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Viele Endverbraucher begegnen dem Thema Smart Home noch immer mit Skepsis. Umso wichtiger ist es, dass Handwerker die Vorteile des intelligenten Zuhauses einfach und verständlich vermitteln können. Denn beim Smart Home ist branchen- und produktübergreifendes Wissen gefragt. Und ein Profi, der das passende System auswählt, plant und fachgerecht installiert. Wir beantworten die wichtigsten Fragen zur intelligenten Haussteuerung.

1. Was ist eigentlich ein Smart Home?

Vereinfacht beschreibt der Begriff Smart Home technische Verfahren und Systeme, die in Wohnhäusern die Lebensqualität, Sicherheit und Energienutzung verbessern. Dafür kommen vernetzte und fernsteuerbare Geräte und Installationen zum Einsatz. Die Anwendungen reichen von kleinen bis hin zu komplexen Lösungen, von Funksteuerungen bis zu kabelgebundenen Systemen.

Das „richtige“ Smart Home gibt es nicht. Jedes intelligente Haus ist individuell an seine Bewohner angepasst. Neben persönlichen Wünschen und Bedürfnissen sollten Planer bei der Auswahl des passenden Systems auch die Wohnsituation der Nutzer berücksichtigen. Dabei hilft ein Fragebogen vom Institut für Gebäude-Technologie (IGT) der Hochschule Rosenheim, der kostenlos über die Webseite des IGT abgerufen werden kann. Er führt durch die einzelnen Bereiche eines Hauses und zeigt, welche Möglichkeiten es gibt.

2. Welchen Nutzen hat ein Smart Home?

Der Nutzen eines Smart Homes hängt nicht von den Möglichkeiten der Technik ab, sondern von den Erwartungen und Wünschen der Nutzer. Denn danach richtet sich die Auswahl der Produkte. Dass das Eigenheim erkennt, wann es dunkel wird, automatisch die Rollläden herunterfährt und gleichzeitig die Beleuchtung anpasst, ist nicht nur bequem. Neben einem Plus an Komfort tragen die Systeme auch dazu bei, Sicherheit und Energieeffizienz zu erhöhen. Sensoren überwachen Fenster oder Türen, Rollläden lassen sich aus der Ferne herunterfahren und während des Urlaubs genügt ein kurzer Blick auf das Smartphone, um sich zu vergewissern, dass alles in Ordnung ist. Die Hardware registriert, bei welcher Temperatur die meiste Energie gespart werden kann und regelt automatisch die Heizung herunter, wenn das Fenster geöffnet wird. Diese Vorteile sind nicht nur für Technikfans interessant. So kann ein intelligentes Zuhause auch für Familien oder ältere Menschen eine große Hilfe im Alltag sein.

3. Wie teuer ist ein Smart Home?

Ein Dimmer ist teurer als ein Schalter, ein Touchpad kostet mehr als eine Fernbedienung und der Rollladenmotor mehr als der klassische Gurtwickler. Ohne zusätzliche Kosten lässt sich ein Smart Home nicht realisieren. Die Investition lohnt sich trotzdem: das intelligente Zuhause hilft beim Energiesparen und erleichtert den Alltag.

Bei der Technik unterscheidet man kabelgebundene Systeme und Funksysteme. Für große Objekte kommen Bus-Systeme zum Einsatz. Hier werden die einzelnen Komponenten eines Smart Homes mit speziellen Leitungen verbunden. Die Kabel garantieren eine störungsfreie Datenübertragung. Mit einem Bus-System lassen sich sehr komplexe und umfangreiche Steuerungen realisieren. Das ist aber auch aufwändig: Die Systeme müssen geplant, installiert und programmiert werden. Dadurch verursacht ein kebelgebundenes Smart Home hohe Kosten.

