Eine gute Beleuchtung ist ohne funktionierende Elektrik unmöglich, so nüchtern deren Charme auch sein mag. Praxisnah werden wir daher in den nächsten Grundlagenthemen zur Elektrotechnik vermitteln, was sich hinter den oft trivialen Vorgängen wie dem Zusammenstecken von Kabeln in Wirklichkeit abspielt und warum wir bestimmte Regeln einhalten müssen, um eine sichere Verkabelung von Scheinwerfern und Co. zu erreichen. Typiosche Installation einer Allgebrauslampe an einem Deckenkabel für Renovierungsarbeiten oder beim Umzug.
Beleuchtung und Elektrizität waren bei Veranstaltungen von Anfang an sehr eng miteinander verbunden: Die schnelle Einführung der Elektrizität im Theater und auf den Bühnen wurde in erster Linie durch die Angst vor dem Feuer vorangetrieben. Um eine Bühne zu erhellen, waren anfangs die offenen Flammen von Kerzen oder später auch Gaslampen die Regel – und damit die Brandgefahr sehr hoch. Mit Einführung des elektrischen Lichts konnte diese Gefahr erheblich minimiert werden. So wurden die Beleuchtungsabteilungen eine maßgebliche Instanz bei der Elektrifizierung von Veranstaltungen. Nicht von ungefähr galt im Theater als Voraussetzung zur Ausübung des Beleuchtungshandwerks eine Elektrikerausbildung. Mittlerweile hat sich die Situation mit dem Lehrberuf Fachkraft für Veranstaltungstechnik nochmal verändert. Daher werden wir uns jetzt in den nächsten Folgen dieser Themenserie mit der Elektrotechnik auseinandersetzen.
Als Beleuchter einer Spielstätte ist man oft nicht nur mit der Traverse und den Scheinwerfern beschäftigt, sondern auch mit der Allgemeinbeleuchtung. Zwingend notwendig dafür sind Verkabelungspläne, die in jeder Spielstätte bereit liegen sollten, um z. B. die richtige Sicherung für eine Steckdose finden zu können. Damit man sich in ihnen zurechtfinden kann, nehmen wir einmal eine ganz trivialen Schaltung: Wir betreten einen kleinen Raum in unserer Spielstätte und schalten mit dem Lichtschalter das Licht an. Irgendwo liegen dazu Kabel in der Wand. Damit man diese Installation aufbauen, ändern und überprüfen kann, findet man an bestimmen geometrischen Positionen die Abzweigdosen. In ihnen werden die fest in der Wand verlegten Kabel miteinander verbunden bzw. geschaltet. Die könnte man vereinfacht so zeichnen, wie man die Leitungsverbindungen sehen würde, wenn man in eine Abzweigdose hineinschaut.
Dr Blick in diue Abzweigdose ist erst einmal verwirrend
Die Farben der Leitungen haben dabei in der Elektrotechnik entscheidende Rollen. Mit Farbkennzeichnungen werden z. B. Werte bei Widerständen oder Sicherungen codiert oder – wie hier – Leitungen unverwechselbar einer Funktion zugeordnet:
Das grün-gelbe Kabel (hier vereinfacht nur grün dargestellt) ist die Erde bzw. der Schutzleiter, der eine wichtige Sicherheitsfunktion beinhaltet, worauf wir später unter Schutzmaßnahmen genauer eingehen werden.
Das blaue Kabel stellt den Neutralleiter bzw. die Null dar. Null deshalb, da man auf diesem Kabel kein Potential, also keinen Elektronenüberschuss messen würde. Über den Nullleiter kann der Strom abfließen, nachdem er in einem Verbraucher wie dem Leuchtmittel seine Arbeit geleistet hat.
Die stromführende Leitung ist schwarz; sie kann aber auch braun dargestellt sein, da in einigen Kabeln mehr als eine stromführende Leitung vorhanden sind, wie z. B. bei fünfadrigen Leitungen: Dort finden sich neben der Leitung für Null und Erde drei Phasenleitungen.
