RE: Meine Anlagen-Verdrahtung

#1 von basteljero , 16.12.2020 12:32

Moin,
Abseits hitzig geführter Diskussionen möchte ich in diesem Beitrag kurz meine Anlagen-Verkabelung
vorstellen.
(Nach einem Umzug ersetze ich die 0,14 mm Leitungen für den Fahrstrom derzeit durch stärkere)
Zunächst einige links, die mir dabei geholfen haben:
[l1]
http://www.der-moba.de/index.php/Fahrstromverdrahtung
Hier sind viele nützliche Infos in kurzer Form zusammengetragen.
[l2]
viewtopic.php?f=21&t=91023
Hier wird das Thema "Kabelbrand behandeln.
[l3-1]
https://www.linzi.hu/Katalogus/2008-2009...llgemein%29.pdf
[l3-2]
https://www.lappkabel.de/fileadmin/catal...onstabellen.pdf
Allgemein gehaltene Strombelastbarkeits-Tabellen "quer durch div. VDE-Normen"
(die füllen ganze Regalwände...)
[l4]
https://www.redcrab-software.com/de/Rech...tungswiderstand
(Ein einfacher Online-Leitungswiderstands-Rechner)
[l5]
viewtopic.php?t=136583
"Stromaufnahme von Loks messen"
[l6]
https://www.maerklin.de/fileadmin/media/...ik-Tipp-201.pdf
Märklin-Tipp 201 (analoges Fahren)
[l7]
http://www.modellbau-wiki.de/wiki/Booster
Abschalt-Ströme von Boostern
[l8]
https://de.wikipedia.org/wiki/Kupferkaschiertes_Aluminium
"CCA-KupferkaschierteAluminium-Leitung"

Zunächst folgende Überlegung :
Ein Strom, der durch einen Leiter fließt, erzeugt in diesem Wärme.
Die berechnet sich einfach : [1] Leistung = Spannung x Strom (P = U x I )
Nimmt man das Ohmsche Gesetz [2] Strom = Spannung durch Widerstand ( I = U/R)
kann man das umformen ( U = I x R ) und "U" in [1] ersetzen :
[1+2] P = I x I x R = I² x R
Fazit:
-Verdopple ich den Strom, vervierfacht sich die Wärmeleistung im Leiter
-Die Versorgungsspannung interessiert hier zunächst nicht.
Beleuchtung
Bei der Beleuchtung habe ich den maximal fließenden Strom durch Vorwiderstände begrenzt, die
auf einer Verteilerplatte angeordnet sind. Die Litzen von den üblichen LED-Beleuchtungn sind ja extrem dünn.
Da aber auch der fließende Strom kein ist (so 10 mA pro LED) fällt kaum Spannung an den Vorwiderständen ab.
(Meine LED-Beleuchtung: https://stummiforum.de/viewtopic.php?f=2...206499#p2206499)
Fahrstrom
Schwieriger wird's beim Fahrstrom, hier gehe ich vom maximal zulässigen Strom meiner "Spielzeug-Trafos" aus:
10 A (https://de.wikipedia.org/wiki/Spielzeugtransformator)
Aufgrund der recht beeindruckenden Bilder [l2] und den "Leitungsquerschnitten nach VDE0100" [l1] sowie der Tabelle
("Gruppe1")[l3] wird übereinstimmend ein Querschnit von 0,75 mm² angegeben. Mindestquerschnitt, wohlgemerkt.

Der lässt sich gerade noch an die Lötfahnen meines Märklin-C-Gleises anlöten, ohne dass diese beim Verlegen der
Gleise abbrechen.
Die maximale Entfernung eines Gleises von der CU6021-Unit beträgt maximal 5 m .
Der Leitungswiderstand beträgt bei 2 x 5 m nach [l4] 0,24 Ohm
Im Kurzschlussfall würden 10A fließen, auf 1 m Kabellänge P= I² x R = 10A x 10A x 0,024 Ohm = 2,4W die die Leitung
an die Umgebung abführen muss.
Bei mir fahren kaum mehr als 2 Loks hintereinander auf einem Gleisabschnitt, nach [l5] wohl kaum mehr als 3A
Dann beträgt der Spannungsabfall nach dem Ohmschen Gesetz U = I x R = 3 A x 0,24 Ohm = 0,72 V.
Die Unit spricht übrigens auch jetzt schon, ohne zusätzliche Parallel-Versorgungs-Leitung, zuverlässig bei Kurzschluss an.

