Wie errechnet sich die "reale" Anschlussleistung ein PA-Anlage?

[Richiz]

Hi,

ich betreue mehrere Bands als Techniker. Auf größeren Veranstaltungen arbeiten wir immer mit gestellten Anagen oder bei kleinen Bühnen mit unserer eigenen kleinen Anlage, die sich an Schuko sehr wohl fühlt.
Nun hat meine Hauptband beschlossen die eigene Anlage aufzustocken, sprich mehr Leistung in der Front und Monitore.
Wenn ich jetzt die Anschlussleistungen der Lautsprecher aus den Datenblättern zusammenrechne, komme ich auf mehr als die rund 3600 Watt unserer geliebten Schuko-Dosen. Grundsätzlich erstmal kein Problem: 16- o. 32-A CEE mit Verteiler gelegt und alles ist in Ordnung.

Aber:
Die Anschlussleitung der Datenblätter bezieht sich meist auf die Peak-Leistung der Verstärker, die, wie wir wissen, ja nur kurzzetig benötigt wird. Es gibt ja immer noch einen Unterschied zwischen der Dauer- und der Peak-Last. Stichwort Crest-Faktor. Und selbst diese kurzeitge Maximallast kommt ja nicht beim Stromnetz an, da aufgrund der Trägheit des öffentlichen Netzes, in den Netzteilen ja Pufferkondensatoren verbaut sind. Also müsste die Anlage theoretisch auch mit einer deutlich kleiner dimensionierten Stromversorgung auskommen.

Daher die Fragen:
Wie kann man die "reale" Anschlussleistung einer PA-Anlage berechnen. bzw. über den Daumen peilen?
Wie handhabt ihr die Stromversorgung auf euren Veranstalltungen?
Was sagt unser deutscher Gesetzgeber zum Thema Anschlussleistung und Stromversorgung?

Achtung: Es geht mir bei diesem Theard nicht darum möglichst viel Lautsprecherleistung an eine Schukodose zu klemmen. Ich persöhnlich bevorzuge lieber zu viel, als zu wenig Strom an der Bühne zu haben.


MfG

Richi

 

[yamaha4711]

Wie kann man die "reale" Anschlussleistung einer PA-Anlage berechnen. bzw. über den Daumen peilen?

Die Frage hast du dir selbst schon beantwortet: Anschlussleistung des Datenblattes, Crestfaktor und cos-Phi.
Ansonsten hilft ein Ampermeter oder ein Leistungsmesser.

Wie handhabt ihr die Stromversorgung auf euren Veranstalltungen?

Um auf Nummer sicher zu gehen addiere ich einfach die max. Stromaufnahme meiner Amps und anderen Geräteschaften die an dem entsprechenden Strom kreis hängen und bin dann auf der sicheren Seite.

Was sagt unser deutscher Gesetzgeber zum Thema Anschlussleistung und Stromversorgung?

Gar nichts. Deswegen gibt es ja Leistungsschutzschalter.
Sofern die Übernahmepunkte und die daran angeschlossenen Gerätschaften der VDE Norm genügen ist es egal. Dann kannst du 100 Endstufen mit 8kW Leistung pro Stufe an eine Schukodose anschliessen. Das einzige was geschieht - wenn denn alles der Norm entspricht - ist, dass die Sicherung fliegt.

 

[Thhherapy]

Die Anschlussleistung gibt das Gerät vor das auch in die Steckdose gesteckt wird, also der/die Verstärker.
Das hat mit der Leistung der Lautsprecher nichts zu tun. Außer es sind akive Lautsprecher, aber auf diesen ist auch die Verstärkerleistung angegeben.
Jeder Verstärker besitzt ein Typenschild wo die Maximalleistung angegeben ist. Wenn man die zusammenrechnet hat man die Gesamtleistung.

Um sicher zu gehen, kannst du ein Leistungsmessgerät in die Zuleigung hängen und die echte aufgenommene Leistung ablesen.

