LandanschlussSo kommt der Landstrom sicher an Bord

Stefan Schorr

 · 06.01.2023

Der Anschluss an Bord sollte ­wassergeschützt sein und  nicht, wie auf dem Foto, im ­Trittbereich liegen
Foto: YACHT/K.Andrews

Auf 230-Volt-Landstrom mag im Hafen kaum jemand verzichten. Was zu beachten ist, damit der Landanschluss nicht zum Sicherheitsrisiko an Bord wird, und was Sie kontrollieren sollten

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Der erste Segeltag mit der gebraucht gekauften Yacht wusste zu gefallen. Die relativ neuen Segel standen bestens, das Seeverhalten erwies sich als angenehm, das Anlegemanöver unter Maschine klappte problemlos. Nun ist das Boot sicher vertäut. Schnell noch das Landstromkabel legen, und der gemütliche Teil des Tages kann beginnen.

Verlagssonderveröffentlichung

Nun ja. Der Voreigner hat ein wenig vertrauenerweckendes altes Stromkabel in der Backskiste hinterlassen, das er bisher in die nächstbeste Schuko-Steckdose auf dem Steg steckte. In der Mehrfachsteckdose, die in der Backskiste am Kabel hängt, ist das Batterieladegerät angeschlossen. Kann dort ruhigen Gewissens zusätzlich ein elektrischer Keramikheizlüfter dran? Fehlerhafte Elektrik führt immerhin am häufigsten zu Bränden auf Yachten. „Die Brandursache lässt sich in rund 80 Prozent der Fälle darauf zurückführen“, erklärt Holger Flint. Der Leiter der Schadensabteilung vom Hamburger Yachtversicherer Pantaenius berichtet zudem von einer deutlichen Zunahme von Brandschäden. „Im Jahr 2017 lagen wir bei einem Anteil von etwa 10 Prozent, aktuell kommen wir auf fast 20 Prozent der Gesamtschadenzahl, wobei das Schadenvolumen in Summe überproportional bei etwa 26 Prozent liegt. Brandschäden bleiben logischerweise eine der häufigsten Ursachen für Totalverluste.“

Bei altersschwacher Elektrik besteht also dringender Handlungsbedarf, egal, ob das Boot gebraucht gekauft oder bereits länger im Besitz ist. Der Landstrom soll auf unserer Beispielyacht künftig sicher an Bord gelangen und ein 230-Volt-Stromnetz mit fünf Steckdosen in der Yacht versorgen.

Lebensgefahr – Elektrik-Laien sollten professionelle Hilfe in Anspruch nehmen

In unserem Fall liefert Torsten Roth von der Bremerhavener Firma Roth Funktechnik & Yachtelektrik die Unterstützung. Roth listet das benötigte Material für eine 230-Volt-Wechselstrom-Versorgung auf. Der Fachmann bietet an, dass Eigner die zeitintensiven, aber weniger anspruchsvollen Arbeitsschritte zunächst selbst ausführen können. Mit dem Verlegen der Stromleitungen und der Montage von Landanschlussübernahme, Kleinverteilerkasten und Steckdosen an Bord lässt sich ein Arbeitstag Handwerkerlohn sparen. Verbaut werden dürfen verständlicherweise ausschließlich die vom Elektriker zur Verfügung gestellten Komponenten mit einer Zulassung des Verbandes der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (VDE). „Ich halte schließlich meinen Kopf dafür hin, wenn irgendetwas nicht funktioniert“, erklärt der 47-jährige Roth.