Einen überraschenden Wert liefert [l1] : Ganze 3,6 Ohm, gemessen über 10 Gleise !
Ich werde mich daher an die im link[l1] genannten "Eckdaten" halten und etwa alle 1,8m einen Einspeisepunkt vorsehen,
zumal ohnehin Trennstellen vorgesehen sind, zum Auffinden von eventuellen Kurzschlüssen im Fahrkreis.

In [l6] nennt Märklin übrigens einen Wert von 0,19 mm² für Längen unter 5m; 0,75mm² darüber.
Verwendeter Transformator: 32 VA / 16V / 2 A max.
Ob "0,19 mm²" ein Druckfehler ist und "0,14mm"" gemeint sind? Auf jeden Fall zeigt [l3] auf, das hier schon die Belastungs-
grenze der Standardmäßigen Märklin-Kabel erreicht ist.
Und möglicherweise will ich später auch mal einen "60 VA-Booster" nachrüsten, ohne dann auch noch meine
Ringleitung neu verdrahten zu müssen.
Leitung (Nachtrag 2020-12-18)
H05V-K findet durchgehend bei mir Verwendung, man bekommt es recht günstig in verschiedenen Farben.
Kupferkaschierte Aluminium-Leitungen werden unter der Bezeichnung "Echtes CCA-Kupfer angeboten",
scheint mir nicht besonders geeignet zu sein. [l8]

Jens


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RE: Meine Anlagen-Verdrahtung

#2 von Michael Knop , 16.12.2020 14:50

Zitat


https://www.linzi.hu/Katalogus/2008-2009...llgemein%29.pdf
Eine allgemein gehaltene Strombelastbarkeits-Tabelle "qer durch div. VDE-Normen"
(die füllen ganze Regalwände...)




Hi,

schon mal ganz Gut - bis auf das oben Zitierte Regelwerk!

Das geht von einer Netzspannung von 230/400 Volt aus, und dem dort zulässigen Spannungsfall von 3 Volt.

3 Volt Spannungsfall sind, auf der Moba, aber nicht zu gebrauchen .



Viele Grüße, Michael


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RE: Meine Anlagen-Verdrahtung

#3 von basteljero , 16.12.2020 18:54

Hallo Michael,

Zitat
schon mal ganz Gut - bis auf das oben Zitierte Regelwerk!
Das geht von einer Netzspannung von 230/400 Volt aus, und dem dort zulässigen Spannungsfall von 3 Volt.
3 Volt Spannungsfall sind, auf der Moba, aber nicht zu gebrauchen .



Genau deswegen habe ich die allgemeine Herststeller-Information erwähnt:
Sie bezieht sich auf die allgemeine Belastungsfähigkeit gebräuchlicher Leitungen
und nicht auf spezielle Fälle wie z.B. Erdkabel, Hochspannungsleitungen oder ähnliches.

Die 3 Volt geistern in diversen Threads herum, ich hoffte hier davon (und vielem anderen Unsinn) verschont zu bleiben.
Unter 1 Volt habe ich für mich zunächst als groben Richtwert genommen.
Um aber trotzdem mal diese 3 Volt (unsinnigerweise) zu verwenden:
Bei dem 230V - Netz entsprechen 3 V etwa 1,3 % der Netzspannung.
1,3 % der auf 18V heruntertransformierten Spannung entsprechen dann 0,234 Volt
Korrektur 2020-12-17
Gleich dreifache Unkenntnis :
1. Unpassende Norm/Vorschrift genommen 2. falsch angewendet. 3. Spannung mit % verwechselt

[vgl. https://stummiforum.de/viewtopic.php?f=21&t=187252&start=25 Post #31 v. "sebastian_l"]

Aber ein interessanter Punkt:
Da die Netzspannung gewisse Schwankungen aufweist, denen mein "konventioneller" Trafo entsprechend
seinem Übersetzungsverhältnis folgt, lege ich auch keine Armdicken Leitungen um den Spannungsabfall
auf 0,0000X % zu minimieren.

