Stromkreise zum Laden von Elektrofahrzeugen

Marc Fengel

Die Rolle der Herstellerangaben

Die DIN VDE 0100-100 schlägt in Abs. 134.1.1 die Brücke zwischen der regelkonformen Errichtung und der Einhaltung der Herstellerangaben.

„Elektrische Betriebsmittel müssen entsprechend den Angaben des Betriebsmittel-Herstellers errichtet werden.“

Über diesen Satz sind die Herstellerangaben Teil der Regelkonformen Errichtung. Gemäß DIN VDE 0100-100 Abs. 133 muss jedes elektrische Betriebsmittel den einschlägigen Europäischen Normen entsprechen. Die Auswahl der Betriebsmittel ist entsprechend den allgemeinen Merkmalen wie Spannung, Strom, Frequenz, Nutzungsfaktor etc. vorzunehmen. Hier spielen die Herstellerangaben eine wesentlich Rolle.

Im Zuge der Errichtung von Ladeinfrastrukturen von Elektrofahrzeugen liegt in der Praxis folgender Sachverhalt vor, der zwischen den Parteien immer wieder für Streitpunkte sorgt.

Möchte man einen Ladepunkt zum Laden von Elektrofahrzeugen in und an Wohngebäuden Errichten, sind neben den Anforderungen der DIN VDE 0100-722 auch die zutreffenden Planungsgrundsätze gemäß DIN 18015-Reihe zu beachten. Sofern zwischen Planer / Errichter und Privatkunde keine Abweichungsvereinbarungen vorliegen, sind Ladepunkte in und an Wohngebäuden für einen Ladestrom von mindestens 32A zu bemessen. Demnach sind die Schalt-, Schutz- und Steuergeräte sowie die Kabel- und Leitungen unter Berücksichtigung der Verlegeart nach DIN VDE 0298-4 für diese Ströme zu bemessen.  Was vielen Vergessen ist hier die Auswahl der Steckdose.

CEE Steckdose mit einem Bemessungsstrom von 32A, die zum Laden von Elektrofahrzeugen vorgesehen ist.

Sofern keine Wallbox installiert werden soll oder ein Wallbox mit Steckvorrichtung vorgesehen ist, bedient man sich in der Regel CEE-Steckdosen mit einem Bemessungsstrom von 32A. Auf den ersten Blick erschließen sich dem Laien hier keine Bedenken. Allerdings ergibt sich beim gen

Die CEE Steckdose entspricht der Normenreihe DIN EN 60309-2 VDE 0623-2:2013-01 Stecker, Steckdosen und Kupplungen für industrielle Anwendungen – Teil 2: Anforderungen und Hauptmaße für die Austauschbarkeit von Stift- und Buchsen Steckvorrichtungen.

Die allgemeinen Festlegungen hinsichtlich der Produktprüfung sind in der Produktnorm DIN EN 60309-1 (VDE 0623-1) – Allgemeine Anforderungen festgelegt. Steckvorrichtungen in Übereinstimmung der Normenreihe sind gemäß DIN EN 60309-1 (VDE 0623-1) Abs. 22 so zu konstruieren, dass im bestimmungsgemäßen Gebrauch keine übermäßigen Temperaturerhöhungen am und im Betriebsmittel sowie insbesondere an den Klemmen entstehen. Im Rahmen der Produktprüfung sind die Betriebsmittel so konstruiert, dass sie bei ihrem ausgewiesenen Nennstrom während einer festgelegten Zeit keine unzulässig hohen Übertemperaturen annehmen.

