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Elektrik - Kabelquerschnitt für Decodereinbau.


SAWE - 15.01.13 19:26
Titel: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Hallo Fachleute,
Ich habe lange im Forum gesucht (vielleicht nicht genau) aber nichts gefunden.
Vielleicht kann mir jemand weiterhelfen, oder mir einen Hinweis geben wo ich eine Antwort finden kann.
Ich möchte meine erste Lok digitalisieren, eine Piko BR 260 mit einem Lenz Gold Maxi +.
Nun zu meiner Frage, welcher Kabelquerschnitt wird für die Verkabelung empfohlen. Ist der Kabelquerschnitt für alle Anschlüsse gleich z.B. auch für den Anschluss für Motoren und Gleisanschluss.
Gruß Sawe
ottmar - 15.01.13 19:38
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Hallo Sawe,

mit 0,55 mm2 bist Du auf der sicheren Seite, gefühlt ist 0.75 mm2 etwas zu starr.


Gruß Ottmar
ateshci - 16.01.13 16:41
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
@sawe
Natürlich muss der Anschluss zur Stromabnahme ( also zu den Radschleifern ) genau en gleichen Querschnitt wie die Motoranschlüsse haben, denn der Motorstrom geht ja da durch. Ansonsten: das ist hier ein Selbstbauforum, vielleicht bist Du mit Deinen Fragen ( Du scheinst in Sachen Elektrik/Elektronik noch einigen Nachholbedarf zu haben ) im z.B. Gartenbahnforum besser aufgehoben. Nichts für ungut...
volkerS - 16.01.13 18:15
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Hallo Sawe,
wie Ottmar schon sagte 0,5qmm ist ausreichend. Wenn du unterschiedliche Querschnitte verwenden willst, ich würde aber abraten, dann zu den Rädern den größten Querschnitt, Motor und gemeinsamer Rückleiter aller zusätzlichen Verbraucher eine Querschnittstufe geringer (0,34qmm) und zu Licht, Raucherzeuger ect. 0,25qmm. Aber wie gesagt, nicht empfehlenswert. Besorg dir in einer Filiale von "C" LiYCY 20x0,5qmm (Nr. 602129) oder 25x0,5qmm (Nr. 602143) da hast du dann 20 bzw. 25 verschiedenfarbige Litzen, was die Verdrahtung erheblich vereinfacht.
Volker
Tonmeister - 16.01.13 22:17
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Liebe Mitleser,

ohne eure Bemühungen kleinreden zu wollen, in dieses Elektroproblem Grund zu bekommen, möchte ich als 'jahrzehntegestählter' Praktiker in der E-Technik (berufsbedingt) und der Großbahnerei (hobby- und familienbedingt) daran erinnern, dass die anerkannte technische E-Lehre uns für jene Problemlösung Hilfswerkzeug in Gestalt einfach zu nützender Formeln bereitstellt. Ja, mehr noch: Die MOROP hat genau unsere/euere Fragestellung in die Norm NEM604 gegossen, so dass (jeder-)man(n) Leitungsquerschnitte nach 'Wünschen und Bedürfnissen' mit Hilfe der linearen Algebra einrichten kann.
Oder:
Bei mir laufen selbst zweimotorige Maschinen lokintern mit Leitungsquerschnitten unter 0,5mm² oder gar 0,75 mm², über die 2,2 kW geführt werden könnten (z.B. Einphasen-Waschmaschinen an 10-A-Netzabsicherungen). Einzelmotoren von Loks verdrahte ich seit Jahrzehnten im Fahrzeug mit maximal 0,14 mm², was bis heute zu keinerlei Schäden geführt hat. Man sehe sich in diesem Zusammenhang jene Litzen an, die die Decoderhersteller ihren Elektroniken anwachsen ließen und lassen, bzw. welche Schraubverbindergröße an Großdecodern von unseren Herstellern vorgesehen wurden und werden. Bernd Lenzens 5-A-Boosterzentrale oder seinen 5A-Booster mit 0,75mm² zu verdrahten, fällt mechanisch bereits nicht ganz leicht und wurde von mir auch nur durch einen kleinen Trick realisiert.