 

[Dextra]

Empfehlung: Schafft euch einen eigenen, vernüftigen 16/32A Verteiler mit CEE-Anschluss an.
Die Vorteile liegen dabei auf der Hand. Ihr kennt den Zustand eurer Verteilung und wisst, wie viel Last an den einzelnen Phasen hängt und wieviel daran hängen darf. Damit erledigt sich dann auch die Suche nach SchuKo-Steckdosen mit getrennten Phasen und das Verlegen endloser Kabeltrommel-"Hauptleitungen" durch die gesamte Location.
Vom antiken Zustand mancher Elektro-Installationen mal ganz abgesehen kann man sich in fremden Locations nie sicher sein, dass eine SchuKo-Steckdose mit 16A abgesichert ist und dass man der einzige Verbraucher in diesem Stromkreis ist.
Bei einer 16/32A-CEE-Steckdose kann man sich relativ sicher sein, dass auch das rauskommt, was dransteht. Auch da habe ich schon Pferde kotzen sehen, aber das Risiko, mitten in der Show im Dunkeln/Stillen zu stehen, ist deutlich geringer.

Letzendlich ist die zur verfügungstehenden Leistung am Ende einer Leitung auch eine Frage der Netzspannung, der Länge der Leitung und der Belastung (Spannungsfall). Nach Norm sind 230V +/-10% für alle Stromkreise hinter dem Zähler zulässig. Wenn der Nachbar eine PV-Anlage hat, die gerade ordentlich einspeist, oder seinen (großen) Nachtspeicher-Ofen lädt können diese Grenzen durchaus ausgereizt werden. D.h. im besten Fall kannst du ~4000W abgreifen, im schlechtesten Fall ~3300W oder noch weniger...
Eine knapp ausgelegte Stromversorgung kann also mal funktionieren, mal nicht. Die Sicherung/Leitungsschutzschalter interessiert nur der fließende Strom. Daher ist die Bezeichnung "Leistungsschutzschalter" entsprechend falsch (sorry, yamaha 4711 ).

Zur Auslegung: Addier die in den Handbüchern angegebenen (Schein-)Leistungen der Geräte und lass etwas Luft (~500W) zur maximalen Anschlussleistung. Und vermeide lange Leitungen mit kleinen Querschnitten und hohen Belastungen (die berühmte 50m-1,5mm²-Kabeltrommel-Hauptleitung ). Mehr "Versorgungssicherheit" ist nicht notwendig, weniger würde ich nur im Notfall akzeptieren.
Die benötigte Anschlussleistung für jeden Fall exakt zu ermitteln ist zu aufwendig und wegen der vielen Variablen zu unsicher. Wir wollen schließlich nur eine Veranstaltung sauber "über die Bühne" bringen und keine Wissenschaft daraus machen.

Edit: Der "Gesetzgeber" sagt nichts zu Anschlussleistungen, aber jedes EVU hat technische Anschlussbestimmungen (TAB), die besagen, wieviel Leistung man ohne Meldung an den EVU abgreifen darf, etc. Da der Elektroinstallateur diese Regeln beim Netzanschluss aber zu beachten hat und vorher auch kein Anschluss zustande kommt, ist dies nur eine Anmerkung für den technisch Interessierten.

 

[yamaha4711]

Daher ist die Bezeichnung "Leistungsschutzschalter" entsprechend falsch

Ist sie nicht, denn Leistungsschutzschalter ist der offizielle Begriff oder wie würdest du so etwas bezeichnen?
Kannst mal gerne nachlesen: http://de.wikipedia.org/wiki/Leitungsschutzschalter
Sorry dextra und nichts für ungut.

Ansonsten ist alles korrekt.

 

[Richiz]

Wenn du dir den Namen des von dir verlinkten Wikipedia-Artikels mal genau durchliest, siehst du, dass es Leitungsschutzschalter und nicht Leistungsschutzschalter heißt.

 

[mix4munich]

Yamaha4711, lies bitte nochmal den Link, den Du gesetzt hast - da steht "Leitungsschutzschalter" (ohne "s" nach dem "Lei"), und im ersten Absatz wird erklärt, dass damit die Leitungen vor Überlast geschützt werden sollen (2. Satz nach der Überschrift).

