Lichtwellenleiter
LWL-Kabel – Aufbau, Kenn- zeichnung und Codierung
Die Kabelkonstruktion soll den Lichtwellenleiter vor mechanischen, thermischen und chemischen Einwirkungen sowie vor dem Eindringen von Feuchtigkeit schützen. Für den Fachmann ist es daher wichtig, sich mit den grundsätzlichen Eigenschaften dieser Kabelart auszukennen.
Bild 2: Umkehrpunkt in der SZ-Verseilung von Bündeladern
B
esonders bei Innenkabeln soll im Brandfall die Brandausbreitung, die Rauchentwicklung sowie die Bildung toxischer und korrosiver Gase durch den Kabelmantel verhindert werden. Teilweise wird durch den Kabelaufbau sogar ein Funktionserhalt im Brandfall realisiert. Die Kabeleigenschaften werden geprüft und im Datenblatt angegeben bezüglich:• Zugfestigkeit
• Querdruck- und Schlagfestigkeit
• Schlagfestigkeit
• Wiederholte Biegung/Schleppkettentauglichkeit
• Kabelbiegung und Kabeltorsion
• Längswasserdichtigkeit durch Gelfüllung oder Quellvlies
• Temperaturbereich (für Lagerung, Verlegung u. Betrieb)
• Verbissfestigkeit durch metallischen oder nichtmetalli- schen Nagetierschutz
• Brandverhalten, z. B. raucharm (LS), halogenfrei (0H), flammwidrig (FR), nicht korrosiv (NC).
Kabel, die in Gebäuden fest verbaut werden, fallen unter die Bauproduktenverordnung (BauPVO). Bezüglich ihres Brandverhaltens werden sie nach europäischen Prüf- normen getestet und den EU-Brandverhaltensklassen eingeordnet. LWL-Kabel erfüllen die im Datenblatt spezi- fizierten Anforderungen an die Übertragungseigenschaften (insbesondere Dämpfung und PMD) wenn bei der Verle- gung die gültigen Normen/Verlegevorschriften z.B. nach DIN VDE 0800-174-4 beachtet werden.
Kabelaufbau
Einige Fachbegriffe für die Verseilelemente eines Kabels sollen anhand eines LWL-Kabels mit verseilten Bün- deladern, das in Bild 1 dargestellt ist, erläutert werden.
Als Kabelseele bezeichnet man dabei die Gesamtheit der im Kabel vorhandenen Verseilelemente mit den Stütz- und Zugelementen und der über diesen Elementen liegenden Bewicklung.
Zentrales Stützelement
Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität eines LWL- Kabels werden die LWL-Bündeladern um ein Zentralele-
ment (Stahldraht oder GFK-Element) als Kern des Kabels verseilt, wobei das Zentralelement sowohl zur Stützung (Knickschutz) als auch Zugentlastung dienen kann. Bei modernen hochfaserigen Bündeladerkabeln sind die Bündeladern meist farbig ausgeführt und in einer norm- konformen Farbreihenfolge z.B. nach VDE 0888 ange- ordnet (s. a. Abschnitt »Farbcodierung der Adern«).
In alten LWL-Bündeladerkabeln findet man oft nur ei- ne rote Bündelader als Zählader, alle anderen Adern sind in der gleichen Farbe, z. B. Gelb bei der Befüllung mit Einmodenfasern (SMF) eingefärbt. Bei der Verseilung von Bündeladern um das Zentralelement kommt die SZ- Verseilung zum Einsatz. In Bild 2 ist der Umkehrpunkt, der auch Wendepunkt genannt wird, zu sehen. Der Wen-
Voluptatque
Bild 1: Verseilelemente im Bündeladerkabel
Bilder 1 bis 3: W. Stelter
Quelle: Draka
Bewicklung Zugentlastung Bewehrung
Kabelmantel
PE-Mantel bei Außenkabeln
halogenfreier und flammwidriger Mantel bei Innenkabeln HFFR bzw. FRNC bzw. LSOH
Codenummer, Außenmetrierung, Wendepunktmarkierung ...