Ein weiterer Punkt:
link [l1] (s.#1) nennt für mein C-Gleis 3,6 Ohm Übergangswiderstand über 10 Gleisstücke.
Länge dieser Strecke mal nachgemessen :
Entspricht in etwa dem in verschiedenen Quellen empfohlenen Abstand zweier Einspeisepunkte (1,5 m - 2 m).
Der größte Widerstand wäre dann in der Mitte. Hier wird dann von beiden Seiten über 2 Schienenwiderstände
von 5 Gleisstücken eingespeist, bei meinem Gleis also jeweils 1,8 Ohm.
Elektrisch gesehen, liegen diese Widerstände parallel, so dass mit der Hälfte, also 0,9 Ohm zu rechnen ist.

Im ersten Post #1 ergab sich für die 2x 5 m -Zuleitung von 0,75 mm² ein Leitungswiderstand von 0,24 Ohm und 0,72 V
Spannungs(ab)fall bei 3 A . Es kämen dann noch 0,9 Ohm x 3 A = 2,7 V hinzu. (sofern die im Internet genannten Werte
für die Übergangswerte der Gleisstücke korrekt sind).

Rückrechnung
Nach [l7] würde ein theoretisch möglicher 9A-Booster wahrscheinlich im Kurzschlussfall meine Dekoder wegpusten.
Deshalb werde ich mich auf die dort empfohlenen 3A beschränken, was nach kurzem Blick in die Tabelle [l3-2] einen
Querschnitt von 0,5 mm² ermöglicht.
Ist Handelsüblich als flexible Litze "H05V-K" in 100m-Ringen und verschiedenen Farben erhältlich sowie verhältnismäßig
preisgünstig. Alle Verdrahtungen (Licht / Bahnstrom / Weichen usw.) lassen sich mit dieser Litze realisieren.
Nur in Sonderfällen, wo starre Leitung besser durch Rohre zu schieben ist ("Burgbeleuchtung auf Berg") Übergang zu starrem
"Y-Draht" mit ähnlichem Querschnitt .
Als Fahrstrom-Ringleitung gelegt, verdoppelt sich bei meiner kleinen und schmalen Anlage praktisch der Querschnitt von 0,5mm².
Der maximale Widerstand von einem Ende zum anderen der Platte wäre bei 2x 5m und 1mm² : 0,18 Ohm
Das war's

Gruß
Jens


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RE: Meine Anlagen-Verdrahtung

#4 von basteljero , 17.12.2020 14:25

Hallo,
Am Ende angekommen, möchte ich kurz auf einige "Fachbegriffe" eingehen, die immer wieder gerne heiß
diskutiert werden. Eigentlich unnötig, denn sooo schwer ist das gar nicht

Strom:
Die "gerichtete" Bewegung von Elektronen. gemessen in "Ampere", die Einheit ist das A
Je mehr Elektronen Fließen, desto größer die Sichtbare Wirkung, z.B. ein Glühlämpchen, welches umso
heller leuchtet, je mehrStrom fließt

Spannung:
Das ist der Potentialunterschied, der erforderlich ist um überhaupt Elektronen fließen lassen zu können.
Gemessen in Volt, die Einheit ist das U
Wird oft mit dem Wasserstand in einem Stausee verglichen, was gar nicht so verkehrt ist:

Widerstand:
Das ist wie der Name schon sagt ein Widerstand, der sich dem Strom entgegenstellt.
Gemessen in Ohm , die Einheit ist das große griechische "Omega"
Gut beim Lämpchen : Dann kann es leuchten. Schlecht bei meiner Leitung:
die wird warm.

Georg-Simon Ohm hat herausgefunden : I = U / R

Leistung
Von der Energie her abgeleitet, genaueres bei "wikipedia
Gemessen in Watt, Einheit ist das "W""

Wichtige Formeln: P = U x I; P = U² / R ; P = I² x R
Beispiele (in Zusammenhang mit den Beiträgen)

1)
Ein Draht hat auf 1m Länge einen Widerstand von 2 Ohm, es fließt ein Strom von 10 Ampere
Es entsteht eine Leistung von P = I² x R = 10 A x 10 A x 2 Ohm = 200 W :
Der Draht glüht, seine PVC-Isolierung schmilzt, die Anlage ???
2)
Der Draht hat einen Widerstand von 0,02 Ohm, der Strom ist ebenfalls auf 10 A begrenzt.
Es entsteht eine Leistung von 10 A x 10 A x 0,02 Ohm = 2 Watt
Die Wärme am Draht ist kaum zu fühlen.

