Bordelektrik Teil 4 – Einbau der Schaltpanele an Bord

In diesem Teil der Serie zur Erneuerung der Bordelektrik planen wir, wie die Verbraucher an den Schaltpanelen an Bord verkabelt werden. Wir entscheiden welche Kabel erneuert werden müssen und verkabeln die Reihenklemmen auf den Hutschienen. Danach kommen wir zum Einbau der Schaltpanele auf dem Boot.

Die Übersicht zu allen Beiträgen in dieser Serie findet ihr hier: Bordelektrik

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Danksagung

Die Artikel in diesem Bereich basieren auf dem hervorragenden PDF von Manfred Kosthorst. Manfred hat auf seiner Homepage einige sehr interessante Beiträge zum Thema Refit veröffentlicht. Leider ist er vor einigen Jahren verstorben. Wir haben die freundliche Genehmigung seiner Angehörigen, Manfreds Arbeit als Grundlage für diese Beiträge zu verwenden. Wir werden die Anleitungen sukzessive erweitern und auf den neuesten Stand bringen. So bleibt dieser Schatz an Informationen weiterhin zugänglich und aktuell.

Wir bedanken uns außerdem bei den Firmen Victron Energy und TransWatt für die Unterstützung und Beratung.

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Jetzt haben wir uns ein wenig mit der Theorie, dem Werkzeug und dem benötigten Material beschäftigt.

Bevor wir nun an Bord gehen, sollten wir im Detail festlegen, welche Verbraucher werden wie angeschlossen. Man spricht hier auch von Auflegen. Welche Kabel werden
wie und wo aufgelegt (angeschlossen).

In der letzten Folge hatten wir bereits einen Schaltplan mit Verbrauchern dargestellt, der (nicht nur zufällig) dem unserer Verkabelung entspricht. 

Fassen wir mal zusammen. Wir haben 17 Verbraucher (V1 bis V17) die an 2 Panels angeschlossen werden sollen. Die Panels haben je 6 Automaten die unsere Verbraucher als Gruppen (G1 bis G12) schalten sollen. Mal besteht so eine Gruppe wie z.B. G12 aus einem einzelnen Verbraucher, dem Kühlschrank (V17), oder mal aus einer Reihe von Verbrauchern wie z.B. die Gruppe G8 mit den Lampen (V10 bis V13). Gruppen sollten immer logisch zusammengehören. Es muss Sinn machen, Verbraucher zu einer Gruppe zusammenzufassen.

Die Positionslampen am Bug leuchten nie alleine. Sie werden immer zusammen mit dem Hecklicht eingeschaltet. Deshalb macht es Sinn, diese Verbraucher zusammen zu schalten. Das Dampferlicht bekommt eine eigene Gruppe, damit es je nach Status des Schiffes (unter Segel oder unter Maschine) hinzu geschaltet werden kann.

Eine andere Gruppe, die Sinn macht, sind die Anzeigen der Navigationsinstrumente. Die Logge braucht man meistens zusammen mit dem Lot, dem Windanzeiger und ggfls. sogar dem Plotter, GPS oder sonstigen Navigationseinrichtungen. Diese Verbraucher lassen sich gut zu einer Gruppe zusammenfassen. Mit einem Schalter (Automaten) schaltet man die komplette Navigation ein.

Übergangslösung für die Instrumente

Wir haben im Prinzip die gleiche Anwendung realisiert, aber nur etwas anders ausgeführt. Erinnern wir uns an die Baustelle hinter den Navigationsinstrumenten. Da der Eigner im nächsten Jahr die Navigation erneuern möchte und die genaue Anordnung noch nicht feststeht, haben wir anstelle von mehreren Leitungen, die zu den Instrumenten (V4) führen, nur eine Zuleitung (G3) verlegt.