Die Bedeutung der Farben in der Elektrotechnik bei Netzkabel
Damit man diese Leitungen auseinanderhalten kann, werden diese mit L1, L2 und L3 gekennzeichnet, oder eine Leitung ist braun ausgeführt. Zwar kann man dann immer noch zwei Leitungen verwechseln, jedoch werden wir im Kapitel Drehstrom darauf noch einmal eingehen. Die Phase ist eigentlich die Leitung, die den Wechselstrom zum Verbraucher führt – dort ist das Potential der Ladungsträger.
Gezeichnete Darstellung Verkabelung unseres Beispiels (Bild: Herbert Bernstädt)
Im Falle unseren Beispiels haben wir dort eine Netzspannung anliegen, welche 50 Mal in der Sekunde die Polarität wechselt, so dass sich auf der Leitung entweder extrem viele Elektronen tummeln oder das Gegenteil davon der Fall ist. In der Elektrikerwelt sind die Pläne stark vereinfacht. Je nach Anwendungsgebiet sind zwei Schaltplantypen geläufig: Der Stromlaufplan und der Übersichtsschaltplan. Während man im Stromlaufplan deutlich die Funktionsweise der Schaltung erkennen kann, ist der Übersichtsplan mehr für die Installation gedacht. Wir können anhand des Stromlaufplans (siehe Plan A) nachvollziehen, wie der Stromfluss von statten geht. Die Leitung L1 ist die spannungsführende Leitung. An ihr ist, durch den Punkt gekennzeichnet, eine weitere Leitung angeschlossen, welche wir in der Praxis in der Abzweigdose mittels Klemme angeschlossen hätten.
Stromlaufplan in aufgelöster Darstellung (Plan A)
Die Lüsterklemme ist eine einfache, einseitige Klemme, die man häufig noch in alten Verteilerdosen findet. Heute werden eher Federklemmen eingesetzt, da man dabei die starren Adern nur einzuschieben braucht. Mit innenliegendem Federstahl werden dann mehrere Adern miteinander verbunden, ohne dass man – wie bei der Lüsterklemme – einen Schraubendreher benutzen muss. Der Nachteil dieser Klemme ist jedoch, dass sie sich nicht mehr öffnen lässt. Hier bietet der Handel alternative Klemmen an, die man mittels Hebel wieder öffnen kann.
Sammelsurium von Klemmen und Lüsterklemmen (Bestimmte Typen werden nach dem Hersteller auch Wagoklemmen genannt) (Bild: Herbert Bernstädt)
Beim Übersichtsplan (siehe Plan B), sieht man, dass die Leitung zu einem Schalter geht. Dass es sich um einen Schalter und nicht um einen Taster handelt, kann man an der Nase am Tastensymbol bei Q1 erkennen. Ist der Schalter offen, so weist die Leitung hinter dem Schalter kein Potential auf. Wird der Schalter Q1 geschlossen, so liegt auf der Leitung die Phase an. Liegt auf dem Lampensymbol auf der rechten Seite die Phase an, so wird die Lampe leuchten können, weil der Strom über den N-Neutralleiter sinngemäß abfließen kann. Somit wäre die grundlegende Ein- und Ausschaltung einer Lampe beschrieben.
Übersichtsschaltplan der Instalation
Die Striche an der symbolisierten Leitung zeigen durch ihre Anzahl bzw. durch die Zahl an, aus wieviel Adern die verlegte Leitung mindestens bestehen muss, um die Schaltung zu realisieren. Im Gegensatz zu unserem Ausgangsbild wurde hier keine Steckdose unterhalb des Schalters gesetzt. Würde man dies mit einer Steckdose zeichnen wollen, würde es wie auf dem nächsten Plan aussehen. Diese Symbolik verwendet man dann auch, um den Plan für die örtliche Verlegung zu zeichnen. Pläne liefern auch Hinweise darauf, wo sich die richtige Sicherung befindet.
Jetzt mit Steckdose unterhalb des Schalters und es wird ein vieradriges Kabel dorthin benötigt.
Möchte man aber nun eine Anleitung erstellen, wie der Elektriker die Leitungen im Raum zu verlegen hat, ist folgender Plan vonnöten (Plan C).