Wer sein Haus nachträglich mit der intelligenten Technik aufrüsten will, entscheidet sich meistens für ein funkgesteuertes System. Die Geräte kommunizieren mithilfe von elektromagnetischen Wellen. Kabel müssen dafür nicht verlegt werden. Deshalb eignet sich die Technik vor allem für Bestandsgebäude, Mietwohnungen und kleinere Objekte wie Einfamilienhäuser. Und sie sind interessant für den Einstieg in das intelligente Wohnen: Mit Funksystemen wie Free-control lassen sich zunächst grundlegende Funktionen wie Rollläden und Licht steuern. Mit der Zeit können diese Systeme erweitert und angepasst werden.

4. Wie funktioniert das Smart Home?

Im Grunde kann man sich jedes Smart Home wie eine Pyramide vorstellen. Den Sockel bildet die Feldebene. Darauf bauen Automations- und Managementebene auf. Diese Grundstruktur ist bei allen technischen Varianten gleich – ob kabel- oder funkgesteuert.

Die Feldebene beschreibt die Basistechnologie, mit deren Hilfe die Funktionen des Smart Homes ausgeführt werden. Dazu werden Aktoren und Sensoren eingesetzt, wobei Sensoren Signale erfassen und Aktoren sie in mechanische Arbeit umsetzen. Diese Feldgeräte sind entweder per Bus oder Funk miteinander verbunden. Das mehradrige Bus-Kabel muss zusätzlich zur Elektroinstallation verlegt werden, während funkbasierte Technologien kabellos kommunizieren.

Auf der Automationsebene werden die Informationen der Feldebene zusammengetragen, um die Anlage funktionstüchtig zu machen. Dafür kommt bei Funksystemen wie Free-control ein Gateway zum Einsatz, das als Schnittstelle dient. Es verarbeitet die Daten und kommuniziert diese an die Feldebene und an die Managementebene. In einem dezentralen Bussystem sind die Feldgeräte bereits mit einer Schnittstelle ausgestattet.

Die Managementebene bildet die Spitze der Pyramide. Mithilfe einer Software bzw. einer App werden die Daten visualisiert und ausgewertet. Der Nutzer kann über die Managementebene nicht nur die einzelnen Funktionen seines Smart Homes nachvollziehen und beobachten, sondern auch aus der Ferne bedienen.

5. Wie schnell ist mein Smart Home veraltet?

Bei der Gebäudeautomation wird generell zwischen offenen und geschlossenen bzw. proprietären Systemen unterschieden. Die geschlossenen Systeme sind herstellereigene Systeme. Hier kann es sein, dass bestimmte Komponenten oder deren Ersatzteile in einigen Jahren nicht mehr angeboten werden. Offene Systeme dagegen werden von vielen Herstellern unterstützt. Das heißt: sämtliche Komponenten eines Systems sind interoperabel und können auf die gleiche Weise miteinander kommunizieren. Mit Blick auf die Zukunft ist es daher von Vorteil, offene Systeme einzusetzen, die mit der Zeit erweitert werden können.

Umgangssprachlich schlicht „Sicherung“ genannt ist der Leitungsschutzschalter von zentraler Bedeutung, um den Stromkreis vor Überlast und Kurzschlüssen zu schützen. In jedes Niederspannungsnetz gehören daher neben FI-Schutzschaltern auch immer Leitungsschutzschalter. Funktion und Anwendungsbereiche erklären wir Ihnen hier.

Anwendungsbereiche

Schalter für den Leitungsschutz werden bei der Elektroinstallation vom Fachmann im Stromkreisverteiler, dem sogenannten Sicherungskasten, installiert. Bei Neuinstallationen ersetzen sie heute die alten Schmelzsicherungen, die nur noch als Feinsicherung direkt im Gerät oder als Vorsicherung genutzt werden. Nach einer Abschaltung können Sie moderne Leitungsschutzschalter, nachdem Sie die Ursache für deren Ausfall behoben haben, wieder einschalten und müssen sie nicht wie eine Schmelzsicherung austauschen. Darüber hinaus ermöglichen die Schutzschalter es Ihnen, einzelne Stromkreise gezielt spannungsfrei zu schalten, wenn Sie beispielsweise einen neuen Lichtschalter installieren wollen.