Zwischen 1 und 2 mächtig Potential herumzustreiten

Gruß
Jens


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RE: Meine Anlagen-Verdrahtung

#5 von basteljero , 19.12.2020 23:43

Hallo,
Schienenwiderstand C-Gleis nach 20 Jahren

Das "Ende der Fahnenstange" doch noch nicht erreicht.
Nach überaus interessanten Diskussionen über die Bemessung von Leitungen hier im Forum mal den
Widerstand vom meinem Märklin C-Gleis gemessen :
Die Gleise (gerade Gleisstücke) waren nach Verkleinerung der Anlage über und stammen überwiegend
aus dem Jahre 2001. ( Wie doch die Zeit vergeht...)

4 Strecken mit jeweils ungefähr 2m (+- 3 cm) zusammengesteckt, für jede Messung an einem Ende ein
Gleisstück mit einer Kurzschlußbrücke zwischen Schiene und Mittelleiter angesteckt.
Am anderen Ende dann den Widerstand zwischen Schiene und Mittelleiter gemessen mit Multimeter.

Sehr unterschiedliche Werte, auch stark abhängig vom Bewegen der Schienenstränge.
Günstigstenfalls 12 Ohm, meist um 24 Ohm.
Das macht mit sehr viel Wohlwollen 4 Ohm / m als Rechenwert für mein 20 Jahre altes Märklin C-Gleis.

2 x 1m 0,5 mm² Cu-Leitung hat 0,07 Ohm.
Da erscheint die ganze vorherige Rechnerei mit den Zuleitungs-Widerständen unterschiedlicher Querschnitte
schon fast absurd. Die alte Schiene ist das Problem!

Fazit:
Wo immer auch Gleisstücke wieder hochgenommen werden, wird jetzt eine neue Einspeisung gemacht.
Ziel ist, nach jedem Meter eine Einspeisung zu haben.

Jens


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RE: Meine Anlagen-Verdrahtung

#6 von joachimkr , 27.12.2020 18:52

Hallo zusammen,

Das Thema sollte man vertiefen, um 2 Punkte.

1. Maximalstrom
2. Digitale Signalqualität

Zu 1.: Manche Artikel haben Schleifer an den Gleisrädern, um den Fahrstrom aufzunehmen.
Diese Schleifer sind manchmal aus Stahl, sowie dünn. Wenn der Zug entgleist, dann Strom von Gleisrad links nach Gleisrad rechts fließt, sind diese Stromabnehmer / Federn verbrannt, lange vor Abschaltung. Ergo: Nie mehr als 3 bis 4 Ampere zur Verfügung stellen. Aber auch umgekehrt:
Bei Märklin K Gleis ist der Mittelpunktleiter aus einer Eisenlegierung mit hohem Widerstand. Ist die Strecke zu lang, löst die Sicherung nicht aus. Für C Gleis ist das ähnlich, sowie jede Form von Flexgleis.

Zu 2.: Große Anlagen (> ca. 10 m Kreis-Strecke) bilden große Spulen aus. Der Grund ist der Abstand der Schienen. Dem kann entgegengewirkt werden, indem man (auch wegen 1.) Abschnitte getrennt versorgt und die Leitungen dahin verdrillt, und zwar recht eng. Alter Trick, hoch bewährt. Niemals nur 1 Draht führen.

So, jetzt habe ich meinen Senf dazugegeben!

Gruß,
Joachim


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RE: Meine Anlagen-Verdrahtung

#7 von Michl581 , 27.12.2020 21:56

Zitat

Hallo,
Schienenwiderstand C-Gleis nach 20 Jahren

Das "Ende der Fahnenstange" doch noch nicht erreicht.
Nach überaus interessanten Diskussionen über die Bemessung von Leitungen hier im Forum mal den
Widerstand vom meinem Märklin C-Gleis gemessen :
Die Gleise (gerade Gleisstücke) waren nach Verkleinerung der Anlage über und stammen überwiegend
aus dem Jahre 2001. ( Wie doch die Zeit vergeht...)

4 Strecken mit jeweils ungefähr 2m (+- 3 cm) zusammengesteckt, für jede Messung an einem Ende ein
Gleisstück mit einer Kurzschlußbrücke zwischen Schiene und Mittelleiter angesteckt.
Am anderen Ende dann den Widerstand zwischen Schiene und Mittelleiter gemessen mit Multimeter.