Man kann den von SAWE angesprochenen Sachverhalt also dann durchaus etwas niedriger hängen, als oben erfolgt, wenn man beim Decodereinbau einigermaßen sicher vorzugehen in der Lage ist, also nicht 'erstmal einen deftigen (und gegebenenfalls auch einen Decoder nicht kaltlassenden) Kurzen baut', bevor das Ding dann ernsthaft auf den Gleisen ans Laufen kommt.

Ach ja, viel geredet und wenig gerechnet: Das Normblatt NEM604 mit der Querschnittberechnungsformel (für maximalen Betriebsstrom durch gegebenen Querschnitt bei einem zu definierenden Spannungsabfall) und erklärter Beispielrechnung findet ihr auf der entsprechenden Miba-Seite:

http://www.miba.de/morop/nem604_d.pdf

Anhand der mitgeteilten Formel lässt sich beispielsweise die maximale Leitungslänge einer 0,14 mm²-Litze bei einem Maximalstrom von 3 A, einem Spannungsabfall von maximal 0,5 V und dem üblichen Kupferleitwert zu etwa 1,3 Metern (!) bestimmen, wobei unter maximaler Belastung in der Leitung kurzzeitig 1,5 W in Wärme umgesetzt werden. Bei einer Stromaufnahme von 6 A, mit der man schon an amerikanische Decoder oder Selbstbaulösungen zu denken hat, kann man noch mit einer Leitungslänge von 0,65 m und einer Verlustwärme von 3 W rechnen. Die derlei Malträtierungen andauernd wegsteckenden Lokomotivmotoren bzw. Normaldecoder möchte ich allerdings erst noch sehen.

In einem Drehgestell eingebaute Motoren, die 120 W aufnehmen (20 V x 6 A), sollte man bereits umsichtiger behandeln, weil deren Abwärme im sommerlichen Dauerbetrieb zu Fahrzeugschäden führen kann, die namentlich im Freien durchaus länger unentdeckt bleiben. Wir haben hier also bereits die Dimension des Sonderfalles erreicht.

Hans-Joachim
volkerS - 17.01.13 06:26
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Hans-Joachim,
Morop-Norm 604 bezieht sich auf Anlagenverdrahtung. Dabei hat man es mit statischen Verlegebedingungen zu tun. Und 10% Spannungsaball? Kurzzeitige Wärmebelastungen auf Leitungen sind mir neu. Solange Strom fließt, entsteht Wärme.
Volker
Tonmeister - 17.01.13 10:36
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Lieber Volker,

dein Einwand ist mir selbstverständlich klar. Nachdem es sich aber innerhalb und außerhalb der Fahrzeuge um dieselbe, naturgesetzlich gebundene E-Technik handelt, treffen die NEM604-Angaben natürlich auch für die Fahrzeugverdrahtung zu.

Da dort aber weit geringere Kabellängen anfallen, die Belastungen -wie im Beitrag bereits anklingend- wesentlich weniger gleichförmig und hinsichtlich ihres Maximalwertes sehr genau berechenbar sind, treten (über der Zeitachse integriert) geringere Belastungen als in der Anlagenverkabelung auf. Ich versuchte das am Beispiel der den Decodern ab Werk angewachsenen Kabel zu verdeutlichen.

Dass die von MOROP angegebene, in der 'Technischen E-Lehre' eines ersten TU-Semesters fällige Formel auch an deine unmittelbaren Anforderungen an den Spannungsabfall anzupassen ist, versteht sich seinerseits von selbst. Setze also anstelle von 0,5 V beispielsweise 0,1 V an und du weißt, wie sich ein Kupferleiter unter diesen verschärften, ansonsten aber identischen Bedingungen verhält. Man sollte sich allerdings auch und gerade bei Wechselspannungen höherer Frequenz (die digitale Arbeitsspannung auf dem Gleis ist diesbezüglich eine solche) keine Illusionen über die mittleren (AC-)Widerstände der Gleisverbindung von der Einspeisung über den Schienenweg, die teiloxidierten Berührungspunkte Lokrad/Schleifer, den Schleiferübergang zwischen Rad und Fahrzeugelektrik/-elektronik (er ist zumeist als federnder Kupferkohlestift ausgeführt...) und die fallweise zu gewärtigenden Steck- und Schaltverbindungen in der Lok bis zum Decoder machen. Da fällt weit mehr ab als bei 40 cm Leitungsverbindung durch den materialbedingten Leitwert und den minimalen (AC-) Innenwiderstand des Leiters möglich.

