gefährlich für Boote?
Der Schutzleiter: Sicherheitsbedingt verbindet er dein Boot mit dem Steg — und damit galvanisch mit jedem Nachbarboot am selben Anschluss. Unterschiedliche Metalle unter Wasser (dein Propeller, des Nachbars Anoden) bilden über diesen Pfad ein Element, und das unedelste Metall opfert sich — schleichend, monatelang, bis Anoden weg sind und Wellen oder Rümpfe angegriffen werden. Ein galvanischer Trenner (Diodenblock) oder ein Trenntrafo unterbricht den Gleichstrompfad, ohne den Personenschutz zu opfern.
Welche Regelwerke gelten auf dem Boot — und was sagt der Rechner dazu?
Maßgebend ist ISO 13297:2020 mit Amendment 1:2022 — seit 2020 vereint sie AC- und DC-Anlagen (die alte DC-Norm ISO 10133 ist darin aufgegangen); dazu in den USA ABYC E-11 und für Benzinmotorboote das US-Bundesrecht 33 CFR 183. Der Rechner nutzt, was frei und legal nutzbar ist: die gemeinfreien CFR-Fakten (Sicherungsabstand ≤ 72 Zoll ab Batteriepol, Mindestquerschnitte AWG 16/18) plus den verifizierten ISO-Ausgabestand als Verweis. Die konkrete ISO-Auslegung bleibt der Norm und der Marine-Elektrofachkraft vorbehalten.
Reicht dieser Rechner für die Abnahme meiner Anlage?
Nein — und das sagt er auch: Er liefert die beiden Norm-Rechenwege, die Handelsgrößen-Empfehlung und im Bootsmodus die Risikobewertung, aber keine Schleifenimpedanz-Messung, keine Selektivitätsprüfung und keine ISO-konforme Gesamtabnahme. Schutzleiter sind Personenschutz: Die finale Auslegung und Prüfung gehört in die Hände einer Elektrofachkraft — auf dem Boot mit Marinequalifikation.
Warum zwei Rechenwege für den Schutzleiter?
Weil IEC 60364-5-54 beide zulässt: die vereinfachte Tabelle (bis 16 mm² Außenleiter gleicher Querschnitt, darüber gestuft) und die adiabatische Formel S = √(I²t)/k. Im Referenzfall verlangt die Tabelle 16 mm², die Formel weist 4,42 mm² nach — die Rechnung erlaubt also den kleineren Leiter, kostet aber den Nachweis mit Fehlerstrom und Abschaltzeit. Die Seite zeigt beide Wege nebeneinander und empfiehlt konservativ.
Woher kommt der Materialbeiwert k — und warum ist er Eingabe?
Aus den Tabellen der IEC 60364-5-54, die je nach Leitermaterial, Isolierung und Anfangs-/Endtemperatur verschiedene k-Werte nennen — 143 gilt für isolierte Kupferleiter (PVC) getrennt verlegt. Die Tabellen sind geschütztes Normwerk und werden hier nicht abgedruckt: k ist Nutzereingabe mit Quellenverweis, dieselbe Disziplin wie beim Belastbarkeits-Rechner. Die Seite weist in jeder Ausgabe darauf hin.
Was unterscheidet den Fahrzeug/Boot-Modus vom Gebäudemodus?
Das Problem selbst: Am Boot geht es nicht um Abschaltbedingungen, sondern um Galvanik. Landstrom verbindet deinen Rumpf über den Schutzleiter mit jedem Nachbarboot — ohne Trenner wird ein Aluminiumrumpf zur Opferanode des Hafens. Der Modus prüft Rumpfmaterial, Landanschluss und Galvanik-Trenner gegen die gemeinfreie US-Vorschrift (33 CFR 183) und den verifizierten ISO-Ausgabestand.
Wie ernst ist die Galvanik-Warnung bei Aluminiumrumpf?
Die ernsteste des Rechners: Aluminium ist unedler als fast alles, was im Hafenwasser hängt — Bronze-Propeller, Edelstahl-Wellen, Kupfer im Schutzleiter. Mit Landstrom ohne Galvanik-Trenner fließt der Strom dauerhaft, und der Abtrag ist kein Wartungs-, sondern ein Substanzthema. Der Rechner stuft das als kritisch ein und nennt den Trenner (oder Trenntrafo) als Voraussetzung.
Ersetzt der Rechner die Erdungsplanung?
Nein — er rechnet den Schutzleiterquerschnitt nach den zulässigen Wegen und prüft die Bootskonstellation auf bekannte Fehlbilder. Erdungskonzepte (TN/TT/IT, Anlagenerder, Potentialausgleich) sind Fachplanung; am Boot kommt die Normenlage der Flagge dazu. Beide Modi sagen ihre Grenzen ausdrücklich.