Im ganzen Dokument wird immer wieder der Begriff "Leitungsschutzschalter" benutzt. Nur weiter unten wird zu einem Dokument von ABB verlinkt, da steht dann "Leistungsschutzschalter" (mit "s" nach dem "Lei"), aber das ist wahrscheinlich ein Schreibfehler, denn im Dokument selbst wird nur von "Leistungsschaltern" und "Leitungs-Schutzschaltern" (in eben dieser Schreibweise) gesprochen.

Das dürften so ziemlich die ähnlichsten Worte im deutschen Sprachraum sein, und da es darum geht, LEITUNGEN zu schützen und deswegen LEISTUNGEN nicht zu hoch werden zu lassen, ist die Verwechslung eigentlich vorprogrammiert. Hiermit gebe ich ab an die Fraktion der hoffentlich anwesenden Linguisten, aber vorher stopfe ich Euch noch ein Friedenspfeifchen, wenn's recht ist.

 

[Dextra]

Da ich es in der Ausbildung selbst einmal in einer Ausarbeitung falsch geschrieben habe und entsprechend korrigiert wurde, fällt mir das Wort mit einem "s" zuviel immer wieder ins Auge.
Das Gerät heisst "Leitungsschutzschalter" und schütz eine Leitung vor zu hohen Strömen. Er schützt die Leitung nicht vor zu hohen Leistungen, da die Leistung, wie schon von mir beschrieben, auch von der Spannung abhängig ist. Die Leistung ist der Leitung relativ egal. Wenn die Isolation höhere Spannungen aushält, können über eine 1,5qmm auch mehr als die oft genannten 3,6kW (bei 230V Netzspannung) übertragen werden. Es geht beim Leitungsschutz im Prinzip um das Begrenzen der Betriebstemperatur des Leiters, die eben auf den Strom/die Belastung und Umgebungsfaktoren zurückzuführen ist.

Um noch ein bischen Verwirrung zu stiften:
Ein Leitungsschutzschalter ist gleichzeitig ein Leistungsschalter, da er Kurzschlussströme führen und ausschalten kann (Lichtbogenlöscheinrichtung).

 

[yamaha4711]

Gut gewonnen... blödes selektives lesen. grmpf
Aufgabe an den Schüler: Schreibe 50x das Wort Leitungsschutzschalter.

Dann bleib ich bei Sicherungsautomat.

 

[underwood]

Also der maximale Strom bzw. Leistung die die einzelnen Geräte aufnehmen, sollte eigentlich hinten auf dem Typenschild stehen.

Wie Dextra schon schreibt, sollte die für die Leitung maximale Betriebstemperatur nicht überschritten werden. Gerade bei Open-Air im Sommer kann da schnell mal die Isolierung einer schwarzen 3x1,5mm² Leitung die nahe am Limit betrieben wird, in der Sonne zu weich werden. D.h. Kurzschluss usw. Also evtl. lieber auf 2,5mm² gehen oder macht es wie die Amis... Isolierung mit höhere Schmelztemperatur. (Ölflex Classic 110 H)

 

[mix4munich]

Gut gewonnen... blödes selektives lesen. grmpf...

Es passiert den Besten unter uns...

 

[Dextra]

Hier gehts nicht ums gewinnen, sondern ums diskutieren und lernen.

Wir sehen uns im PA-Sub, wo ich dann mal wieder was lernen darf.

Edit: Wie ist das mit der mechanischen Festigkeit bei Ölflex-Leitungen? Genauso gut oder schlechter als Gummi (H07RN-F)? Die Ölflex, die ich schonmal in der Hand hatte, waren reinigungsfreundlicher (kein zu unterschätzender Vorteil ), kamen mir aber auch etwas "zerbrechlicher" vor.

 

[netstalker]

Ich kenne jetzt die einzelnen Parameter der Ölflex (Lapp-) Kabel nicht - was mich stören würde ist die Verwendung von PVC anstelle von Gummi; bei Temperatureinwirkung reagiert IMHO PVC ziemlich sauer.... (außer es entspricht der PLENUM-Norm - ich weiß nicht ob Ölflex dem genüge tut).