Die einzelnen Instrumente wurden dann hinter den Instrumenten unterverteilt. Dazu haben wir dort provisorisch eine kleine Box installiert. Um auch hier eine möglichst hohe Ausfallsicherheit zu erhalten, werden dann je nach Instrumentenserie später mehrere Kabel (pro Verbraucher 1 Sicherung), die möglicherweise auch schon Datenleitungen (z.B. NMEA oder SeaTalk) mit beinhalten, verlegt.

Es gibt auch Eigner, die hier anstelle einer aufwendigen Installation eine einfache Verkabelung (so wie wir jetzt) wählen und für den Notfall ein Hand-GPS mitführen. Das mag aber jeder für sich entscheiden. Ich für meinen Fall bevorzuge es, getrennte Leitungen für jedes Instrument inklusive der Datenleitungen bis ins Trockene (am besten zum Schaltschrank) zu führen und dort zu verdrahten.

Der Schaltschrank

Wenden wir uns unserem Schaltschrank zu. Bevor wir aber nun an Bord den Seitenschneider in die Hand nehmen, versuchen wir so viele Leitungen wie möglich zu identifizieren. Im Idealfall sollten das alle Leitungen sein. Sicher gibt es an Bord die ein oder andere “tote“ Leitung, entweder funktionsfähig, aber nicht mehr in Gebrauch, weil der Verbraucher weggefallen oder ersetzt wurde, oder es sind nicht funktionsfähige Leitungen, die aufgrund eines Fehlers außer Betrieb genommen wurden.

Wie dem auch sei, nach Möglichkeit sollten alle defekten und toten Leitungen entfernt werden. Zumindest gehören sie, falls sie nicht entfernt werden können (z.B. in einer Decke oder Laminat verlegt), eindeutig gekennzeichnet.

Alle anderen Leitungen müssen sorgfältig identifiziert und beschriftet werden.

Haben wir Glück, so lässt sich ein Verbraucher vom Panel aus ordnungsgemäß schalten. Dann beschriften wir das Kabel mit dem Verbraucher und klemmen es vom Panel ab (hoffentlich ist es unterwegs nicht irgendwo angezapft worden, um einen weiteren Verbraucher zu versorgen).

Das prüfen wir, indem wir nach dem Abklemmen des Kabels alle uns sonst bekannten Verbraucher einmal kurz ein- und wieder ausschalten. Funktionieren alle, wird wohl kein 2. Verbraucher an der Leitung mit dranhängen. Nach und nach werden weitere Kabel abgeklemmt und beschriftet.

Durchgangsprüfung der alten Leitungen

Was aber machen wir mit bereits vorhandenen Kabeln, die keinen Verbraucher haben und von denen wir nicht wissen, ob sie in Ordnung sind, sie müssen getestet d.h. ausgemessen werden. Dazu könnte man das Kabel an der Verbraucherseite kurzschließen (beide Kabelenden verbinden) und das entsprechende Gegenstück am Schaltkasten mit Hilfe einer Durchgangsprüfung identifizieren. Das sieht dann so aus:

Haben wir das richtige Kabel erwischt, ertönt bei einer Durchgangsprüfung ein Summton. Alternativ können wir den Ohmschen Widerstand messen (siehe Bild). Durch das kurzgeschlossene Kabel wird der Hin- und Rückweg gemessen. Ein korrektes Kabel wird einen Wert gegen 0 (Null) Ohm anzeigen.

Ist die Anzeige niederohmig, gibt es auf den Kabelstrecke vermutlich eine nicht korrekte Verbindung (falsch angeschlossene Lüsterklemme oder eine Quetsch- bzw. Stoßverbindung etc.) mit einem Übergangswiderstand. Diesen sollten wir unbedingt aufspüren und ggfls. reparieren, bevor wir das Kabel weiterverwenden.

Es macht Sinn, diese Widerstandsmessung auch für Kabel durchzuführen, die scheinbar noch in Ordnung waren und an denen funktionierende Verbraucher angeschlossen waren.