Für Steckvorrichtungen gelten in Anhängigkeit der ausgewiesenen Nennströme gemäß DIN EN 60309-1 (VDE 0623-1) Abs. 22 folgende Prüfzeiten:

Bemessungsstrom

(Nennstrom)

Prüfdauer
IN ≤ 32 A 1 h
32 A < IN ≤ 125 A 2 h
125 A < IN ≤ 250 A 3 h

Beim Laden von Elektrofahrzeugen ist davon auszugehen, dass während des Ladevorganges über einen längeren Zeitraum der Nennstrom der Steckvorrichtung fließt. Die Steckdose ist gemäß Herstellernorm jedoch nur für eine Stunde bei Nennstrom geprüft, so dass bei Überschreiten der Prüfungsdauer mit erhöhter Temperaturentwicklung an den Anschlussklemmen im Betriebsmittel zu rechnen ist. Es liegt eine Abweichung der bestimmungsgemäßen Verwendung vor.

Leistungsbedarf und Gleichzeitigkeitsfaktor

Kabel und Leitungen der Anschlussnutzeranlage dürfen aufgrund der Betriebsströme nicht unzulässig thermisch beansprucht werden. Für die Auslegung der Betriebsmittel sind deshalb die zulässigen Strombelastbarkeiten nach DIN VDE 0100-520 (VDE 0100-520) und DIN VDE 0298-4 (VDE 0298-4) unter Berücksichtigung der Reduktionsfaktoren und des Gleichzeitigkeitsfaktors zu beachten. Bei Anschlusspunkten ist davon auszugehen, dass das EV mit dem Nennstrom geladen wird. Deshalb ist grundsätzlich von einer gleichzeitigen Strombeanspruchung in Höhe des Nennstromes für jeden Anschlusspunkt sowie einer entsprechenden Beanspruchung der Verteilerstromkreise auszugehen. Hierfür ist für die Planung ein Gleichzeitigkeitsfaktor g = 1 anzunehmen. Eine Reduktion des Gleichzeitigkeitsfaktors auf g < 1 ist möglich, wenn eine Lastregelung die Summe der Lastströme (= Ladeströme) sicher regelt. Allerdings erhöhen sich bei gleichzeitiger Verwendung der Ladepunkte zu Lasten der Ladezeiten die Ladeleistungen. Bei hohen Ladeströmen sind hingegen die Betriebsmittel wie Klemmen, Stecker und Leitungen hierfür zu dimensionieren.

Was passiert wenn der N-Leiter fehlt?

Sachverhalt 

Typischerweise ist im Rahmen der Besichtigung elektrischer Anlagen festzustellen, dass die Neutralleiterschiene der Reihenklemmen innerhalb von Elektroverteilungen nicht mit einer zusätzlichen Halterung gegen lösen gesichert sind. 

Was kann passieren?

Wird die N-Schiene herausgenommen oder fällt aufgrund unzureichender Befestigung ab, kommt es bei unsymmetrischen Lasten bei Drehstromverbrauchern zur Verschiebung des Sternpunktes. Dadurch liegt in unsymmetrisch Belasteten Drehstromsystemen bei Verbrauchern mit der geringeren Leistungen eine Spannung über 230V bis hin zu 400V an. Alle Betriebsmittel, die auf diesem Außenleiter angeschlossen sind erfahren diese betriebsmäßige Überspannung. Die alleinige Befestigung an den N-Trennklemmen der Reihenklemmen ist unzulässig.

Es besteht Brandgefahr.

Was kann man tun?

Die N-Schiene ist mit einer separaten oder in den Klemmen integrierte Halterung zu befestigen, so dass diese nicht allein von den Anschlussklemmen (N-Trennklemmen) der Reihenklemmen getragen wird. 

Wenn die Errichterbescheinigung fehlt

Immer wieder liegen bei Abnahmeprüfungen durch einen Sachverständigen vom Errichter der Anlage die sogenannte Errichterbescheinigung nicht vor, was zu einem Mangel führt.  

Warum ist eigentlich eine Errichterbescheinigung auszustellen?

Nach DGUV Vorschrift 3 §5 (4) ist eine Prüfung seitens des Betreibers (Arbeitgebers) nicht erforderlich, wenn bei Errichtung, Erweiterung oder Änderung der elektrischen Anlage durch den Errichter bestätigt wird, dass die elektrische Anlage und ortsfesten elektrischen Betriebsmittel den Bestimmungen der Unfallverhütungsvorschrift DGUV Vorschrift 3 entspricht.