 

[yamaha4711]

Ölflex wird bei niedrigen Temp. ziemlich unwirsch in der Handhabung, da es dann nicht mehr so flexibel ist. Wenn die Leitungen über Nacht im LKW sind und es morgens - gerade im Winter - auf die Baustelle geht, müssen die Ölflexe erst mal "auftauen".

Dann ist PVC bei Brand auch nicht gut.

Von der Stabilität der Isolierung in Bezug auf höhere Temperaturen bin ich auch ein wenig skeptisch. Solange man die Leitungen nicht auf ein Knäul wirft bei max. Belastung geht das aber in Ordnung.

Leichter zu Reinigen... hmm... kann ich so auch nicht ganz bestätigen, denn so eine H07-RN F ist eben so schnell sauber.

....und wer zum Teufel benutzt 1.5mm² als Zuleitung auf längeren Strecken und für größere Ströme?
Als Verteilerleitung für Amps auf der Bühne ok, aber sonst bitte 2.5mm² nutzen. Ist einfach streßfreier oder eben gleich CEKON ab 4mm² aufwärts.

 

[Carl]

Um mal auf reale Anschlussleistungen zurück zu kommen:
Ja, es gibt die Lautsprecherangabe. Die RMS-Angabe ist (bei guten Lautsprechern) das, was sie dauerhaft an Leistung aushalten, aber nie abbekommen, außer einer spielt Sinus...
Es gibt die Amp Ausgangsleistung, aber das ist das, was die Amps ne weile abkönnen (und nicht länger) bevor sie thermisch aussteigen.
Und es gibt die Netzleistung von Amps, das ist das was sie dauerhaft aus dem Netz ziehen können, ohne sich thermisch irgendwann zu verabschieden.

Und was wird nun aus dem netz gezogen? Einfach Antwort: kommt drauf an...
Kurzeitig (Basis 100ms) das, was das Musiksignal vorgibt. Mal einfach die aktuelle Leistung genommen (Box kotzt = Musikleistung), mal 2 für ne Class-AB, Mal 1,5 für Class-H und Mal. 1,2 für class-D genommen und das ist es dann, auch mal gerne 10 kW aus ner Schukobuchse.
Langfristig bestimmt entweder das Musiksignal, der Leitungsschutzschalter des Vertraues oder die thermische Belastbarkeit der schwächsten Komponente, im besten Fall aber der Finger am Master-Gain die Leistung. Also geschaut wann es clippt, die Nenn-Leistung des Amps mal 1,5 für ne Class-AB, Mal 1,5 für Class-H und Mal. 1,2 für class-D genommen, und dann geschaut wie viel dB man beim Durchschnittlichen Signal so drunter bleibt (Dub-Step 4-6 dB, CD 6-8 dB, Live >10 dB) und dann mal runter gerechnet. Also Faktor 3-4 bei DubStep, 4-6 bei CD und 10 bei Life. Dann noch so nen Faktor von 1,5 als Reserve drauf...
Angenommen man hat also ne Class-H 4 kW Endstufe (Leistung bei passender Last) knapp am Limiter mit Live Musik, dann:
Spitzenleistung Ausgang 4 kW, Eingang dann ca. 6 kW. Bei Life dann so 10 dB drunter im Schnitt, also Ausgang 400W, Eingang eher 600W*1,5-> ca. 800W.
Also zieht die Endstufe im Schnitt 800W.
jetzt ist die Frage, wie viele davon an einen Anschluss gehen:
Theoretisch 3,2kW/800W -> 4 Stück
Nur haben Leistungsschutzschalter(LSS) zwei Auslösemechanismen, den thermischen und den magnetischen.
Der thermische mag die dauernde kurzzeitige Überlastung auch nicht so gern, ist mal ne längere lautere Passage dabei, könnte der Probleme machen (also eher 3 Endstufen)
Der magnetische hängt vom Typ ab (B oder C), demnach bei der 5 bis 15-fachen Nennlast. Also ein 16A(B) bei 16kW. Somit schon knapp, wenn die dritte Endstufe Vollgas gibt.
Dementsprechend würde ich nur 2-3 Endstufen dran hängen (drei für Mutige und bei dicken Kabeln).
Bei Dubstep ist die Gefahr der magnetischen Auslösung geringer, dafür die der thermischen höher (und die der verschmorter Tieftöner). Bei extremen Spitzen hat man es eher mit der magnetischen Auslösung zu tun...