Funktion

Der Leitungsschutzschalter unterbricht den Stromkreis, sobald ein Kurzschluss vorliegt oder die Leitung durch eine zu hohe Stromlast gefährdet ist. Dafür besitzt die Sicherung zwei unterschiedliche Auslösemechanismen.

  • Elektromagnetische Auslösung beim Kurzschluss

Bei einem Kurzschluss steigt die elektromagnetische Kraft in der eingebauten Spule der Sicherung. Diese Kraft löst eine Schnellabschaltung aus und schützt so die elektrische Leitung.

  • Thermische Auslösung bei Überlast

Übersteigt der Strom den Nennwert der Sicherung über einen gewissen Zeitraum, erwärmt und verbiegt sich ein Bimetall im Inneren der Sicherung und unterbricht den Stromkreis. Je stärker die Überlast, desto schneller der Schaltvorgang. Nach dem Abkühlen kann die Sicherung wieder eingeschaltet werden.

  • Manuelle Schaltung

Wenn Sie die Leitung manuell stilllegen wollen, können Sie den Leitungsschutzschalter auch per Hand betätigen. Bei allen Arbeiten an der elektrischen Anlage ist dieser Schritt nach den fünf Sicherheitsregeln verpflichtend.

  • Freiauslösung

Leitungsschutzschalter haben ein Schaltschloss integriert, das die Funktion auch dann garantiert, sollte der Schalthebel in der Einschaltposition festgehalten werden.

Auslösecharakteristik

Verschiedene Anwendungen benötigen Sicherungen mit einer jeweils individuellen Auslösecharakteristik. So schaltet beispielsweise die Sicherung eines Motorstromkreises nicht bei kurzzeitigen Überschreitungen des Nennstroms ab, da diese in einem solchen Stromkreis üblich sind. Wie empfindlich die Funktion des Leitungsschutzschalters ist und wann er thermisch bzw. elektromagnetisch auslöst, ist auf der Sicherung angegeben. Heute existieren unterschiedliche Typen, wobei die Typen B, C und K am weitesten verbreitet sind.

Kopp hat Leitungsschutzschalter mit allen klassischen Charakteristiken im Programm und bietet darüber hinaus auch Sicherungen mit D-Charakteristik. Sie sind ideal für Stromkreise mit hohen induktiven Verbrauchern wie leistungsstarke Transformatoren oder Motoren. Wenn Sie auf der Suche nach hochwertigen Produkten sind, können Sie im umfassenden Sortiment von Kopp stöbern. Sollten Sie Fragen zu den Spezifikationen der Geräte haben oder Hilfe beim Einbau benötigen, sprechen Sie uns gerne an!

Funktion:

Der KOPP MCB ist ein strombegrenzender Leitungsschutzschalter mit zwei auf das Schaltwerk wirkenden Auslösern:

  •  Der verzögert arbeitende thermische Auslöser für den Überlastschutz.
  •  Der elektromagnetische Schnellauslöser mit Schlaganker für den Kurzschlussschutz.

Die einzigartige Auslösekombination verursacht aufgrund ihrer niedrigen Verlustleistung nur eine geringe Klemmenerwärmung.  Reduktionsfaktoren für Lampen siehe separate Tabelle. Die Bemessungsstromsicherheit ist beim einpoligen Gerät bis zu einer Umgebungstemperatur von +40° C gewährleistet.

Einsatz:

Nach DIN VDE 0100 Teil 430 übernimmt der MCB den Schutz gegen zu hohe Erwärmung von elektrischen Betriebsmitteln infolge von Überstrom, Überlast, Erd- oder Kurzschluss. Bei auftretenden Isolationsfehlern mit zu hoher Berührungsspannung gewährt er, nach DIN VDE 0100 Teil 410, Schutz gegen gefährliche Körperströme.