Errichter elektrischer Anlagen haben nach Errichtung ein Prüfbericht über die Erstprüfung auszustellen. Das Prüfprotokoll ist dem Betreiber auszuhändigen. Beinhaltet die vom Errichter verwendete Vorlage auch die Option „Prüfung nach DGUV Vorschrift 3 / 4“, so ist diese bei gewerblich und öffentlich genutzten Anlagen anzukreuzen.

Hier gilt es zwischen Errichter und Betreiber zu klären, ob dies ausreichend ist oder ob dennoch eine Errichterbescheinigung nach DGUV Vorschrift 3 / 4 auszustellen ist. Andernfalls ist eine Errichterbescheinigung auszustellen. Diese ist rechtssicher auszustellen.

Mustertext der Errichterbescheinigung:

„Es wird bestätigt, dass die elektrische Anlage/ das elektrische Betriebsmittel/ die elektrotechnische Ausrüstung der Maschine oder Anlage den Bestimmungen der Unfallverhütungsvorschrift „Elektrische Anlagen und Betriebsmittel“ (DGUV V3 ) entsprechend beschaffen ist. Diese Bestätigung dient ausschließlich dem Zweck, den Unternehmer davon zu entbinden, die elektrische Anlage/ das elektrische Betriebsmittel/ die elektrotechnische Ausrüstung der Maschine oder Anlage vor der ersten Inbetriebnahme zu prüfen bzw. prüfen zu lassen (§5 Abs. 4 DGUV V3). Zivilrechtliche Gewährleistungs- und Haftungsansprüche werden durch diese Bestätigung nicht geregelt. Diese Bestätigung des Herstellers/ Anlagenerrichters gibt dem Besteller/Betreiber einer elektrischen Anlage oder eines elektrischen Betriebsmittels die Möglichkeit auf die Prüfung vor der ersten Inbetriebnahme nach §5 Abs. 4 DGUV V3 zu verzichten.“

[Quelle: DGUV]

In der Errichterbescheinigung sollten u.a. folgende Informationen über die elektrische Anlage enthalten sein:

  • Errichter der Anlage
  • Standort der Anlage
  • Beschreibung der Anlage und des Umfanges,
  • Nennung des Betreibers
  • Die klare Nennung der Auftragsnummer in der der Auftragsumfang beschrieben ist
  • Die Nennung bzw. der Verweis zu den Prüfprotokollen der Erstprüfung oder der Verweis auf die Schaltungsunterlagen, aus denen der Ausführungsstand mit Revisionsdatum etc. hervorgeht,
  • Die Aufzählung der errichteten Verteilungen und/oder Stromkreise
  • Die Nennung des Bauvorhabens

Erweiterung | Änderung | Anpassung

Immer wieder gibt es in der Fachwelt Unstimmigkeiten wie bei Erweiterungen und Änderungen elektrischer Anlagen umzugehen ist. Damit verbunden ist immer wieder der Begriff des Bestandschutzes. Bei Änderungen und Erweiterungen elektrischer Anlagen stellt sich zudem für den Praktiker immer wieder die Frage, welche Maßstäbe bei Änderung und Erweiterung bestehender elektrischer Anlagen anzusetzen sind. Dieser Beitrag soll einen Überblick über die verschiedenen Begrifflichkeiten geben.


Bestandsschutz

Unter Bestandsschutz ist im Allgemeinen die Eigentumsgarantie nach Art. 14 (1) Grundgesetz (GG) zu verstehen. Demnach dient der Bestandsschutz dem „Schutz eines bereits vorhandenen Bestandes oder bereits vorhandener rechtlicher Positionen“. Dadurch darf eine rechtmäßig geschaffene bauliche Anlage auch dann weiter bestehen bleiben und genutzt werden, wenn die Rechtlage und die damit verbundenen Bestimmungen geändert werden.