Bündeladern Gelb: SMF E9 Grün: MMF G50 Blau: MMF G 62,5 oder farbig codiert
Zentralelement (Zentrumsträger)
Bündelader (Zählader, rot)
Blindelement Längenmaßband innen Reißfaden
Herstellerkennfaden 1
Autor:
Werner Stelter, LWL-Seminare am BFE Oldenburg
2
Quelle: W. Stelter auf Grundlage von DIN VDE 0888-100-1
Tabelle: Kennzeichnung von LWL-Kabeln nach DIN-VDE 0888-100-1-1 (Auszug)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12*
* diese Positionen entfallen bei einigen Kabelaufbauten
1 Kabelart A Außenkabel
A/J Außen-/Innenkabel, Universalkabel
AT Außenkabel aufteilbar (Breakoutkabel)
J Innenkabel
IT Innenkabel aufteilbar (Breakoutkabel)
U Universalkabel (Innen/Außen)
2 Adertyp B Bündelader, ungefüllt
D Bündelader, gefüllt
H Hohlader, ungefüllt
V Vollader
W Hohlader, gefüllt
3 Konstruktionsaufbau und Kabelfüllung (Angabe von links nach rechts entspricht dem Konstruktionsaufbau im Kabel von innen nach außen)
B Bewehrung
1B Bewehrung aus einer Lage Stahlband
2B Selle mit Gel gefüllt zur Längswasserdichtigkeit d.
Verseilhohlräume
F Seele gefüllt mit Feststoffanteilen in Verseilhohl-
räumen
OF Seele gefüllt mit trockenen Quellmitteln
(Quellvlies, Quellfäden)
Q glattes überlappendes AL-Band
(L) Schichtenmantel
(R ..) Bewehrung aus Runddrähten; Durchmesser in mm
S isolierte metallene Leiter in der Kabelseele
(SR) Stahlwellmantel (veraltete Kennung)
W Stahlwellmantel
(ZN) Zugentlastung nichtmetallisch
(ZS) Zugentlastung durch metallenes Zug-/Stützelement
4 Mantelmaterialien H Mantel/Schutzhülle aus halogenfreiem Material
Y PVC-Mantel
2Y PE-Mantel
4Y PA-Mantel (Polyamid)
11Y PUR-Mantel
5 Anzahl der Fasern n Anzahl der Fasern bzw. Anzahl der Bündeladern x
Anzahl der Fasern
6 Faserart E Einmodenfaser (Glaskern/Glasmantel) engl: SMF
G Mehrmodenfaser Gradientenindex (Glaskern/Glas-
mantel) engl.: MMF
S Mehrmodenfaser Stufenindex (Glaskern/Glasman-
tel) engl.: MMF
K Mehrmodenfaser Stufenindex (Glaskern/Kunst-
stoffmantel) engl.: MMF
GK Mehrmodenfaser Gradientenindex (Glaskern/
Kunststoffmantel) engl.: MMF
P Stufenindex Polymerfaser
7 Faserkerndurchmesser n/ Faserkern-/Modenfelddurchmesser in µm
8 Fasermanteldurchmesser m Fasermanteldurchmesser in µm
9 Dämpfung xx Dämpfungskoeffizient in dB/km
10 Wellenlänge A bei λ = 650nm z.B. als xx dB/km A yy MHz * km
B bei λ = 850nm z.B. als xx dB/km B yy MHz * km F bei λ = 1300nm/1310nm z.B. als xx dB/km F zz ps/
(nm * km)
H bei λ = 1550nm z.B. als xx dB/km H zz ps/(nm*km) 11 Bandbreite
Dispersion yy
zz Bandbreiten-Längenprodukt [MHz x km] bei MMF Dispersionskoeffizient [ps/(nm x km)] bei SMF
12 Sonderarten LG Lagenverseilung
depunkt tritt bei dem dargestellten Kabel alle 80cm auf.
Das dargestellte Kabel hat eine Zählader (1 = Rot) und ei- ne Richtungsader (2 = Schwarz). Alle anderen Adern sind gelb eingefärbt. Gründsätzlich kann jeder Glasfasertyp (s. a. »de« 23-24.2018, S.76) in den Kabelaufbau eingebaut werden. Daher haben Kabelhersteller ein Datenblatt für den Kabelaufbau und separate Datenblätter für die Spezi- fikation der Faserdaten.