Maßgeblich für die Arbeit an einem 230-Volt-Stromnetz auf Yachten ist die DIN EN ISO 13297 „Kleine Wasserfahrzeuge – Elektrische Systeme – Wechselstromanlagen“. „Diese Norm dient dem Personenschutz, der Sicherheit von elektrischen Systemen und dem Brandschutz auf kleinen Wasserfahrzeugen“, heißt es auf der Homepage der DIN-Normenstelle Schiffs- und Meerestechnik (NSMT) in Hamburg. Kleine Wasserfahrzeuge sind mit einer Rumpflänge kleiner 24 Meter definiert. Dass diese Norm lediglich als rund 100 Euro teure PDF-Datei zur Verfügung steht, reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass Yachteigner sie sich besorgen. Ein Elektrik-Profi weiß hingegen, was vorgeschrieben ist. Ein weiterer Grund für fachmännische Unterstützung: „Bei der Kombination 230 Volt und Wasser sollte man schon genau wissen, was man tut“, warnt Torsten Roth. Ein Stromschlag von 230 Volt kann tödlich sein. „Halbwissen und Strom sind generell keine gute Kombination, auch nicht bei 12 Volt“, erklärt Roth mit Blick auf teils abenteuerliche Elektroinstallationen auf Yachten.

Komponenten aus der Berufsschifffahrt sind sicherer als Yacht-Zubehör

Da Torsten Roth und seine drei Mitarbeiter seit 1999 nicht nur für Yachtwerften, sondern auch regelmäßig auf Berufsschiffen arbeiten, nutzt er am liebsten den für die Berufsschifffahrt vorgeschriebenen Industriestandard. „Verwendet man hiervon die richtigen Komponenten, sind diese um Klassen besser als die speziell für den Yachtbereich hergestellten.“ Auch die schickeren Yachtkomponenten müssen selbstverständlich über eine VDE-Zulassung verfügen.

Als Erstes wird das alte Stromkabel des Voreigners entsorgt. In europäischen Marinas ist an den Stromsäulen die CEE-Stromverteilung das einzig zulässige System für den Landstrom. CEE-Stecker und -Kupplung gehören direkt ans Landstromkabel, der blaue Stecker wird in die Stromsäule eingesteckt. Bis zu einer Kabellänge von 15 Metern kann laut Roth ein dreiadriges Kabel mit einem Querschnitt von 1,5 Quadratmillimetern verwendet werden. Ab 25 Meter Kabellänge sind 2,5 Quadratmillimeter vorgeschrieben. Ein langes Landstromkabel in handlichere Längen zu teilen ist Quatsch. Das Kabel muss „unterbrechungsfrei vom Landstrom zum Schiff geführt werden“. „Jede Steckverbindung schwächt das System“, erklärt Roth. Auch sollten keine zwei Kabel mit unterschiedlichen Kabelquerschnitten kombiniert werden. Ein zu dünner Kabelquerschnitt führt zu Spannungsverlusten. Im schlechtesten Fall kommen also statt 230 nur noch 200 Volt an Bord an. Die restlichen 30 Volt sind auf der Kabellänge geblieben. Diese Spannung wurde in Leistung, also Wärme, „verbrannt“.

Mit der Gefahr möglicher Kabelbrände packt den Fachmann das kalte Grausen

Riskant ist es zum Beispiel, wenn an einem CEE-Schuko-Adapter mehrere Schuko-Kabeltrommeln hintereinanderhängen, um den Landstrom über weite Strecken zur Yacht zu führen. Oder wenn in voll belegten Häfen zwei Yachten an einem CEE-Y-Kabel mit einem Stecker und zwei Kupplungen die Stromsäule nutzen. „Beides bitte tunlichst vermeiden!“

CEE-Kupplung und -Stecker werden mit einem federbelasteten Deckel und einem Riegel oder über einen kleinen Druckhebel gesichert. So trennt sich die Steckverbindung nicht unbeabsichtigt. Es gibt auch kleinere, elegantere Landstromübernahmen, deren Aufbaugehäuse und Stecker VDE-zugelassen sind. „Die geben aber meist schneller den Geist auf. Die Kontaktflächen sind deutlich kleiner als bei CEE und verbrennen deshalb schnell“, sagt Roth. Auf größeren Yachten werden durchaus zwei Landstromübernahmen verbaut. Je nachdem, wie die Yacht angelegt hat, wird das Landstromkabel am Bug oder am Heck eingesteckt. Eine Umschaltung muss dafür sorgen, dass auf den Polen der Kupplung, die gerade nicht in Gebrauch ist, sicher keine 230 Volt anliegen.