Übersichtsschaltplan im Gebäude (Bild: Herbert Bernstädt)
Man ist gerade im Veranstaltungshaus beschäftigt, als kurz vor Messeeröffnung jemand angerannt kommt: „Wir haben keinen Strom mehr!“ Also geht man erst einmal zum Ort des Geschehens mit, um sich bei der stromlosen Örtlichkeit umzusehen. Steckt das stromlose Equipment womöglich nur auf einer Leitung, die ein netter Kollege nur mal kurz ausgesteckt hat, um man sein Handy zu laden? Nein, das würde natürlich nieeee vorkommen … zunächst wird man also nachsehen, ob an der angesteckten Steckdose eine Bezeichnung zu finden ist, beispielsweise UV-E0 / 204 – dann hat man eigentlich schon gewonnen. Wenn man jetzt mit einem Gerät, von dem man sicher weiß, dass es funktioniert (wie einem PAR, der in der Nähe stand, oder noch besser mit einem „Duspol“ oder einem anderen Spannungsprüfmessgerät) die tatsächliche Stromlosigkeit der Steckdose festgestellt hat, kann man von einer gefallenen Sicherung ausgehen. Doch wo findet man nun die zugehörige Sicherung?
Steckdosenbezeichnung Variante 1 – Die Einzeln abgezwichte Phase ist logischer Weise unter den Gleichen Sicherungsbezeichnung zu finden.Bezeichnung für die Absicherung der Steckdose
In der Regel bezeichnet man die Steckdose nach dem Ort, an dem man die Steckdose abgesichert hat. Also wie UV-E0, wobei „UV“ meist für Unterverteilung steht, also den Elektroverteiler bzw. den Sicherungskasten. Die „E0“ kann dann entweder bedeuten, dass es sich um die erste Elektrounterverteilung handelt – hier fangen die Kollegen bei 0 zu zählen an. Oder man muss im Erdgeschoss die 1. Unterverteilung suchen. Entweder gibt es einen Übersichtsplan, in dem man die einzelnen Unterverteilungen im Grundriss des Gebäudes nach Ebenen aufgeschlüsselt findet. Dann hat man eine funktionierende Dokumentation. Aber meist fehlt sie und man benötigt einen Ortskundigen, der weiß, wo sich diese Unterverteilung versteckt. Aus diesem Grund wird meist vom örtlichen Veranstalter auch ein Elektriker gefordert, der mit den häuslichen Gegebenheiten vertraut ist: Je nach Architekt und Fachplaner können Unterverteilungen auch mal nur über die Damentoilette oder hinter der Küche zu finden sein, was nicht unbedingt die gängigen Laufwege des Veranstaltungstechnikers sind.
Typische Unterverteilung, rechts in der Tür ist das Fach wo meist die Verkabelungspläne zu finden sein sollten.
Kritischer wird die Suche nach der gefallenen Sicherung, wenn die Sicherung nicht beschriftet ist. Eigentlich ist ein einzelner gefallener Sicherungsautomat auch ohne Beschriftung kein Problem, denn es wird meist die einzige Sicherung sein, die ausgelöst hat – und daher gut sichtbar nach unten hängt bzw. bei der (Schmelzsicherung) der hintere Stift heraushängt.
RCD liegt über allen Sicherungen die direkt rechts daneben angrenzen.
Aber was ist, wenn der RCD (Fi, Fehlerstrom-Schutzschalter) eine ganze Gruppe von Sicherungsautomaten lahmgelegt hat und man nun auf der Suche nach der passenden Sicherung ist, über die ein defektes Gerät angeschlossen wurde? Spätestens jetzt wünscht man sich den Stromlaufplan des Sicherungskastens oder zumindest eine Bezeichnung der Sicherungen, für was diese zuständig sind. Die Beschriftung der einzelnen Sicherungen findet man meist in kleinen, älteren Locations oder bei „Problemsicherungen“, die immer wieder zum Handeln auffordern. Gerade in größeren Anlagen wird dagegen auf eine Klartextbeschriftung der einzelnen Sicherungsautomaten verzichtet, sondern nur durchnummeriert. Welche Steckdose in welchem Raum hinter dem Sicherungsautomaten hängt, wird man dann aus dem Stromlaufplan entnehmen können.
Wirft der Schutzschalter den Allgemeinlichtkreis heraus ist eine Taschenlampe Gold wert.