Messung nach Masse

Möglicherweise haben sie an Scheuerstellen oder an anderen Stellen mit einer defekten Isolierung einen Schaden, der die berühmten Kriechströme verursacht, die unsere Batterie langsam und oft unbemerkt “leerlutschen“. Solche Schäden können mit einer Messung nach Masse identifiziert werden.

So eine Messung sollte jetzt idealerweise den Wert Overflow, unendlich (?) oder O.L (Open Line) anzeigen.

Leider können wir trotz der Prüfungen immer noch nicht ganz sicher sein, dass unser Kabel ganz frei von Fehlern ist. Wurde das Kabel mal gequetscht und dadurch von z.B. 30 einzelnen Kupferadern einige oder sogar 25 getrennt, so wird die o.a. Durchgangsmessung immer noch 0 Ohm ergeben. Solche Fehler entdeckt man am besten bei einer visuellen Prüfung . Im Zweifelsfall sollte man sich lieber für ein neues Kabel entscheiden.

Grundplatte installieren

Haben wir alle Kabel identifiziert und beschriftet, kann der alte Verteiler, wenn er dann erneuert werden soll ausgebaut werden. Als nächstes installieren wir an der Rückseite des Schrankes oder des Schapps eine Grundplatte, auf der die Hutschienen mit den Reihenverbindern aufgeschraubt werden. In der Regel kann man so eine Platte direkt auf den Rumpf laminieren.

In unserem Fall konnten wir dafür den Schrank abbauen. Ein Glücksfall, denn so wird dieser Bereich sehr gut zugänglich und man kann besonders gut arbeiten. Wichtig auch, die Grundplatte immer so groß wie möglich wählen, je größer, umso übersichtlicher wird die spätere Installation. Ideal auch, wenn man die Hutschienen schon vorher mit den Reihenverbindern bestücken und auf die Grundplatte schrauben kann.

Kabelkanäle an den Seiten

Im nächsten Schritt befestigen wir an beiden Seiten, sofern der Platz ausreicht, noch Kabelkanäle (Verdrahtungskanal).
Die werden später unsere Kabel aufnehmen und dadurch für ein wenig Ordnung sorgen.

Auflegen der Kabel auf die Reihenklemmen

Jetzt beginnen wir, gemäß unserer Planung, Leitung für Leitung auf die entsprechenden Reihenklemmen aufzulegen.

Die Plusleitungen auf die unteren schwarzen Klemmen und die Minusleitungen (Masse) auf die oberen blauen Klemmen. Die oberen blauen Reihenklemmen sind alle miteinander gebrückt, das heißt,
sie sind alle miteinander verbunden.

Es wäre jetzt egal, auf welche der Klemmen wir nun die Minusleitungen anschließen würden. Trotzdem macht es Sinn, wenn wir z.B. eine Plusleitung des Verbrauchers auf den zweiten Anschluss (von links) der schwarzen Reihenklemmen auflegen würden, die dazugehörige Minusleitung auch auf den zweiten Anschluss der blauen Reihenklemme zu legen. Das hilft möglicherweise bei einer späteren Fehlersuche.

Es ist aber nicht zwingend vorgeschrieben, denn wir werden alle Leitungen später noch mit Nummern kennzeichnen.

Kurzer Zwischentest

Jedesmal, wenn ich ein Adernpaar aufgelegt habe, klemme ich zum Testen einmal kurz eine Prüfleitung mit 12V auf und teste, ob ich den richtigen Verbraucher erwischt habe und ob er einwandfrei funktioniert. Danach entferne ich die Prüfstrippe wieder und erst wenn der Anschluss O.K. war, widme ich mich dem nächsten Anschluss.

An dieser Stelle sei noch einmal daran erinnert, dass wir die Kabelenden, bevor wir sie auflegen, noch mit Aderendhülsen versehen. Wir erinnern uns, das Verzinnen von Kabelenden ist ein absolutes “No Go“.