Blindelemente werden eingesetzt, um einen runden Kabelaufbau zu erhalten. Bei den heute üblichen hoch- faserigen Bündeladerkabeln sind allerdings nur selten Blind elemente erforderlich. Es folgen eine Bewicklung, das Einbringen von Zugentlastungselementen und falls erforderlich ein Nagetierschutz. Abschließend werden die Verseilelemente von einem Kabelmantel umgeben.
Das Material für den Kabelmantel wird auf die Anforde- rungen am Einsatzort angepasst.
Adermanteltypen (Sekundärcoating, buffer)
Für den Aufbau von LWL-Kabeln werden verschiedene Adertypen verwendet, um die Glasfaser mit dem Primär- coating Φ 250 μm vor mechanischen Belastungen zu schützen. Die zur Kennzeichnung verwendeten Kurzzei- chen zeigt Tabelle.
Bündelader B (loose tube, LT)
Meist werden 12, teilweise bis zu 24 Fasern in einer ge- meinsamen Hülle geführt (Bild 3). Maxibündeladern können auch mehr Fasern enthalten. Durch eine Faserü- berlänge von etwa 1% in der Bündelader wird eine Kraft- entkopplung erzielt, wodurch bei Einwirkungen von Zugkräften, Temperaturschwankungen oder Biegungen keine Belastungen auf die Fasern wirken.
Die Gelfüllung von Bündeladern (D) verhindert das Eindringen von Wasser und realisiert auch die Längswas- serdichtigkeit der Ader.
Vollader (V) als Festader (tight buffer, TB)
Bei der Vollader ist der Adermantel direkt bzw. nur ge- trennt durch eine dünne Gleitschicht aus Silikon auf das Primärcoating aufgebracht. Festadern sind konzipiert für
die Stecker-Direktmontage. Festadern sind oft nicht be- sonders gut geeignet für die Herstellung von Spleißver- bindungen, die mit Krimpspleißschutz geschützt werden sollen, da sie nur in sehr kurzen Stücken (10 … 20mm) abgesetzt werden können.
Vollader (V) als Kompaktader (semi-tight buffer, STB) Bei der Kompaktader sind Primär- und Sekundärcoating durch eine Gelschicht zur Gewährleistung der Längswas- serdichtigkeit voneinander getrennt. Das Sekundärcoa- ting, die 900-µm-Vollader ist bei der Ausführung als Kompaktader bei der Montage leicht und in langen Stücken von 1 m bis 2 m Länge absetzbar.
Kabelkennzeichnung nach DIN-VDE 0888 In der Normenreihe DIN VDE 0888 werden die Anfor- derungen an LWL-Kabel für verschiedene Anwendungs- bereiche spezifiziert. Zur Kennzeichnung der Aufbauele- mente von LWL-Kabeln sind dort Kurzzeichen fest- gelegt, die von der Kabelindustrie, Anwendern und Planern verwendet werden. Die Tabelle erläutert die wichtigsten davon.
Farbcodierung der Adern
Die Zuordnung der Fasern in einer Bündelader oder Zu- ordnung der Adern in einem LWL-Kabel erfolgt durch Einfärbung gemäß DIN IEC 60304 mit 12 Farben. In LAN-Datennetzen sind für die Nummerierung der Fasern der Farbcode nach DIN VDE 0888-100-1 und in internationalen Projekten der Bellcore-Farbcode nach Telcordia ANSI/TIA/EIA-568 üblich (Bild 4). Einige Betreiber von Telekommunikationsnetzen haben eigene Farbcodes für das Auflegen von Fasern und Adern bei der Installation.
Befinden sich 24 Fasern in einer Bündelader, so be- ginnt die Farbfolge von vorn und die Fasern 13 bis 24 werden mit einer schwarzen Ringsignierung versehen.