Anwendungsbereiche:
Der KOPP MCB ist geeignet für den Einsatz in Elektroanlagen im privaten, gewerblichen oder industriellen Bereich. Bei Verwendung im Gleichspannungsnetz können die Leitungsschutzschalter in der B- und C-Charakteristik mit einem Pol bis zu einer Spannung von 60 V betrieben werden, mit zwei in Reihe geschalteten Polen bis zu einer Spannung von 110 V. Die Einspeiserichtung ist beliebig wählbar. Auslösecharakteristiken und Bemessungsströme:

Auslöseverhalten nach DIN VDE 0641 Teil 11, B- und C-Charakteristik (nach DIN VDE 0298 Teil 4/2.88 wird dadurch eine direkte Zuordnung der Leitungsschutzschalter zur maximal zulässigen Belastung der Leitung möglich)

Einsatzgebiete nach Auslösekennlinien

Leitungsschutzschalter mit B-Charakteristik

Zur Absicherung von Licht-, Steckdosen und Steuerstromkreisen. Der Dauerstrom entspricht dem von Schmelzeinsätzen gleicher Nennstromstärke.
Diese können durch B-Automaten ersetzt werden. Der Kurzschlussauslöser spricht zwischen dem 3-fachen und 5-fachen Wert des Nennstromes an.
Sie schützen bei der Schutzmaßnahme Nullung oder Schutzerdung bei vorschriftsmäßiger Anlage gegen zu hohe Berührungsspannung. VDE 0641, T11
Bei höheren Frequenzen ist im Überstrombereich mit einer geringeren Auslösezeit zu rechnen (bei 400 Hz etwa 30%), wogegen der Ansprechwert des Magnetauslösers sich
bei 400 Hz um ca. 30% erhöht.

Leitungsschutzschalter mit C-Charakteristik

Zum Schutz von Motoren und Transformatoren. Sie eignen sich zum Schutz von Glühlampen- und parallelkompensierten L-Lampengruppen. Der Kurzschlussauslöser
spricht zwischen dem 5-fachen und 10-fachen Wert des Nennstromes an. Für höhere Auslastung siehe K-Charakteristik.

Leitungsschutzschalter mit D-Charakteristik – nach IEC 60‑898

Zum Schutz von Verbrauchern mit sehr hohen Einschaltspitzen. Der Kurzschlussauslöser spricht zwischen dem 10fachen und dem 20fachen Wert des Nennstromes an (nicht
geeignet zum Einsatz als Leitungsschutz)

Leitungsschutzschalter mit K-Charakteristik – nach DIN VDE 0660, Teil 101

Zum Schutz von Verbrauchern mit hohen Einschaltspitzen unter Beibehaltung der zulässigen Belastbarkeit der Leitungen (wie B- und C-Charakteristik) nach DIN VDE 0298, Teil 4/2.88.
Der Leitungsschutz wird durch den großen Prüfstrom I2 = 1,2 x In gewährleistet, der deutlich geringer als bei B- und C-Charakteristik ist (I2 = 1,45 x In).
Stromkreise mit Glühlampen, Halogen- und Niedervolthalogenlampen, sowie Lampen mit Parallelkompensation (auch Leuchtstoff- und Energiesparlampen sowie Transformatoren) können mit der K-Charakteristik höher ausgelastet werden. Der zu schützende Leitungsquerschnitt wird damit besser ausgenutzt.

Die hohen Einschaltströme der vorgenannten Anlagenteile führen nicht zum unerwünschten Ausschalten des Leitungsschutzschalters, wie bei Geräten in B- und C-Charakteristikmit gleichen Bemessungsströmen. Die Vorteile des Geräteschutzes lassen sich, insbesondere beim Schutz von Motoren, anwenden. Die elektromagnetischen Auslöser
verhindern ein unerwünschtes Ausschalten beim Auftreten von Motoranlaufströmen. Das Sortiment der Bemessungsströme von 0,5 – 63 A läßt eine Anpassung an die in der Anlage eingesetzten Motoren leicht zu.