Begriff Bestandsschutz im Sinne des Baurechts beschreibt den Umstand, dass nach einer Genehmigung eine Anlage oder Bauwerk weiter betrieben werden darf, obwohl neuere Gesetzte, Normen und andere nach der Errichtung gestellte Anforderungen verschärft werden. Damit bedeutet der Bestandsschutz im Baurecht, dass eine rechtmäßig errichtete bauliche Anlage bei nachträglicher Änderung des öffentlichen Rechts nicht durch die Rechtänderung rechtswidrig wird. Der Bestandsschutz besteht für einen Baubestand erst, wenn das Vorhaben im Wesentlichen bzw. vollständig fertiggestellt ist und folgende Voraussetzungen erfüllt sind:

  • die elektrische Anlage im Bestand muss bestimmungsgemäß nutzbar sein
  • die elektrische Anlage im Bestand muss legal errichtet sein
  • die weitere sichere Nutzung muss gegeben sein
  • von der elektrischen Anlage darf keine Gefahr für Leib und Leben ausgehen
  • von der elektrischen Anlage darf keine Brandgefahr ausgehen

Der Begriff „Bestandsschutz“ ist nach DIN VDE 0100-200 nicht definiert. Die Definition des Bestandsschutzes gibt es demnach im Sinne der Errichtung elektrischer Anlagen nicht. Auch das Energiewirtschaftsgesetz kennt keinen Bestandsschutz. Hier wird auch gerne die sogenannte Vermutungswirkung fälschlicherweise als Bestandsschutz verstanden. Nach EnWG §49 wird lediglich die Sicherheit einer elektrischen Anlage vermutet, wenn sie zum Errichtungszeitpunkt den gültigen VDE Bestimmungen entspricht. Eine Vermutungswirkung ist jedoch weder als Bestandsschutz noch als Haftungsfreiheit für den Errichter zu verstehen. Es bedeutet nur, dass im Falle eines durch die elektrische Anlage verursachten Personenschadens lediglich die Beweisführung für die Schuld des Errichters die Staatsanwaltschaft zu führen hat. Bei Nichteinhaltung der zum Errichtungszeitpunkt gültigen VDE – Bestimmungen läge so die Beweisführung, dass die elektrische Anlage nicht Schadensursächlich ist, beim Errichter.

Für bestehende elektrische Anlagen und unveränderte Teile davon besteht keine grundsätzliche Anpassungspflicht, sofern der sichere und störungsfreie Betrieb einer Kundenanlage sichergestellt ist und diese nach den zum Errichtungszeitpunkt gültigen VDE Bestimmungen errichtet wurde, diesen noch entspricht und weder privatrechtliche Regelungen (z.B. aus dem Versicherungsvertrag) noch Folgenormen oder andere Regelwerke eine Anpassung an den aktuellen Stand der Technik nicht fordern.


Erweiterung

Von einer Erweiterung der elektrischen Anlage spricht man, wenn in einer bestehenden elektrischen Anlage Stromkreise und Betriebsmittel errichtet werden. Der bestehende Anlagenteil bleibt dadurch unverändert während der erweiterte Teil den derzeit gültigen VDE Bestimmungen entsprechend errichtet sein muss. Typische Erweiterungen in bestehenden elektrischen Anlagen sind:

  • Erweiterung einer Anschlussnutzeranlage um einen Stromkreis, der zum Laden von Elektrofahrzeugen vorgesehen ist
  • Errichtung einer Erzeugungsanlage (Photovoltaikanlagen, BHKW, Speicher) in einer bestehenden elektrischen Anlage
  • Erweiterung von Unterverteilungen mit Endstromkreisen im Rahmen von Sanierungsarbeiten und Erweiterungen bestehender Gebäude
  • Installation weiterer Steckdosen in einem bestehenden Endstromkreis

wesentliche Änderung und Anpassung

Änderung elektrischer Anlagen

Von der Änderung einer elektrischen Anlage kann dann gesprochen werden, wenn mehr oder weniger umfangreiche Maßnahmen umgesetzt werden, beispielsweise das Versetzen einer Steckdose im Zuge von baulichen Veränderungen. Die Änderung einer bestehenden elektrischen Anlage muss jedoch keine Modernisierung sein, insbesondere dann nicht, wenn eine Verbesserung des Zustandes nicht vorgenommen wird.