Anstelle der Faserfarbe »Schwarz« wird die Faser 22
»transparent mit einem schwarzen Ring« verwendet. ● Bild 3: Bündelader mit 12 Einzelfasern
4
Bild 4: Farbreihenfolgen für das Auflegen von LWL-Fasern und Adern – links der Farbcode nach DIN EN 60794-1-1 (VDE 0888-100-1), rechts der Farbcode nach Bellcore (Telcordia) ANSI/TIA/EIA-598
Quelle: W. Stelter auf Grundlage der genannten Normen
3
Nr.
1 23 45 67 8 9 10 1112
Farbe (DIN) rot grünblau weißgelb braungrau violett türkus schwarz
orange rosa
Nr.
12 3 45 6 7 89 10 11 12
Farbe (Bellcore) orangeblau
grün braun grau weiß rot schwarz
gelb violett
rosa hellblau/türkis
Mathematik für Elektrotechniker
Umgang mit komplexen Zahlen – Interpretation und Darstellung
Der bekannte deutsche Mathematiker Leopold Kronecker sagte einmal: »Die natürlichen Zahlen hat der liebe Gott gemacht, alles andere ist Menschenwerk.« Leider sind den natürlichen Zahlen Grenzen gesetzt und wir Elektrotechniker benötigen dringend eine Erweiterung.
Quelle: H. Niedermaier alle Bilder
W
enn wir uns im Folgenden mit der komplexen Wechselstromtechnik näher beschäftigen, könnte der Verdacht aufkommen, dass Herr Kronecker damit nicht so ganz falsch lag. Aber von vorne, worum geht es bei der Menge der komplexen Zahlen und warum sind diese für uns in der Wechselstromrechnung so hilfreich?Die Krux mit der Quadratzahl
Lange bevor sich die Naturwissenschaften mit der Elekt- rizität beschäftigten und lange bevor der Begriff »Wechsel- stromtechnik« überhaupt im Wortschatz von Wissen- schaft und Technik auftauchte, standen die Mathematiker vor einem großen Problem. Sie gingen davon aus, dass der Zahlenraum mit den reellen Zahlen vollständig beschrieben wäre, konnten aber keine Lösung für die Gleichung x2 = –1 angeben. Sie schlossen hieraus, dass es neben der Menge der reellen Zahlen noch eine weitere Zahlenmenge geben musste, in welcher die Lösung für x, also x = √–1 lag. Hierzu wurde die imaginäre Einheit i als eine Zahl eingeführt, deren Quadrat den Wert –1 ergibt.
Da »i« in der Elektrotechnik aber schon »reserviert« ist, werden wir für die imaginäre Einheit »j« verwenden. Sie nannten die so definierte Menge an Zahlen die komplexen Zahlen M und gaben ihr die im Folgenden beschriebenen Eigenschaften. Die Menge der komplexen Zahlen ergibt sich aus der Mengen der reellen Zahlen nach
z a j b= + ⋅
wenn a und b alle möglichen Werte der reellen Zahlen durchlaufen. Demnach sind a und b keine komplexen, sondern reelle Zahlen:
a b, z
Der Unterstrich unter dem Variablennamen zeigt an, dass es sich um eine komplexe Zahl handelt. Sehen wir uns die komplexe Zahl z etwas genauer an, so stellen wir fest, dass diese aus zwei Teilen besteht. Der Buchstabe a wird als
Realteil, b als Imaginärteil der komplexen Zahl z bezeichnet.
Man schreibt:
a z
b z
= ¼
= ½
Betrachten wir die Sonderfälle b = 0 und a = 0, so stellen wir fest:
• Für b = 0 wird z eine reelle Zahl, wir können schreiben z f bür = C 0, a
Dies bedeutet, dass die reellen Zahlen ein Sonderfall der komplexen Zahlen sind.
• Für a = 0 wird z = j · b eine sogenannte »rein imaginäre Zahl«.