Typischer Schaltplan mit nachträglich eingezeichneten Änderungen – Extrem wichtig Pläne auf den aktuellen Stand zu halten. Im unteren Bereich kann man die Örtlichkeit des Steckverbinders zu dem zugehörigen Schaltkreises erkennen. (Bild: Herbert Bernstädt)
Gängige Beschriftungen der Sicherungen, hier gemischt, ursprünglich nach Nummern und Nachträglich im Klartext, was die Fehlersuche ungemein beschleunigt und sehr zu empfehlen ist, vorausgesetzt die Beschriftung bleibt auf den Aktuellen Stand.
Hier hilft es, wenn man sich ein wenig über die Vorgeschichte des Stromausfalls informieren kann, wie z. B.: „… es haben sich die Caterer im Raum K13 breit gemacht.“ Damit hat man wenigsten schon mal „Verdächtige“, die oft irgendwelches defektes Material an den Start bringen oder eine Steckdose mittels Dreifachstecker hoffnungslos mit Wärmeplatten überfordern. Also werden in dem Raum der Caterer die Steckdosen begutachtet, ob sie eine Bezeichnung aufweisen. Wenn sie bezeichnet wurden, kann man gezielt im Sicherungskasten diese Sicherungen herausnehmen und dann schauen, ob der RCD wieder auslöst oder nicht. Sind die Steckdosen nicht bezeichnet, dann hilft nur, alle Sicherungen, die vom RCD abhängig sind, herauszunehmen, und dann eine Sicherung nach der anderen hinzuzuschalten, bis der RCD wieder auslöst. Dann hat man meist die entsprechende Sicherung. Und spätestens jetzt benötigt man den Schaltplan, um nachzuschlagen, wo sich der Stromkreis der Sicherung befindet, denn in der Regel werden die Örtlichkeiten in dem Plan mit angegeben.
Damit man die Symbole, die in so einem Schaltplan verwendet werden, ihrer Bedeutung zuordnen kann, haben wir auf den nächsten Seiten einige Übersichten der wichtigsten Symbole zusammengestellt. Zum Glück sind die Linienbreiten und Größen nicht vorgeschrieben, sondern man kann sie frei nach Übersichtlichkeit wählen, um z. B. wichtige Betriebsmittel hervorzuheben oder die Beschriftung zu erleichtern. Jedoch sind bei den Abmessungen der Schaltzeichen bestimmte Proportionen zu beachten. So sind Sicherungen im Verhältnis 1:3 – Stirnseite zur Längenseite – auszuführen. Bei Widerständen soll das Verhältnis nur größer als 1:2 sein. Diese Pläne finden wir nicht nur für die festen Installationen in einem Haus, sondern auch die Veranstaltungstechniker werden, sobald die Produktion ein wenig größer ausfällt, ebenfalls solche Stromverteilungspläne anfertigen müssen, um die Übersicht zu behalten. Da bei Hausinstallationen meist eine spezielle CAD-Software wie E-Plan zum Einsatz kommt, sind dort auch gewisse Schemata bzw. ein Standard vorgegeben, die für den Veranstaltungstechniker und dessen begrenztes Einsatzgebiet meist zu umständlich werden. Deshalb werden die Elektro-Verteilerpläne meist mit den üblichen Zeichen- bzw. CAD-Programmen angefertigt, immer im Hinblick auf eine noch bessere Übersicht für alle Mitarbeiter, die mit dem Strom zu tun haben.
Noch wichtiger ist es aber diese Dokumentation so zu erstellen, dass auch andere Kollegen, welche die Anlage nicht aufgebaut haben, die Chance auf einen Durchblick erhalten. Gerade wenn man z. B. eine Messe verkabelt, ist es wichtig zu wissen, welcher Messestand auf welchem Verteiler aufgelegt ist – um nicht auf der Messe den Kabeln hinterherlaufen zu müssen. Denn erfahrungsgemäß fallen die Sicherungen immer kurz vor Messebeginn aus, wenn auf dem Stand die Kaffeemaschine und der große Staubsauger angeworfen werden, der mit seinem Elektromotor und dessen induktiver Last für einen zu hohen Anfangsstrom sorgt.
Beispiel eines Stromverteilungs-Plan
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