Von der Landstromübernahme, so heißt die Steckverbindung zum Kabel im Fachjargon, wird eine maximal ein Meter lange Leitung zum bordeigenen Sicherungskasten mit Fehlerstomschutzschalter verlegt. Alle 230-Volt-Stromleitungen müssen dann dort beginnen. Robustes PUR-Kabel auch auf der Yacht zu verwenden hält Torsten Roth für übertrieben. Ebenso die Kabel, die für die Berufsschifffahrt zugelassen sind. Er setzt auf flexibles, ölbeständiges Ölflexkabel.

Übliche Haushalts-Kabel sind ein No-Go!

Auf keinen Fall dürfen an Bord Kabel mit starren Drähten wie zu Hause verwendet werden – sie könnten durch Vibrationen brechen. Stattdessen muss jede Leitung aus einzelnen flexiblen Drähten, sogenannten Litzen, bestehen. Der Querschnitt der Leiter muss mindestens 2,5 Quadratmillimeter betragen. Das eigentliche Stromkabel wird durch VDE-zugelassenes hoch flexibles Schutzrohr geführt. Dieser Wellschlauch ist temperaturresistent, UV- und ölbeständig und erfüllt den Standard IP65, bietet also auch Schutz gegen Strahlwasser. An den Steckdosen erfolgt die Kabelführung von unten ins Gehäuse, damit keine Feuchtigkeit am Kabel entlang hineinfließt.

Wenn alle Steckdosen montiert und die Stromleitungen in ihren Schutzrohren verlegt sind, kommt der Elektriker zum Anklemmen an Bord. Das Boot wird vor seinem Arbeitsbeginn zunächst stromlos gemacht: das Landstromkabel also abgezogen und die Batterien abgeklemmt.

Alle verlegten 230-Volt-Elektroleitungen laufen am Kleinverteiler genannten Sicherungskasten zusammen. In der feuchtigkeitsgefährdeten Umgebung an Bord muss laut DIN EN ISO 13297 ein Fehlerstrom-Schutzschalter (FI oder RCD = Residual Current Device) vorhanden sein. Die auch Personenschutzschalter genannte Sicherung muss sich innerhalb von einem Meter nach der Landstromübernahme befinden. „Der Personenschutzschalter ist an Bord dringend erforderlich“, sagt Elektriker Roth. „Man kann ja nie wissen, ob das Stromnetz auf dem Steg mit einem solchen abgesichert ist. Wer keinen FI an Bord hat, kann den Schutzschalter in einer transportablen Box am Landstromkabel einbauen, das ist besser als nichts.“

Ist in einem Stromkreis alles in Ordnung, fließt genauso viel Strom zum Verbraucher hin wie wieder von ihm weg. Durch einen Fehler, wie etwa eine beschädigte Isolierung, kann aber auch ein Teil des Stroms ab- statt durch die Leitung zurückfließen. Im ungünstigsten Fall durch einen geerdeten Menschen. Damit selbst im Fall eines Stromschlags keine Lebensgefahr besteht, vergleicht der FI die Strommenge auf dem Hin- und Rückweg. Beträgt der Unterschied mehr als 30 mA, werden beide Pole sofort getrennt. Der FI-Schalter löst übrigens nur dann aus, wenn wirklich 230 Volt bei ihm ankommen. Über die Testtaste ergibt sich damit eine einfache Möglichkeit, den Landstrom zu überprüfen. Liegt die volle Spannung an, sollte ein Druck auf die Taste den Stromkreis sofort unterbrechen.

Um sicherzugehen, dass der Schutzschalter korrekt arbeitet, sollte die Testtaste regelmäßig betätigt werden. Das Testintervall steht in den Unterlagen zum FI.