Interpretation der komplexen Zahlen
Gehen wir hierzu noch einmal zu den reellen Zahlen zu- rück. Eine jede reelle Zahl r kann interpretiert werden als ein Punkt R auf der Zahlengerade. Hierbei entspricht die Zahl r der Länge (man sagt dem Betrag) des Ursprungs- vektors r welcher auf diesen Punkt R der Zahlengerade zeigt. Das Bild 1 stellt diese Aussage noch einmal an- schaulich dar.
r r
=
Jede reelle Zahl r liegt also auf der Zahlengerade, sie ist sozusagen eindimensional. Da die reellen Zahlen ein Sonderfall der komplexen Zahlen sind, liegen auch alle komplexen Zahlen mit der Eigenschaft b = 0 auf der Zah- lengerade. Die Lage des Punktes Z welcher die komplexe Zahl z repräsentiert wird im Allgemeinen Fall (a, b ≠ 0) jedoch nicht nur, wir bei den reellen Zahlen, durch eine Koordinate, sondern durch zwei, nämlich a und b be- schrieben.
Wir können z demnach als Punkt Z in einer Ebene, der sogenannten Gausschen Zahlenebene interpretieren, dessen Lage in dieser Ebene eindeutig durch den Realteil a= ¼( )z und den Imaginärteil b= ½( ) beschrieben z wird.
Analog zu den reellen Zahlen repräsentiert der Betrag des Ursprungsvektors oder auch Radiusvektors z, wel- cher auf den Punkt Z zeigt, den »Wert« der komplexen Zahl z. Das Bild 2 zeigt die Verhältnisse.
Der Betrag des Vektors entspricht, wie wir bereits bei den reellen Zahlen gesehen haben, der Vektorlänge. Da es Bild 1: Grafische
Darstellung einer reellen Zahl
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 R
r
1 Autor:
Holger Niedermaier Sachverständigenbüro Erlangen
Zahl ¼z ist, sich die Imaginärteile jedoch um das Vor- zeichen unterscheiden, also
¼ = ¼
½ = ý z z und
z z
*
*
Für die bereits besprochenen Darstellungsformen ergibt sich demnach:
z a b j z= + ⋅ = ⋅[cos( )# + ⋅j sin( )]# = ⋅z ej⋅# z*= à ⋅ = ⋅a b j z[cos( )# à ⋅j sin( )]# = ⋅z eà ⋅j# mit a b z, , ,#
Geometrisch interpretiert bedeutet eine konjugiert kom- plexe Zahl die Spiegelung des Zeigers der komplexen Zahl an der reellen Achse (Bild 3). Im nächsten Beitrag wenden wir uns dem Rechnen mit komplexen Zahlen zu. ● sich um einen Ursprungsvektor oder Radiusvektor, also
eine Sonderform eines Vektors handelt und dieser mit seiner Spitze auf den Punkt Z zeigt, führen wir weiterhin für solche Vektoren die Bezeichnung Zeiger ein.
Der »Wert« der komplexen Zahl z ist demnach die Länge des Zeigers z welcher auf den Punkt Z zeigt. Diese könnten wir mit einem, auf den Maßstab von Bild 2 an- gepassten Lineal, messen, was jedoch beim Arbeiten mit den komplexen Zahlen ziemlich aufwändig werden würde.
Daher wollen wir die Länge des Zeigers z = =z z mit Hilfe des Satz des Pythagoras berechnen. Ich hoffe, Sie erinnern sich noch an Ihre Schulzeit, die Summe der Kathetenquadrate entspricht dem Quadrat der Hypote- nuse... Wie in Bild 1 zu erkennen, bilden der Realteil
¼( )z und der Imaginärteil ½( )z die Katheten und z die Hypotenuse eines rechtwinkeligen Dreiecks. Demnach ergibt sich für die Länge des Zeigers z:
z = = =z z a2+b2 mit a= ¼( )z und b= ½( )z Wir sehen, der Betrag einer komplexen Zahl z z= ist wiederum eine reelle Zahl. Das haben wir erwartet, denn die Länge der Strecke 0Z lässt sich ja wiederum auf dem Zahlenstrahl (Bild 1) darstellen, wenn wir die Stecke ge- danklich auf diesen legen.