An dieser Stelle der Hinweis, es gibt aber auch Reihenklemmen, wo die Kabel nicht mit einer kleinen Schraube befestigt werden, sondern unter eine Klemme geschoben werden. Je nach Klemmentyp können hier auch Kabel verarbeitet werden, die nicht mit einer Aderendhülse versehen wurden. Diese Kabel werden nur abisoliert und eingeklemmt.

Wir haben nun alle Kabel aufgelegt, geprüft und für gut befunden. (das ist der gelb hinterlegte Teil in unserem Plan auf der nächsten Seite)

Auch haben wir inzwischen für jeden Verbraucher die passende Flachsicherung ausgewählt und sie in die entsprechende Reihenklemme gesteckt. Unser Kabelschrank sieht zwar jetzt noch etwas unaufgeräumt aus, aber im Prinzip haben wir den Großteil der Verdrahtung jetzt erledigt.

Wir beginnen nun, die Kabel zu ordnen, etwas gerade zu biegen und in Form zu bringen und sie mit Kabelbinder zu einem kleinen Kabelbaum zusammenzubinden. Überschüssiges Kabel der zuvor auf ungefähre Länge zugeschnittenen Kabel verstauen wir links und rechts mit im Kabelschacht.

Verkabelung des Schaltschranks

Jetzt bauen wir unseren Schrank wieder zusammen und legen die Schranktür (Klappe oder Abdeckplatte) vor dem Schrank auf ein Kissen, so dass wir problemlos an der Rückseite der Panels unsere Verkabelung weiter fortsetzen können.

Um Kratzer und Beschädigungen der Frontplatten mit den Automaten zu vermeiden, legen wir ein Kissen oder eine Decke unter.

Beginnen wir jetzt, die Schaltpanels in unser System zu integrieren. Dazu benötigen wir jetzt 12 Zuleitungen, die unsere 12 Gruppen (G1 bis G12) mit den Verbrauchern (V1 bis V17) mit 12V aus unserer Bordbatterie versorgen.

Das geschieht, indem wir jede Gruppe mit einem Sicherungsautomaten unserer Panels verbinden. (Der Bereich ist rot im Plan hinterlegt) Wir schalten unsere Panels im Prinzip zwischen Bordbatterie und Verbraucher.

Dazu benutzen wir in unserem Fall 2,5 mm2 rotes Rangierkabel. Die Länge wählen wir so, dass wir später problemlos unsere Tür vom Schrank öffnen können, bzw. die Abdeckplatte mit den Panels auf ein Kissen vor den Schrank legen können. Für die Automatenseite müssen wir in unserem Fall das Kabelende mit einem Flachstecker versehen um ihn am Automaten aufstecken zu können.

Diese gibt es isoliert oder auch ohne Isolierung. Wir benutzen die in der Abbildung gezeigten Stecker mit Isolierung. Auch hier gilt, eine Flachzange oder sogar eine Wasserpumpenzange geht überhaupt nicht. Bitte eine entsprechend dafür ausgelegte Zange benutzen. Das Kabelende an der Seite für die Reihenklemme erhält wie gehabt eine Aderendhülse.

Die aufgelegten Kabel bündeln wir zu einem Strang und fixieren die Kabel mit Kabelbinder.

Zuleitung zur Batterie

Haben wir alle Arbeiten durchgeführt, sollte es in etwa so aussehen. Die beiden blauen Kabel in dem Strang zu den Sicherungsautomaten sind Masseleitungen für die beiden Panels. Wer jetzt genau hingesehen hat, dem ist neben den 12 roten Kabeln für die Sicherungsautomaten ein weiteres rotes Kabel mit einem etwas größeren Querschnitt aufgefallen.

Das ist die Zuleitung von der Batterie, die auf den rechten schwarzen unteren Block ganz rechts von oben kommend mit aufgelegt wurde. In der Ausschnittvergrößerung sieht das so aus.

Die beiden ganz rechten Anschlüsse sind gebrückt. Von oben kommt die Zuleitung (rotes dickeres Kabel) von der Batterie. Über 2 Sicherungen geht es über die beiden roten Kabel (diese waren bereits vorkonfektioniert an den Panels angeschlossen) weiter nach unten weiter als Versorgungsleitung + 12 V zu den beiden Panels.