Bord-FI löst aus das können die Ursachen sein

Löst der FI im Bordalltag aus, gibt es dafür zwei klassische Gründe. „Am häufigsten ist Feuchtigkeit in der Landstrom-Anschlussdose“, weiß Roth. Gefolgt vom Warmwasserboiler. „Irgendwann verabschiedet sich im Boiler die Heizpatrone oder der Heizstab. Oder im Frühjahr läuft der Boiler an, wenn noch kein Wasser im Wassertank nachgefüllt wurde. Dann läuft die Heizpatrone trocken, der FI löst aus.“

Wer an Bord auch mit einem Generator oder Wechselrichter 230-Volt-Strom produziert, muss technisch ausschließen, dass dieser auf den Landanschluss gerät. Sonst könnte der Strom am CEE-Stecker des Landstromkabels an den nicht vor Berührung geschützten Polen anliegen. Den Anschluss des erforderlichen Umschaltsystems sollte ein Profi ausführen.

Praktisch ist eine Netzkontrollleuchte, die im Kleinverteiler oder am Kartentisch installiert wird. Diese erkennt, wenn die Leiter N und L vertauscht sind. Das kann bei einer reinen CEE-Installation nur passieren, wenn der Stecker falsch angeklemmt wurde. Kommt man in einem Hafen jedoch nur mit einem Schuko-CEE-Adapter an Landstrom, obliegt es ohne Kontrollleuchte dem Zufall, welcher Leiter N und welcher L erwischt. Für die elektrische Funktion ist das irrelevant, ordnungsgemäß muss jedoch die für L vorgesehene Leitung auch L führen.

Ist ein Brandschutzschalter an Bord der Yacht notwendig?

Mit einem zusätzlichen Brandschutzschalter (AFDD = Arc Fault Detection Device) im Kleinverteiler werden auch Lichtbögen in schadhaften elektrischen Einrichtungen erkannt. Diese können sich bei Unterbrechungen und Isolationsfehlern bilden, die durch Vibrationen, thermische Ausdehnungen oder Schrumpfungen, starke Leitungsknicke, hohe mechanische Belastung sowie Korrosion und Alterung entstehen. Der AFDD trennt in beiden Fällen den Stromkreis, bevor es zu elektrisch gezündeten Bränden kommt.

Roth hält den AFDD für verzichtbar. „Ich habe noch auf keiner werftneuen Serienyacht einen Brandschutzschalter gesehen. Ganz vereinfacht kann man sagen, dass Kabelbrände nur dann entstehen, wenn eine nicht fachmännische Installation vorliegt“, erklärt Roth. Wobei ein Kabelbrand ohnehin in 99 Prozent der Fälle im Batteriestromnetz entsteht. Dort fließt bei niedriger Spannung nämlich der deutlich höhere Strom. Das ist vor allem dann der Fall, wenn ein Wechselrichter genutzt wird, denn dieser kann auf der 12-Volt-Seite sehr hohe Ströme ziehen.

Zurück zur 230-Volt-Installtion: In den Kleinverteiler kommen Sicherungsautomaten für die einzelnen Stromkreise. Wer seinen Maximalstrom kennt, kann seine Sicherungen entsprechend dimensionieren und geht so auch in unbekannten Häfen auf Nummer sicher. Ein Sechs-Ampere-Sicherungsautomat würde in den meisten Fällen vor dem System der Marina auslösen, kann aber für das anlaufende Batterieladegerät oder einen leistungsstarken Staubsauger bereits zu schwach bemessen sein.

Das Schutzleiterproblem: Wie sich galvanische Korrosion verhindern lässt

Die DIN EN ISO 13291 schreibt vor, dass der Schutzleiter des Wechselstroms mit der Schiffserde verbunden sein muss. Als Schiffserde kann der Minuspol der Bordbatterie oder der Motor genutzt werden, bei Metallyachten der Rumpf. Damit sind auch Motor, Wellenanlage, Saildrive, Ruderanlage, Seeventile und vieles mehr mit dem Landstromschutzleiter verbunden, und es kann zu galvanischen Ausgleichsströmen kommen.