Eine „wesentliche Änderung“ in bestehenden Kundenanlagen liegt nach VDE AR-N 4100 Abs. 4.4 bei Erweiterungen, Nutzungsänderungen oder Änderung der Betriebsbedingungen vor. In diesen Fällen hat der Errichter die Notwendigkeit einer Anpassung der bestehenden Kundenanlage zu prüfen und erforderlichenfalls diese anzupassen. Nach VDE-AR-N 4105 stellt eine gleichwertige Änderung oder Austausch im Sinne der Instandsetzung von Komponenten der EZE oder des Speichers und Anlagenteilen keine wesentliche Änderung dar, wodurch keine Anpassungspflicht abgeleitet werden kann.

Anpassung

Eine Anpassung elektrischer Anlagen umfasst Maßnahmen zur Modernisierung, die der Verbesserung ihres Zustandes dienen oder ein Weiterbetrieb gefährlich ist. Der Begriff „Anpassung“ bezieht sich bei elektrischen Anlagen immer auf den aktuellen Stand der Technik einschließlich der zutreffenden Vorschriften. Eine Pflicht zur Anpassung bestehender elektrischer Anlagen besteht, wenn ein Weiterbetrieb unzumutbar oder gefährlich ist. Maßnahmen zur Modernisierung einer elektrischen Anlage sind solche, die der Verbesserung ihres Zustandes dienen. Verbesserung bedeutet in diesem Zusammenhang die nachhaltige Erhöhung ihres Gebrauchswertes. Dieses ist beispielsweise gegeben, wenn durch diese Maßnahme ein höherer Komfort oder auch ein höheres Sicherheitsniveau, z.B. durch zusätzliche Stromkreise, erreicht wird. Eine Anpassung ist erforderlich bei:

  • Erneuerung und Erweiterung
  • wesentlicher Änderung
  • Mängeln, durch die Gefahr für Leib und Leben besteht
  • wenn Folgenormen oder gesetzliche Auflagen eine Anpassung fordern
  • wenn sich die Nutzungsbedingungen ändern
  • wenn die elektrische Anlage die Nutzungszeit erreicht hat

Im Rahmen der Anpassung sind immer die zum Zeitpunkt der Anpassung gültigen VDE Bestimmungen und technischen Regeln zu beachten. Änderung der bestehenden Betriebs- und Umgebungsbedingungen erfordern eine Prüfung, ob die elektrische Anlage die derzeit gültigen Regeln der Technik für den neuen Anwendungszweck entspricht. Andernfalls ist die elektrische Anlage an den derzeit gültigen Stand der Technik anzupassen.

Eine Instandsetzung hingegen kann nach den zum Errichtungszeitpunkt gültigen Regeln erfolgen. Hier besteht keine Anpassungspflicht. Eine verbindliche Pflicht zu Anpassung an den „Stand der Technik“ kann ausschließlich von autorisierten Stellen, zum Beispiel von den Berufsgenossenschaften oder behördlichen Stellen, verbindlich gefordert werden. Privatrechtlich kann eine Notwendigkeit zur Anpassung auf Grundlage des Versicherungsvertrages erfolgen.