Wir haben im Prinzip zwei freie Reihenklemmen dazu genutzt, die Stromverteilung für die beiden Panels inklusive der Absicherungen F2 und F3 vorzunehmen.

Die linke Sicherung F2 ist eine 20A Sicherung für das Panel 1 und die rechte Sicherung F3 ist eine 10A Sicherung für das Panel 2.

Zur Verdeutlichung noch einmal unser Plan. Die gerade angesprochene Absicherung ist grün hinterlegt.

Im Plan die 16mm2 Leitung von der Batterie zum Übergabepunkt, die über die Sicherungen F2 und F3 zu den Panels mit 10mm2 weitergeführt wird.

Die Grundinstallation ist nun abgeschlossen. Legt man die in unserem Plan farbig hinterlegten Bereiche (gelb, rot und grün) übereinander, so erkennen wir, dass im Prinzip unser Schaltplan abgearbeitet wurde.

Instrumente zur Tankanzeige

Was fehlt, sind noch die Instrumente wie Diesel- und Wassertankanzeige. Hier gibt es die unterschiedlichsten Modelle. Wir wollen die bereits vorhandenen Rundinstrumente (im Bild rechts), die bisher einwandfrei funktionierten wieder einbauen. Dazu bohren wir in die Frontplatte ein entsprechendes Loch (meist 55mm) und setzen unsere Instrumente wieder ein. Neben der Versorgungsspannung von 12 V (neue Kabel) müssen wir noch zusätzlich die beiden Meßleitungen (diese haben wir ebenfalls erneuert), die von den Fühlern am Tank kommen, wieder anschließen. Bei der Demontage haben wir den ehemaligen Anschluss der Instrumente sorgfältig dokumentiert, so dass ein erneuter Anschluss kein Problem bereiten sollte.

Auch hier konfektionieren wir die Kabel für die Instrumentenseite mit entsprechenden Flachsteckern.

Tipp: Zum Testen der Messleitungen sollten die Leitungen am Ende unbedingt von den Fühlern abgeklemmt werden, da die meisten Fühler einen Flüssigkeitsstand abhängigen Widerstand darstellen, der uns beim Messen zu Fehlschlüssen verleiten würde.

Kabelstrang entlasten

Unser Kabelstrang von der Verteilung zu den Automaten hat mittlerweile einen beträchtlichen Umfang angenommen. Wer wesentlich mehr Verbraucher anschließen muss und demzufolge auch mehr Automaten einsetzt, sollte in Erwägung ziehen, den Kabelstrang evtl. aufzuteilen. Auf keinen Fall sollte eine vernünftige Zugentlastung zwischen der Verteilung und der Frontplatte fehlen. Im Bild oben sieht man bereits an der Wandseite entsprechende Schellen, die den Kabelbaum fixieren. Zum Zeitpunkt des Fotos fehlten diese Schellen noch an der Frontplattenseite.

Bleibt zum Schluss noch die Zuleitung von der Bordbatterie bis zum Übergabepunkt mit der Gesamtabsicherung und dem Hauptschalter.

An dieser Stelle muss noch angemerkt werden, dass die von uns grundüberholte Elektroinstallation, der Bereich 12 V DC (DC steht für Gleichstrom), nur einen Teil der Gesamtinstallation auf unserem Schiff ausmacht.

Es fehlen außerdem noch die gesamte 220 V AC-Installation (AC steht für Wechselstrom), der Bereich zum Aufladen der Batterie mit einem Ladegerät und/oder Lichtmaschine, und die komplette Motorelektrik.
Ferner gibt es noch einige sicherheitsrelevante Verbraucher (UKW-Funkgerät, Bilgenpumpe etc.), die nicht über unser Panel angeschlossen werden. Auf diesen letzten Bereich werde ich noch einmal eingehen.