Sehr unterschiedliche Werte, auch stark abhängig vom Bewegen der Schienenstränge.
Günstigstenfalls 12 Ohm, meist um 24 Ohm.
Das macht mit sehr viel Wohlwollen 4 Ohm / m als Rechenwert für mein 20 Jahre altes Märklin C-Gleis.

2 x 1m 0,5 mm² Cu-Leitung hat 0,07 Ohm.
Da erscheint die ganze vorherige Rechnerei mit den Zuleitungs-Widerständen unterschiedlicher Querschnitte
schon fast absurd. Die alte Schiene ist das Problem!

Fazit:
Wo immer auch Gleisstücke wieder hochgenommen werden, wird jetzt eine neue Einspeisung gemacht.
Ziel ist, nach jedem Meter eine Einspeisung zu haben.

Jens



Hallo zusammen,

ich bin noch Anfänger und fange gerade an eine Märklin C-Gleisanlage aufzubauen, teils auch mit älterem Gleismaterial (ca. 15 Jahre). Nach diesem Beitrag stellt sich für mich die Frage: Sollte man die C-Gleise über die vorhandenen Anschlusslaschen zusätzlich zu den Steckverbindern über kleine Kabel verbinden, die man z.B. anlötet und gewisse Trennstellen mit Steckern vorsieht, sollte man doch mal einen Gleisabschnitt rausnehmen wollen, oder ist es sinnvoller, ehr mehr Einspeisungen (z.B. ca. alle 1m) vorzusehen?

Als Kabelquerschnitt für die Ringleitung hab ich 1,5 mm² und für die kurzen Gleisanschlüsse dann 0,75 mm². Der Ring an sich hat eine Gesamtlänge von ca. 18 m (ca. 9m längste Entfernung vom Booster).

Grüße Michl


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RE: Meine Anlagen-Verdrahtung

#8 von Martin Lutz , 27.12.2020 22:19

Zitat

Nach diesem Beitrag stellt sich für mich die Frage: Sollte man die C-Gleise über die vorhandenen Anschlusslaschen zusätzlich zu den Steckverbindern über kleine Kabel verbinden, die man z.B. anlötet und gewisse Trennstellen mit Steckern vorsieht, sollte man doch mal einen Gleisabschnitt rausnehmen wollen, oder ist es sinnvoller, ehr mehr Einspeisungen (z.B. ca. alle 1m) vorzusehen?

Als Kabelquerschnitt für die Ringleitung hab ich 1,5 mm² und für die kurzen Gleisanschlüsse dann 0,75 mm². Der Ring an sich hat eine Gesamtlänge von ca. 18 m (ca. 9m längste Entfernung vom Booster).

Grüße Michl


Auf die Anschlusslaschen des C-Gleises kann man auch direkt die 1.5mm2 Litze anlöten, was ich Im Anlagenbau ganz sicher auch tun würde.


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RE: Meine Anlagen-Verdrahtung

#9 von joachimkr , 28.12.2020 00:09

Alle 1 Meter ist übertrieben, sehr übertrieben.
Es hängt davon ab, wieviele Gleiskreise untereinander verbunden sind.
Ein einziges Gleis, dass in irgendeiner Form ohne Spur wechselnde Gleise mit einem Parallelgleis verbunden ist, sollte frühestens alle 3 m eine Einspeisung erhalten, oder noch weiter auseinander.
Aber meist sind ja mehrere Verbindungen vorhanden.
Verdrillen nicht vergessen und Kabelquerschnitt ca 0.75 qmm

P.S. Wer 9m überbrücken muss, der kommt um größere Querschnitte nicht herum. Aus 2 Gründen:
1. Wenn das Kabel (die Gleise sind es sowieso, nach ein paar Metern) zu hochohmig ist, kann es passieren, dass die Überstromsicherung nicht anspricht und alles stark erhitzt wird
2. Die Masse meldenden Rückmelder fangen an, zu spinnen, wenn sie nicht richtig verdrahtet sind (Bei 2-Leiter gibt es ein ähnliches Problem, wenn die Abschnitte zu lang hintereinander gekettet sind)
Bei mir habe ich einen mechanischen Ringaufbau der Module. Daher ist ringsherum eine verdrillte 2.5qmm Ringleitung, von der aus meist verdrillte Abzweigungen an die Gleise gehen.


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