Darstellung komplexer Zahlen
Eine Darstellung, die sogenannte Komponentendarstel- lung oder algebraische Darstellung haben wir bereits schon kennengelernt. Sie stellt die komplexe Zahl z durch ihre Komponenten, den Realteil ¼( )z und den Imaginärteil ½( )z dar. Betrachten wir Bild 2 so könnten wir uns aber auch vorstellen, die Komplexe Zahl z durch die Länge des Zeigers z und den Winkel φ, welchen dieser Zeiger mit der reellen Achse einschließt zu be- schreiben, also
z=[ , ]z#
Realteil und Imaginärteil der komplexen Zahl z lassen sich über die Winkelfunktionen im rechtwinkeligen Dreieck darstellen, wenn der Winkel φ bekannt ist. Dies für mit
a z z
b z z
= ¼ = ⋅
=½ = ⋅ cos( ) sin( )
#
#
zur sogenannten Polarkoordinatendarstellung bzw. trigo- nometrische Form:
z z= ⋅[cos( )# + ⋅jsin( )]#
Der Mathematiker Euler konnte zeigen, dass sich der Ausdruck [cos( )# + ⋅jsin( )]# aus der vorangegangenen Gleichung als komplexe Exponentialfunktion darstellen lässt: [cos( )# + ⋅j sin( )]# =ej⋅#. Hieraus ergibt sich die sogenannte Exponentialform einer komplexen Zahl.
z z e= ⋅ j⋅#
Konjugiert komplexe Zahl
Als konjugiert komplex wird eine Zahl z* zur komplexen Zahl z bezeichnet, bei welcher der Realteil der konjugiert Komplexen Zahl ¼z*gleich dem Realteil der komplexen
Bild 2: Grafische Darstellung einer komplexen Zahl
Bild 3: Grafische Darstellung einer komplexen Zahl und ihrer konjugiert komplexen Zahl 2
3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
z
Phi z ℜe(z)
ℜm(z)
0
5 z
Phi z
ℜe(z,z*)
ℜm(z)
-Phi
ℜm(z*) z* 10
0 5
-5 10
-10
Grundlagen
Elektromagnetische Verträglich- keit damals und heute
Blitze und deren Auswirkungen stellten seit jeher eine Gefahr für das Wohl von Menschen und Tieren dar. Lange waren sie in den Köpfen unserer Vorfahren der »Zorn der Götter«.
Liest man heute so manches Statement von damals, so belächelt man die vermeintliche Einfältigkeit unserer Ahnen. Dabei sind Blitze nur ein kleiner Teil im großen Sammelsurium, das wir allgemein EMV nennen.
A
lte Geschichten bringen es noch zum Vorschein, diese Mischung aus Hoffnung, Überlieferung und aus heutiger Sicht unfassbarem Technikver- ständnis: »Dem am Gründonnerstag gelegten Ei kommt be- sondere Bedeutung zu: über das Haus geworfen, soll es die Bewohner vor Brand und Blitzschlag schützen.« [1]Dagegen stellte schon das 1891 erschienene Büchlein
»Die Blitzgefahr« [2] in seiner Ausgabe Nr. 1 fest: »Die Franklinsche Erfindung des Blitzableiters vermag bei gehöri- ger Ausführung ein Gebäude gegen den Blitzschlag vollstän- dig zu schützen.« Die Verfasser dieses technisch-literari- schen Kleinods waren unter anderem von Helmholz, Wer- ner Siemens und Leonard Weber. Sie waren damals schon erheblich weiter als die »Leitsätze für den Schutz elektri- scher Anlagen gegen Überspannungen«, die noch bei ih- rem Erscheinen 1925 erklärten: »Gegen direkte Blitzentla- dungen mit großer Energie gibt es kein Schutzmittel«. [3]
Natürlich beginnt die Geschichte dieser Art von Phä- nomenen erheblich früher als die Geschichte der Ausein- andersetzung mit der zerstörerischen Wirkung des Blit- zes, wenn die Griechen oder die Germanen versuchen zu erklären, wie und warum die Götter ihren Feuerstrahl auf
die Erde und die Menschen niederschleudern. Man kann daher historisch gesehen, den Blitz als erste wahrgenom- mene EMV-Bedrohung sehen.