Anderersets bleibt es jedem Bahner natürlich selbst überlassen, ob ihm eher an einer massiven Leitungsverbindung gelegen ist, um ohne fachliche Erwägungen auf der sicheren Seite zu bleiben. Mir jedoch geht es darum, aufzuzeigen, wie mit fachlich einwandfreien Überlegungen der Verdahtungsaufwand sachdienlich, also elektrotechnisch und modellspezifisch gering zu halten ist.

Hans-Joachim
ateshci - 17.01.13 11:05
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Dem Beitrag von Tonmeister ist nichts hinzuzufügen, ausser dem hier:
http://www.yachtbatterie.de/de/Installationsmaterial/Kabel.html
Da gibt es einen Rechner für den benötigten Kabelquerschnitt, ab 0,5mm² kann man auch den Spannungsabfall im Kabel ausrechnen.
Im ersten Satz wird das für den Einsatzfall 'Sportboot' angepasste Ergebnis genannt, da sind wegen der mechanischen Beanspruchung ganz andere Mindestkabelquerschnitte im Spiel.
Wichtig ist der im Ergebnis aufgeführte zweite Satz, in der der wirklich benötigte Mindestquerschnitt und die erzeugte Verlustleistung im Kabel angeführt werden.
Beispiel:
10cm Kabellänge mit 5A belastet, Spannungsabfall soll <0,1V bleiben.
Ergebnis:
"Bei Einhaltung des von Ihnen gewählten Spannungsabfalls würde im Kabel eine Leistung von 5W/m in Form von Wärme freigesetzt, der Kabelquerschnitt betrüge dann 0.18mm²."
Heisst also, 0,5W würden auf 10cm Kabellänge verteilt, freigesetzt. Das ist kaum fühlbar.
Es zeigt sich mal wieder, dass die größten Übergangswiderstände und damit auch heißen Stellen an den Lötstellen und Befestigungen auftreten.
ottmar - 17.01.13 13:07
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Hallo Hans-Joachim,

so ganz zustimmen kann ich Dir nicht. Wattzahlen haben für den Leitungsquerschnitt keinen Einfluß sondern die Stromstärke und um direkt beim Thema zu bleiben, wieviel braucht eine Lok wirklich? Ich gehe mal von einem mittleren Getriebe aus mit einem normalen Eisenanker-Motor mit etwa 40 Prozent Wirkungsgrad aus. Dann sind in der Ebene in Behaarung sind bei einer zweimotorigen Lok etwa 0.8 Ampere fällig, - 014mm2 reichen. In einer 3 % Steigung und einem sehr schwerem Zug sind aber mal schnell 2.5 Ampere erreicht und dann ist 0.14mm2 schon etwas knapp. Sicher wird das Kabel nicht verdampfen.

Ganz anders sieht es auf einer Steilrampe mit Zahnrad aus, dort ist die Untergrenze bei 0.5 mm2 - und deswegen meine Anmerkung zur sicheren Seite.


Dort "verbraucht" zum Beispiel meine HGe 4/4 II bei Volllast bis zu 8 Ampere (gemessen), trotz Glockenanker und vollkugelgelagerten Getriebe und Stirnradverzahnung, aber 30 kg Zug nach oben zu wuchten mit richtig Speed braucht halt Power und 0.14mm2 wäre dann schlicht unterdimensioniert. NEM oder MOROP rauf oder runter, wobei runter geht's noch die richtige Metapher wäre.

Gerade hier im Buntbahn-Forum kenne ich eine ganze Menge sehr leistingsfähiger und ultra schwerer Messingloks, und dann sind 0.14 mm2 doch arg grenzwertig. Zu meiner Schande muss ich gestehen, dass ich nicht weiß was eine BR260 ist.