Die Pflicht zur Anpassung der Kundenanlage besteht u.a. bei Erhöhung der benötigten Leistung, Änderung von haushaltsüblichem Verbrauchsverhalten zu Anwendungen mit Dauerstrom (z.B. Errichtung von Ladesystemen für EV), Nachrüstung von steuerbaren Verbrauchseinrichtungen nach §14a EnWG, Umwandlung der Bezugsanlage in eine Bezugsanlage mit Netzeinspeisung, Änderung der Raumnutzung, Änderung einer Anschlussnutzeranlage von einem einphasigen in einen dreiphasigen Anschluss und/oder Änderung der Netzform. Bei Erzeugungsanlagen und Speichern liegen bei Änderung der vereinbarten Netzanschlussleistung SAmax um >10%, eine Verschlechterung der Netzrückwirkungen um die gültigen Grenzwerte vor. Ebenso ist eine Änderung des Schutzkonzeptes sowie bei Änderung der eingespeisten Leistung als eine wesentliche Änderung einzustufen, wodurch die Notwendigkeit einer Anpassung besteht.


Quellen

  • Gesetz über die Elektrizitäts- und Gasversorgung (Energiewirtschaftsgesetz – EnWG); Ausfertigungsdatum: 07.07.2005
  • VDE-AR-N 4100: Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Niederspannungsnetz und deren Betrieb (TAR Niederspannung); 2019-04
  • VDE-AR-N 4105: Erzeugungsanlagen am Niederspannungsnetz; 2018-11
  • Verordnung über Allgemeine Bedingungen für den Netzanschluss und dessen Nutzung für die Elektrizitätsversorgung in Niederspannung (Niederspannungsanschlussverordnung – NAV) Ausfertigungsdatum: 01.11.2006
  • Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Verwendung von Arbeitsmitteln (Betriebssicherheitsverordnung – BetrSichV) Ausfertigungsdatum: 03.02.2015
  • Fengel – Prüfung elektrischer Anlagen – Band 1: Grundlagen, Bewertungskriterien, Schutzziele; ISBN: 978-3-8101-0539-4, Hüthig Verlag 2021

Prüfung elektrischer Anlagen auf Baustellen

Auf Baustellen sind elektrische Anlagen und ortsveränderliche Betriebsmittel aufgrund ständiger Veränderung der Aufstellorte mit fortschreitenden Bauarbeiten, der Umgebungsbedingungen erhöhten äußeren Beanspruchungen ausgesetzt. Deshalb sind regelmäßige Prüfungen zum Erhalt des ordnungsgemäßen Zustandes sowie der Funktion der Schutzeinrichtungen unerlässlich.

In der Ausgabe Oktober 2018 der DIN VDE 0100-704 wurde ein Hinweis auf die regelmäßige Prüfung der elektrischen Anlagen in geeigneten Zeitabständen aufgenommen. Zweck der Prüfungen ist der Nachweis, dass die elektrische Anlage den Sicherheitsvorschriften, den Errichter Normen entspricht und dient dem Erhalt des ordnungsgemäßen Zustandes. Es sind deshalb folgende Betriebsmittel im Rahmen von wiederkehrenden Prüfungen zu besichtigen:

  • Bemessung von Steckvorrichtungen und Schutzleiter
  • Flexible Leitungen und Anschlüsse an ortsveränderlichen handgeführten Betriebsmitteln sind auf den ordnungsgemäßen Zustand zu prüfen
  • Es sind die Einstellwerte der Schutzeinrichtungen zu prüfen. Diese dürfen nicht unzulässig verändert werden
  • Die Schutzeinrichtungen sind hinsichtlich der Einstellwerte bzw. der Bemessungsströme zu überprüfen, dass diese nicht unzulässig verändert wurden
  • Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen sind auf die ordnungsgemäße Funktion zu prüfen

Die Häufigkeit sowie Art und Umfang der wiederkehrenden Prüfungen obliegen dem Betreiber und können u.a. durch berufsgenossenschaftliche Bestimmungen festgelegt werden. Nach der nationalen Anmerkung sind die Forderungen durch Anwendung der DIN VDE 0105-100 und der DGUV Information 203-006 erfüllt. Die Prüfintervalle sind u.a. im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung unter Berücksichtigung gesetzlicher Vorgaben und den Regelwerken der Berufsgenossenschaften festzulegen.