Wenn zwei Metalle mit unterschiedlichem elektrochemischem Potenzial in eine leitfähige Flüssigkeit getaucht werden und diese durch einen Leiter verbunden sind, fließt ein Strom, und das minderwertige Metall löst sich auf. An Bord können das beispielsweise der Alu-Saildrive und die rostige Hafen-Spundwand sein. Die leitfähige Flüssigkeit ist das Meerwasser, und die elektrische Verbindung übernimmt der Schutzleiter des Landstromanschlusses.

Bevor sich Bauteile wie Propeller, Seeventile oder der Ruderschaft aus minderwertigem Metall auflösen, zersetzen sich zunächst die Opferanoden am Propeller und/oder am Rumpf. Im Extremfall kann es an einem Alurumpf auch zu Blasenbildung oder gar Lochfraß kommen, wenn sich eine ausreichend große Menge Kupfer im Antifouling-Anstrich der Nachbaryacht befindet oder eben die geerdete Spundwand im Hafen rostig ist.

Trenntrafos und Isolatoren

Galvanische Korrosion endet, sobald der Stromkreis unterbrochen wird, also wenn der Landstromanschluss gezogen ist und keine Verbindung des Schutzleiters mehr besteht. Um die Vorschriften zu erfüllen und risikolos Landstrom zu nutzen, ist ein Trenntransformator nötig. Dieser entkoppelt das Landnetz sauber vom Bordnetz, kostet aber mindestens 1.000 Euro.

„Auf Aluyachten halte ich einen Trenntrafo für ein unbedingtes Muss. Ansonsten empfehle ich den nur, wenn es nachweislich zu Problemen kommt“, sagt Roth. „Genauer schauen muss der Eigner, neben dessen Dauerliegeplatz eines Tages eine Steinschüttung durch eine Spundwand ersetzt wird. Denn damit steigt das Risiko, dass es beim Landstrombetrieb zu galvanischer Korrosion kommt.“

Alternativ erlaubt die ISO 13297 eine galvanische Entkoppelung vom Landanschluss, sofern diese ausfallsicher (Fail Safe) ausgeführt ist. Entsprechend zertifizierte galvanische Isolatoren sind ähnlich teuer wie ein Trenntransformator. Viele der als „Zinc Saver“ angebotenen Isolatoren erfüllen die Fail-Safe-Vorgabe nicht und sind daher ungeeignet.

Das 230-Volt-Stromnetz an Bord steht nun. Elektriker Roth wirft noch einen Blick auf das 12-Volt-Netz und ersetzt die Kabel zwischen der Lichtmaschine des Motors und den Batterien durch hoch flexible mit passendem Kabelquerschnitt und ordentlich gepressten Rohrkabelschuhen in Schutzrohren.

Die 12-Volt-Verteilung am Kartentisch wird ebenfalls geprüft: „Da sehe ich auf diesem Beispielboot einiges Abenteuerliches, aber Lebensgefahr besteht immerhin nicht“, so Roth. Das ist beruhigend, erklärt Pantaenius-Sprecher Jonas Ball, doch: „Je älter ein Boot ist und je mehr Vorbesitzer an der Elektrik gebastelt haben, desto wahrscheinlicher wurden nicht feuchtraumgeeignete Komponenten oder falsche Kabelquerschnitte verbaut, oder es kommt zu anderen Problemen.“ Das 12-Volt-Stromnetz ist also sicher auch ein lohnendes Optimierungsprojekt auf einer gebrauchten, aber auch einer schon länger im Besitz befindlichen Yacht.


Stecker und Kabel für den Landanschluss

Sichere Verbindung: Beim CEE-Stecker bekommt der Schutzleiter konstruktionsbedingt zuerst Kontakt, außerdem wird Verpolung ausgeschlossen
Foto: S. Schorr

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