Gruß Ottmar
Regalbahner - 17.01.13 15:18
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Hallo Ottmar,

ottmar hat folgendes geschrieben::
BR260 ist.


da kann ich helfen Sehr glücklich
Piko "Spur G" BR260

Damit ist es allerdings möglich, dass dieser Thread bald auf das Abstellgleis wandert Winke

Viele Grüße
Christoph
coloradorailroad - 17.01.13 18:16
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Hallo miteinander,

nun, es gibt da eine Faustformel, die man getrost anwenden kann, wenn die Leitungslängen so gering sind, dass ein Spannungsabfall noch nicht zum Tragen kommt, also z.B. innerhalb einer Lok:

Querschnitt in mm2 = Stromverbrauch in A / 10 für Dauerbelastung,
Querschnitt in mm2 = Stromverbrauch in A / 20 für Kurzzeitbelastung.

Für den Anschluss eines Bühlermotors, der normal unter 1 A zieht und unter sehr großer Last immer noch unter 2 A, verwende ich 0,09 mm2.

Für die Verbindung Lok-Tender 2 Adern 0,09mm 2 parallel.

Rauchgenerator ebenfalls 2 x 0,09 mm2, alles andere auch 0,09 mm2.

Warum gerade diese Größe? Flachbandkabel, das man einfach in SUB-D-Stecker klemmen kann, erleichtert vieles.

Das praktiziere ich seit Jahren so, und noch nie ist irgendetwas warm geworden.

Und - habt ihr mal den Querschnitt einer Leiterbahn auf einer Platine nachgerechnet? Die löst sich ja auch nicht gleich in Rauch auf . . .

Gruß
Wolfgang
ottmar - 17.01.13 19:26
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Danke Christoph,

das ist ja ne mini Plaste-Lok. Sorry ich nehm alles zurück, 0.14mm2 reichen völlig.

Gruß Ottmar
cp - 20.01.13 18:20
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Bei Modellfahrzeugen mit Stromaufnahme über mehr als eine Achse kann im Fehlerfall der maximale Strom fliessen, den Zentrale oder Trafo liefern.

Angenommen, ein Fahrzeug entgleist auf einer Weiche, so dass die Pole bzw. Schienen über eine Radseite des Fahrzeugs kurzgeschlossen werden. Dann gibt es drei Möglichkeiten:

1) die zum Brücken der Stromabnehmer verwendete Litze wirkt als Sicherung und schmilzt sofort durch

2) die Litze ist auf den Maximalstrom ausgelegt so dass die Überstromsicherung in der Zentrale auslöst

3) der Kurzschlussstrom liegt aufgrund von Übergangs- und Leitungswiderständen unter der Ansprechschwelle der Überstromsicherung und leider ist die Litze zu dick und brennt nicht durch, sonder fängt an zu glühen.

Der letze Fall wird dann zu einem Kabelbrand in dem Fahrzeug führen

Auch wenn es verlockend ist bei kleinen Leistungen mit dünner Litze zu arbeiten. Entweder gehören auf jede Seite bei n Kontaktstellen (mit n > 1) mindestens n-1 Sicherungen in die Zuleitungen von den Stromabnehmern zum Knotenpunkt oder die Verdrahtung bis zum Knotenpunkt wird auf den maximalen Strom ausgelegt, den üblicherweise eine Zentrale liefern kann.

Tante Edit hat gerade noch eine Tabelle mit Richtwerten im www gefunden.

