Elektrik

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Die Elektrik

An dieser Stelle möchte ich gern auf die Verkabelung von Modulen eingehen.

Der Fremo hat schon 2011 einen Leitfaden für Treffenorganisatoren bzw. Pflichtenheft herausgegeben, in denen Sicherheitsaspekte zum Thema Modulverkabelung beschrieben werden.
Aber auch die Qualität der Kabel und Steckverbindungen sind aus meiner Sicht ein wesentlicher Bestandteil der Personen- aber vor allem der Betriebssicherheit.

Vorschriften

Zunächst in Auszügen, die Vorschriften, die der Fremo zum Thema Personenschutz erlassen hat:

Netzverkabelung 230V

Die 230V-Verkabelung, also Kabeltrommeln müssen abgerollt und das Kabel in großen Schlaufen verlegt werden. Bei größeren Strömen neigen aufgerollte Kabeltrommeln zum Spuleneffekt, das heißt, sie erwärmen sich.
Eine Aneinanderreihung von Mehrfachsteckdosen ist unzulässig.
Alle Leitungen aus der Hausversorgung in das Arrangement müssen mit einen FI (DI)-Schalter abgesichert sein.



elektrische Verbindung der Module

Die elektrische Verbindung der Module erfolgt über 4mm Bananenstecker. Die Farbe ist rot. Jeweils das in Fahrtrichtung rechte Schienenstück hat den Stecker, die andere Seite eine Kupplung an einem Kabel oder eine Buchse.
Beide Seiten mit Buchsen auszustatten, ist nicht mehr zulässig.
Aus meiner Sicht ist die Variante mit beiden Kabel vorzuziehen, da es immer wieder vorkommt, dass die Buchsen zu weit innen im Modul angebracht werden und dann die Kabel des anderen Moduls zu kurz sind.



elektrische Verbindung der Module

Die Kabellängen dürfen nicht unendlich sein. Eine Weitersteckmöglichkeit ist zwar zu begrüßen, z. B. wenn keine Boostereinspeisungen vorhanden sind oder wenn ein Abzweig bedient werden muss.
Aber diese Weitersteckmöglichkeit darf nicht dazu genutzt werden trotz vorschriftsmässig kurzer Kabel unter die 60cm-Ebene zu gelangen.



Fahrstromeinspeisung, Booster und Trafo auf dem Boden

Unterhalb der 60cm-Ebene sind normale Bananenstecker verboten.



Fahrstromeinspeisung, Booster unter Modul und Trafo auf dem Boden

Viele Betriebsstellen haben den Booster unter dem Modul fest verbaut. Auch hier gilt die Verwendung der gesicherten Verbindung unterhalb der 60cm-Ebene.



Der Fremo gibt hier nicht vor, welche Art gesicherter Verbindung hier einzusetzen ist.


Im Folgenden beschreibe ich Beispiele, wie ich diese Forderung umgesetzt habe. Natürlich ist das jedem selbst überlassen. Inzwischen machen das aber viele Betriebstellenbesitzer so wie ich, was den Vorteil bietet, dass man sich zum einen nicht umgewöhnen muss und zum anderen sind wir untereinander uneingeschränkt kompatibel. So können wir uns leicht bei vergessenenen Kabeln aushelfen.

Die Industrie macht es uns hier einfach, kompatible Steckverbindung zu nutzen. Das 4mm-Laborprogramm bietet sogenannte Sicherheitsstecker. Diese haben eine gegen Berührung geschützte Kontaktfläche.

Sicherheitsstecker

Hier habe ich einige Beispiele von Sicherheitssteckverbindungen aus dem 4mm-Laborprogramm aufgeführt. Die Modulnorm schreibt die Farbe Grün zwar nicht vor, aber ich nutze die Farbe Grün konsequent für die Versorgung mit 16V Wechselspannung, also alles was dierekt aus dem Trafo kommt.
Das hat mich schon viele Male vor Überspannungen, Fehlersuche und Kabelverwirrung bewahrt.