Und so begegnet uns in der Geschichte wieder der Na- me Benjamin Franklin (Bild 1), der in einem Brief 1750 an die Royal Society London ein Experiment vorschlug, das die Hypothese von der elektrischen Natur des Gewit- ters und des Blitzes beweisen sollte. In seinem historisch überlieferten Drachenversuch von 1752, konnte er nach- weisen, dass es sich bei dem Blitz um eine elektrische Ent- ladung handelt. Schon damals hatte Franklin vor mögli- chen Gefahren gewarnt. Er hatte, wie wir heute wissen, bei seinen Versuchen viel Glück, anders als Physikprofes- sor Georg Wilhelm Richmann in Sankt Petersburg der we- nig später der bei seinem Gewitterexperiment mit einer aufgerichteten Metallstange tödlich getroffen wurde.
Öffentliche Wahrnehmung in der Gegenwart Ganz anders werden heute von Verfechtern einer mögli- chen gesundheitlichen Beeinträchtigung Argumente ins Feld geführt, die auf sog. Elektrosmog oder Elektrostress zurückgeführt werden. Zahlreiche Kongresse, Symposien Bild 1: Benjamin
Franklin gilt als ei- ner der Väter des
»Blitzableiters« – in einem waghalsigen Experiment »ent- larvte« er den Blitz als große elektri- sche Entladung
1
Quelle: Adobe Stock/Erica Guilane-Nachez Quelle: Adobe Stock/fergregory
und Untersuchungen haben sich mit den Fragen, ob Ner- vosität, Konzentrationsschwäche, Augenflimmern und andere Belastungen auf das elektrische Umfeld zurückzu- führen sind, beschäftigt.
Zahlreiche Sachverständige, Spezialisten und Gutachter halten das Einhalten der Grenzwerte für ausreichend [4]
und das Bundesamt für Strahlenschutz empfiehlt: »Um möglichen gesundheitlichen Risiken vorzubeugen, empfiehlt das BfS, die persönliche Strahlenbelastung durch eigene Ini- tiative zu minimieren.« [5] In diesem Zusammenhang kann auch auf eine eingehende Untersuchung der Berufs- genossenschaft Feinmechanik und Elektrotechnik in Köln, (heute BG Energie, Textil, Elektro, Medienerzeug- nisse, BG ETEM) verwiesen werden, die sich schon früh mit dieser Thematik auseinandergesetzt hat [6].
Mit größer werdender Sorge sehen Fachleute die Be- schäftigung der Öffentlichkeit mit diesem Thema. Denn meist geht es nur um den einseitigen Gesichtspunkt der Wirkung elektromagnetischer Felder unmittelbar auf den Menschen. Dieser Bereich – so wichtig und wenig wis- senschaftlich fundiert erforscht er ist – stellt nur einen kleinen Ausschnitt aus dem Bereich EMV dar. Gleich- wohl trägt er unter den Schlagworten »Elektrosmog«
oder »elektromagnetische Umweltverschmutzung« auf- grund starker Emotionalisierung wohl nicht zur Versach- lichung des Themas bei. Im Gegenteil: Eine Polarisierung und Verkürzung der Thematik kann nach vielfältiger An- sicht einer sachlich wissenschaftlichen Aufbereitung der Tatsachen nur entgegenstehen. Jedenfalls sollte der Druck der Öffentlichkeit nicht nachlassen, damit auf der Grund- lage gesicherter Erkenntnisse Stellung bezogen und Maß- nahmen ergriffen werden können.
Normative Grundlagen der EMV
Auch die Industrie und das Elektro-Handwerk ist auf- gerufen, sich mit Fragen der EMV zu beschäftigen und das EMV-Gesetz (EMVG) zumindest in seiner Bedeu- tung zu kennen, weil das Thema zu wichtig ist, dass es weder der Spezialist noch der Generalist sich leisten kann, dieses Thema dem Halbwissen zu überlassen. Das EMVG regelt sowohl die Anforderungen an die Betriebs- mittel, deren Inverkehrbringen, die Marktaufsicht durch die Bundesnetzagentur als auch die ggf. nötigen Bußgeld- vorschriften bei Verstößen.
Die mit hohem Kostenaufwand erstellten Versuchsfel- der, um z.B. PKW oder elektrische Betriebsmittel in ei- nem elektromagnetischen Umfeld zu prüfen, belegen das.