PS: Bei der Verdrahtung zum Motor hilft ein Blick in das Datenblatt. Stw. Kurzschlussstrom. Falls mal das Getriebe blockiert oder die Lok überlastet wird dann ist das der Strom, der im worst case über den Motor fliessen kann. Die Verdrahtung sollte dafür ausgelegt sein. Bei Parallelschaltung von Motoren addieren sich die Ströme.
SAWE - 30.01.13 23:31
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Danke für eure Infos, sie haben mir sehr weiter geholfen.
Gruß Sawe
mat-spur1 - 02.02.13 07:21
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Hallo zusammen!
Zu cp's Beitrag: stimmt. Das bedeutet aber:
Die stromfuehrenden Raeder jeder Seite sollten untereinander mit grossem Querschnitt (0,5 mm2 oder mehr) verbunden sein. Der Rest (Decoder, Motor usw) geht in duenn (s.o.).
Gruss
Matthias
gerd23029 - 07.03.16 20:57
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Hallo zusammen!
Ich lehne mich da an die VDE 100 an, wo z.B. bei 1,5mm² eine Absicherung von 16A gefordert ist. Daraus folgere ich für uns 1/10A = Aderquerschnitt. Die 12V Versorgung meiner Gartenbahnanlage (Beleuchtung, Weichenantriebe) habe ich in mehrere Stromkreise aufgeteilt und wegen der 0,35mm² Endanschlußleitungen mit 3A Kfz Sicherungen abgesichert.
In meinen Echtdampflokomotiven habe ich Multifuse-Sicherungen, von Conrad 551295, 1,35A für die 0,14mm² in die Fernsteuerung eingebaut. Diese unterbrechen beim doppelten Strom und setzen sich nach Abschaltung zurück. Brauchen also nicht ausgewechselt zu werden. Also ein unkomplizierter Schutz vor Leitungsbrand.
In meiner C19 von Bachmann habe ich diese Sicherungen in den Stromabnehmerzuleitungen der einzelnen Dreh- und Fahrgestelle gefunden. Als ich als Gastfahrer mit meiner 3truck-Shay entgleiste, reichte der Kurzschlußstrom nicht zur Anlagenabschaltung aus. Folglich rauchte die Lok, wo Sie nicht rauchen sollte. Bei meinem neuesten Projekt baue ich die 1,35A Sicherungen in alle Zuleitungen von den Dreh- und Fahrgestellen ein.
Sicher ist sicher.
Gruß Gerd
gerd23029 - 03.02.17 21:21
Titel: Re: Kabelquerschnitt für Decodereinbau.
Hallo zusammen!
Kürzlich bin ich bei Massoth ( http://www.massoth.de/index.de.html ) unter "Produkte-Zubehör" auf einen Baustein mit elektronischen Sicherungen aufmerksam gemacht worden. Dieser Baustein sicher für "Lötunkundige", aber besser als nichts. Ob die abgefackelte Lok nun durch einen Leitungsbrand zerstört oder werbewirksam mit einem Brenner nachgeholfen wurde, sei dahingestellt.

So sah es bei mir nach dem, im vorherigen Beitrag berichteten Unfall mit der 3track-Shay so aus. In dem Bündel gab es auch mal einen grauen Draht. Auch die Radstromabnehmer hat es getroffen. Ärgerlich genug. Verdrehter Teufel
So gesehen macht es Sinn, bei Neuverkabelungen solche Sicherungen einzubauen und vorhandene Fahrzeuge nachzurüsten. Neben den Lok´s auch an schienenstrom beleuchtete Wagen denken. Die von Conrad angebotenen Multifsesicherungen von Bourns (https://www.conrad.de/de/multifuse-sicherung-strom-i-h-135-a-30-v-89-mm-bourns-mf-r135-1-st-551295.html 1,35A) gibt es von 0,1 bis 9A.
Wenn wir schon bei Querschnitten sind, möchte ich Euch noch eine Berechnungsformel für längere Leitungen und Kabel, besonders auch für Anlagen mitgeben.
Der spezifische Leitungswiderstand von Kupfer ist 0,0176Ohm auf einem Meter Länge bei einem Quadratmilimeter Querschnitt. Der Widerstand eines Leiters (Leitung/Kabel) in Ohm errechnet sich folgenermaßen: 0,0176 * Länge (in Metern) / Querschnitt (in mm²). Der daraus resultierende Spannungsabfall, also die Spannung die dann nicht mehr am Verbraucher ankommt, errechnet sich wie folgt: Widerstand (in Ohm) * Strom (in Ampere). Hier Hin- und Rückweg beachten, also Kabellänge *2.
Gruß Gerd

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