Stromterminal unter SBG

Ich nenne das "Stromterminal", hier am Beispiel vom Modul Sonneberg. Das ist eine gebündelte, strukturierte und betriebbsichere Einspeisung verschiedener Signale. Sie besteht im Prinzip nur eine Alu-Leiste aus dem Baumarkt mit isolierten Einbaubuchsen.
Blau: DCC-Signal für die interne Steuerung der Signale und Weichen (usw.),
Grün: 16V Wechselspannung (Einspeisung vom Trafo),
Rot: Digitalsignal vom Booster zum Gleis

In Sonneberg habe ich zwei Boosterbezirke (deshalb hier zwei rote Anschlüsse), einen für Streckenbetrieb und den anderen für den Rangierbetrieb.
Ergänzung: die blaue Farbe einer Leitung ist per Normung für die analoge Blindleitung vorgesehen. Das bedeutet, dass diese hier NICHT kompatibel sind. Da aber analoge Treffen inzwischen eher die absolute Ausnahme sind, verstoße ich bewusst gegen die Norm.
Der Hintergrund ist nämlich: Da ich hier das "interne" Digitalsignal einspeise, kann ich über die Ex-Blindleitung der Streckenmodule, die ja immer noch unter vielen Modulen vorhanden ist, eine weitere Betriebsstelle fernsteuern. So bleibt die Bedeutung von Blau erhalten und ich muss keine extra Kabel ziehen.


Bananenstecker

Immer wieder fällt mir auf, dass einige Modulbesitzer unter unerklärlichem Sparzwang leiden. Sie verwenden billigste Bananenstecker mit schlechter Qualität. Das führt dazu, dass Steckverbingungen nicht sicher stecken, Strom nicht sicher übertragen wird oder gar Stecker vom Kabel abfallen.

Aus diesem Grund habe ich hier mal einige Stecker im Vergleich dargestellt und bewertet...

Bauarten von 4mm-Bananensteckern

Vergleich verschiedener Bauarten von 4mm-Bananensteckern

...und damit der Leser nicht behaupten kann, dass die Büschel- oder Lamellenstecker so viel teurer sind, habe ich hier gleich noch einen Vergleich der Preise mit Bezugsquelle dargestellt.
Mal ehrlich, die zwei Euro Mehrpreis für ein Modul, sollten es dem Erbauer doch wert sein.

Und noch ein Tipp am Rande: Stecker immer an das Kabel anlöten. Eine Schraubverbindung löst sich mit der Zeit. Da nützen auch gute Stecker nichts.

Vergleich und Bezugsquellen von 4mm-Bananensteckern

Vergleich und Bezugsquellen von 4mm-Bananensteckern



Kabel

Wenn ich dann noch unter das Modul des Sparfuchses schaue, geht das Haareraufen weiter. Als Leitungen werden unisolierte Schweißdrähte in Lüsterklemmen geführt, oder einfachste Klingeldrähte oder Drähte aus Vollkupfer verwendet.
Wer schon einmal so ein störrisches Kabel mehrfach gebogen hat, weiß, dass der Kabelbruch eher da ist, als gewünscht, vom Innenwiderstand mal ganz abgesehen.

Wünschenswert wäre da die Verwendung sogenannter LiFY-Kabel. Diese haben viele kleine Litzen unter einer robusten hochwertigen Isolierung, sind dadurch hochflexibel und haben einen geringen Innenwiderstand.

Darstellung von LiFY-Kabeln unterschiedlicher Querschnitte

Darstellung von LiFY-Kabeln unterschiedlicher Querschnitte: 1qmm, 0,5qmm, 0,14qmm



Jetzt sollte jeder das Handwerkszeug besitzen, ein elektrisch betriebbsicheres Modul zu bauen.



Schaltungslösungen

Weiterhin möchte ich an dieser Stelle gern auf Schaltungslösungen eingehen, die mir beim Lösen so mancher Probleme beim Bau meiner Module geholfen haben.

Beim Bau der DKW auf dem Modul Sonneberg bin ich auf ein Problem gestoßen. Bei schlanken DKW (hier 190 1:9) kommt man mit Umsetzung der NEM (finescale hat hier nicht das Problem) an die Bauraumgrenzen. Die inneren Zungen liegen so eng zusammen, dass es bein Überfahren oft zu Kurzschlüssen kommt. Eine Verbreiterung der Abstände der inneren Zungen würde zu einer Einengung des Öffungswinkels der inneren und auch der äußeren Zungen führen.
Abhilfe schafft hier, die inneren Zungen partiell stromlos zu schalten, wenn sie nicht "gebraucht" werden. Die entsprechende Schaltung habe ich hier dargestellt.

Zungenpolarisierung_DKW

Schaltplan zur Abschaltung der inneren Weichenzungen einer DKW abhängig von der Lage der Weichenstraße.



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© Michael Köhler 2019