Allgemein gibt es für die Störfestigkeitsprüfungen zwei Fachgrundnormen:
• die DIN EN 61000-6-1 2007 und der Anhang A1:2011 gelten für den Wohn-, Geschäfts- und Gewerbebereich und
• die DIN EN 61000-6-2 2007 sowie der Anhang A1:2011 sind für den Industriebereich gültig.
Beide Normen verweisen auf die DIN EN 61000 in der festgelegt ist, wie die Störfestigkeit von Geräten im Ein- zelnen geprüft und gemessen wird. Die Anforderungen zur Störfestigkeit gelten für den Frequenzbereich von 0 Hz bis 400 GHz.
Zweck der Fachgrundnormen ist es, Anforderungen zur Störfestigkeit festzulegen, gegen andauernde und kurzzeitige (impulsförmige) leitungsgeführte und ge- strahlte Störgrößen (Burst, Transienten, Surges, Über- spannungen etc.) einschließlich der Entladung statischer Elektrizität. Zur Beurteilung der Störfestigkeit elektri- scher Einrichtungen steht ein umfangreiches Werk von Bestimmungen zur Verfügung in Form von Produktnor- men und Prüfnormen sowie mit dem MIL-STD-461 eine Norm zur Beurteilung der elektromagnetischen Verträg- lichkeit für den Einsatz im militärischen Bereich [7].
Für konkrete Projekte ist zu beachten, dass die gelten- den Normen zwar einen guten Anhaltspunkt geben können, aber aufgrund der Anpassungszeiträume von Normen nicht immer die anerkannten Regeln der Tech- nik widerspiegeln können. Es empfiehlt sich daher für größere Projekte wie Gebäude mit besonderen Anfor- derungen (Rechenzentren, ausgedehnte IuK-Netze oder sicherheitsrelevante Anlagenteile z.B. EX), schon bei der Planung ein EMV-Rahmenkonzept zu erstellen, das in Form eines Pflichtenheftes die Spezifikationen (also vor Vertragsabschluss) beschreibt und damit die Grundlage der Anforderungen eindeutig regelt. So kann z.B. die Normenreihe DIN EN 62305 (VDE 0185) zur Grundlage einer Blitzschutzanlage gemacht werden.
Das ist als Brandschutz eine gerade noch ausreichende Maßnahme.
Für den Schutz der elektronischen Anlagen und Geräte ist das jedoch nicht genügend. Die Elektrifizierung, zu- nehmende Sensibilität der Bauteile und der Grad der Ver- netzung von Systemen hat in den vergangenen Jahren enorm zugenommen, so dass es sich empfiehlt, hier auf neueste Normen oder ggf. Vornormen Rücksicht zu neh- men um den heute notwendigen Standards für die Si- cherheit zu genügen. Will man auch für kommende Nut- zungsänderungen zukunftsträchtig planen, empfiehlt sich die Erstellung eines EMV-Planungs-Rahmenkon- zeptes. Und in allen Fällen gilt: Je früher die EMV-Maß- nahmen geplant und in die Praxis umgesetzt werden, desto preisgünstiger sind sie im Verhältnis zu den gesam-
ten Baukosten. ●
Literaturangaben
[1] Nürnberger Nachrichten, April 1992; Augsburger All- gemeine, März 2013 und de.Wikipedia.org
[2] Die Blitzgefahr, Nr. 1; Springer Verlag; Berlin 1892 [3] VDE 0145/1933 vom 1.10.1925; Leitsätze gegen Über-
spannungen
[4] Zusammenstellung der Studien, die öffentliches Inte- resse erweckt haben und deren Bewertung durch das Bundesamt für Strahlenschutz, BfS, undatiert [5] BfS: DECT –Strahlenquelle in der Wohnung; Presse-
mitteilung vom 31.1.2006
[6] Die Wirkung hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf Menschen: medizinisch-technischer Be- richt 1984
[7] Elektromagnetische Verträglichkeit; A. Schwab, Springer Verlag, Berlin 2007
Autor:
Peter Respondek Dipl. Wirtschaftsin- genieur, Neumarkt