Sofern Leitungsschutzschalter mit C-, D- bzw. K-Charakteristik auch zum Schutz gegen zu hohe Berührungsspannungen durch Nullung dienen sollen, sind wegen der höheren magn. Ansprechwerte die Errichtungsbestimmungen DIN VDE 0100 T430 zu berücksichtigen. VDE 0641, T11 Temperaturreduktionsfaktoren siehe separate Tabelle.

Schutzumfang

Bestimmungen der maximalen Leitungslängen nach DIN VDE 0100 Bbl 5 bei Verwendung von Leitungsschutzschaltern nach DIN VDE 0641 Teil 11 (EN 60898-11).
Für die Bestimmung der maximalen Leitungslängen Imax müssen drei Schutzkriterien beachtet werden. Die Grenzlängen werden einzeln ermittelt. Das Schutzkriterium der mit geringsten Grenzlängen IGRENZ bestimmt dann die maximal zulässige Leitungslänge. Mit Hilfe der Tabelle lassen sich die Grenzwerte für die Leitungslängen bei Einsatz von
Leitungsschutzschaltern ermitteln.

1. Schutz bei indirektem Berühren, siehe DIN VDE 0100-410 (gilt nur für die Anwendung in TN-Systemen)

Unter Berücksichtigung der Schleifenimpedanz Zv vor der Schutzeinrichtung, dem verwendeten Leiterquerschnitt und dem benötigten Leitungsschutzschalter läßt sich aus Teil 1 der Tabelle die zugehörige Grenzlänge IGRENZ 1 bestimmen.

Für die in den meisten Fällen nicht bekannte Schleifenimpedanz Zv können folgende Anhaltswerte verwendet werden:
Zv = 50 mOhm – max. Zv in großen Industriebetrieben und Kraftwerken
Zv = 300 mOhm – max. Zv in Kabelnetzen (z. B. Hausinstallationen mit Erdverkabelung)
Zv = 600 mOhm – max. Zv in Freileitungsnetzen (z. B. Hausinstallationen mit Dachständern)
Bei Verwendung einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (FI-Schutzschalter) muß eine Längenbegrenzung aufgrund des Schutzes bei indirektem Berühren nicht beachtet werden. Die Längenbegrenzung aufgrund des zulässigen Spannungsfalls ist trotzdem einzuhalten.

2. Begrenzung des Spannungsfalls, siehe DIN VDE 0100-520

Der Spannungsfall hinter der Meßeinrichtung bis zum Verbraucher soll nach DIN 18015-1 in Hausinstallationen einen Wert von 3% nicht überschreiten. Dadurch
ergibt sich eine Grenzlänge IGRENZ 2 je nach dem verwendeten Querschnitt des Kabels und der benötigten Nennstromhöhe des Leitungsschutzschalters.
Mit Teil 2 der Tabelle können die Grenzlängen IGRENZ 2 bestimmt werden. Es wird unterschieden zwischen Leitungen in Drehstrom-(3/~) und Wechselstromkreisen (1/~). Das
Längenverhältnis beträgt: IGRENZ 2 (3/~): IGRENZ 2 (1/~) = 2 : 1

3. Schutz bei Kurzschluss, siehe DIN VDE 0100-430

Da das Ausschaltvermögen einen Leitungsschutzschalters nach DIN VDE 0641-11 größer ist, als der größte auftretende
Kurzschlussstrom an der Einbaustelle, stellt er gleichzeitig den Schutz bei Kurzschluss nach DIN VDE 0100-430 sicher. Für den Schutz bei Kurzschluss ist bei Einsatz eines
dieser Normen (DIN VDE 0641-11) entsprechenden Leitungsschutzschalters keine Längenbegrenzung notwendig.