Fazit: n einen 16A Automaten(LSS) bei Dubstep vielleicht 6 KW, bei CD vielleicht 8 KW, bei Live vielleicht 10 KW Endstufen-Ausgangsleistung. Bei Digitalamps etwas mehr. Allg. lieber ein gutes Stück drunter. Und möglichst (C) Automaten verwenden.

 

[Fish]

Ihr sprecht (fast) immer nur von der Leistung. Verliert nicht aus dem auche das es hier um den Aufnahmestrom geht der sich aus Wirkleistung und Blindleistung zusammensetzt. Dies bedingt einen höheren Strom als mit P[Wirk]/U=I ausgerechnet.

Ansonsten ist es das wie schon gesagt so das bei normalem Konzertbetrieb die Maximalleistung nicht bzw. nur sehr kurzzeitig angefordert wird.

Ich bin eher ein fan der redundanten Stromversorgung. Das soll heissen das ich z.B. den rechten und den linken Amprack / Boxenturm auf je eine Sicherung lege. Fällt während des Konzerts eine Sicherung -muss ja nicht unbedingt überlastet sein, kann ja auch mal was kaputtgehen- dann kommt zumindest noch was von einer Seite und man kann den Fehler einigermassen stressfrei suchen.

gruß

Fish

 

[Dextra]

Im Prinzip hast du natürlich recht, aber:
Ich lehne mich jetzt mal etwas aus dem Fenster und sage, dass die Blindleistung der Geräte- und Leistungsklasse, um die es hier geht, vernachlässigbar ist bzw. durch entsprechende Maßnahmen bereits im Netzteil kompensiert wird (PFC).

@Carl: Werden die Leistungs-/Strompeaks bei entsprechender Beanspruchung der Endstufe nicht durch Lade-ElKos gedämpft? Dh. sind die Peaks bei "dicken" Endstufen netzseitig so krass, dass sie einen LS-Schalter raushauen? Beim Einschalten kann ich mir das vorstellen, aber im Regelbetrieb sollte das doch bei egal welcher Beanspruchung nicht vorkommen, sodass die aus dem Netz gezogene Leistung relativ (!; vllt. +/- 10 bis 20%) konstant bleibt...

 

[Fish]

Ok, dann leg ich mal nach:

Bei einer aktiven PFC geb ich Dir recht. Die passive variante hat einen cos phi von ca. 0,8 oder schlechter

Wir wissen wie es gemeint ist. ich geb Dir recht. Die Eisenschweine + Netzteile ohne PFC haben diese Problematik.
Bei Modernen high end Endstufen mit aktiver PFC ist das Thema nicht so relevant.

gruß

Fish

 

[Carl]

Also bei den Eisenschweinen hat man definitiv das Problem. Die Ringkerntrafos sind extrem hart und der cos phi ist recht mies. Insofern kommen da ganz schöne Spitzen zusammen. Die können denk ich mal auch einen LS raus hauen.

Bei den Schaltnetzteilamps schaut das theoretisch anders aus.
a) Wenn das Resonanzwandler sind, dann haben die schon mal einen Maximalstrom. Die Endstufe zieht einfach die Sekundärelkos leer und bekommt keinen Nachschub.
b) Wenn es Gegentaktwandler sind, dann können die Überlast. Dann sind primäre und sekundäre Elkos gekoppelt. Hier kann es sein, dass man die primären Elkos leer zieht. Eine PFC hat einen Maximalstrom. Allerdings kann dieses Maximalstrom auch extrem überschritten werden, wenn die primären Elkos unter die Spitzenspannung des Netzes kommen, was durchaus passieren kann.

Insofern kommt es ganz auf das Netzteil des Amps an. platt gesagt: Entweder da sind massig Elkos drin, oder man hat die Spitzen im Netz oder man beschwert sich, dass man mal wieder einen Amp vor sich hat, der keine vernünftige Spitzenleistung hat ;-)