DC-Trennschalter für Solaranlagen: NEC 690.13 Konformitätscheckliste 2025

DC-Trennschalter für Solaranlagen sind obligatorische Sicherheitskomponenten in Photovoltaikanlagen, die den strengen NEC-Anforderungen gemäß Artikel 690.13 unterliegen. Das Verständnis dieser Vorschriften gewährleistet konforme Installationen, die sowohl das Personal als auch die Geräte schützen und gleichzeitig die Inspektionsbehörden zufriedenstellen. Dieser umfassende Leitfaden behandelt alle Aspekte der NEC 690.13-Konformität für DC-Trennschalter in Solaranwendungen.

Die korrekte Auswahl und Installation von Trennschaltern geht über die einfache Montage eines Schalters in der Nähe des Wechselrichters hinaus. Die Einhaltung der Vorschriften erfordert die Beachtung von Nennwerten, Platzierung, Kennzeichnung, Gruppierung und Zugänglichkeit, was viele Installateure übersehen, bis Inspektionsfehler zu kostspieligen Nacharbeiten zwingen.

Verständnis der NEC 690.13 Anforderungen

Trennen bedeutet Grundlagen

NEC Artikel 690.13 legt die grundlegende Anforderung fest, dass alle stromführenden Leiter von Photovoltaikanlagen über Trennvorrichtungen verfügen müssen, um das System für Wartungs- und Notfälle zu isolieren. Diese Vorschrift gilt sowohl für Gleichstromleitungen von Solaranlagen als auch für Wechselstromleitungen, die von Wechselrichtern gespeist werden, wobei wir uns hier auf die Anforderungen an die Gleichstromunterbrechung speziell für Solaranlagen konzentrieren.

Der Code schreibt vor, dass die Trennvorrichtung alle nicht geerdeten Leiter gleichzeitig trennen muss. Bei typischen Solarsystemen mit nicht geerdeten positiven und negativen Gleichstromleitern muss der Trennschalter beide Pole in einem einzigen Vorgang öffnen. Einpolige Schalter oder Trennschalter, die einen Leiter unter Spannung lassen, erfüllen nicht die Anforderungen des Codes, unabhängig davon, welchen Leiter sie unterbrechen.

Die Trennvorrichtungen müssen manuell betätigt werden können, ohne dass für den normalen Betrieb Werkzeuge erforderlich sind. Dies gewährleistet eine schnelle Abschaltung in Notfällen, wenn das Personal nicht über eine spezielle Ausrüstung verfügt. Verriegelungs- und Kennzeichnungsvorschriften ermöglichen die Sicherung von Trennvorrichtungen in geöffneter Stellung während der Wartung, um ein versehentliches Wiedereinschalten zu verhindern, während Arbeiter die Geräte warten.

💡 Wichtige Erkenntnis: Der Begriff “Trennmittel” in NEC 690.13 umfasst verschiedene Gerätetypen - Messerschalter, Leistungsschalter und spezielle Solartrennschalter -, die alle die festgelegten Anforderungen an Nennleistung, Zugänglichkeit und Kennzeichnung erfüllen.

Erforderliche Unterbrechungsstellen

NEC 690.13(E) legt mehrere erforderliche Standorte für Trennvorrichtungen in Photovoltaik-Anlagen fest. Die Trennvorrichtung der PV-Anlage muss sich an einer leicht zugänglichen Stelle befinden, normalerweise außerhalb des Gebäudes oder am Eingang. So können Ersthelfer bei Bränden oder anderen Notfällen die Anlage stromlos schalten, ohne das Gebäude betreten zu müssen.

Trennschalter können auf dem Dach oder an den Standorten der Anlage erforderlich sein, wenn die Leiter die vorgeschriebene Länge überschreiten, bevor sie zugängliche Trennschalter erreichen. NEC 690.13(E)(1) verlangt zugängliche Trennungen für alle Leiter innerhalb von Gebäuden, was effektiv Trennungen vor dem Eintritt von Leitern in Strukturen vorschreibt, wenn Arrays auf Dächern oder separaten Gebäuden montiert werden.

Am DC-Eingang von Wechselrichtern und anderen Geräten, die PV-Strom verarbeiten, müssen Gerätetrennschalter vorgesehen werden. So können einzelne Geräte gewartet werden, ohne dass die gesamte Anlage spannungsfrei geschaltet werden muss. Bei großen Anlagen mit mehreren Wechselrichtern benötigt jeder Wechselrichter eine eigene Trennvorrichtung sowie eine Haupttrennvorrichtung für das PV-System, die alle Gleichstromquellen steuert.

Geerdete und nicht geerdete Systemanforderungen

Bei geerdeten PV-Anlagen - d. h. Anlagen, bei denen ein stromführender Leiter absichtlich mit der Erde verbunden ist - müssen gemäß NEC 690.13(A) nur die nicht geerdeten Leiter abgeschaltet werden. Traditionell bedeutete dies, dass nur der positive Leiter geschaltet werden musste, obwohl in der modernen Praxis zunehmend der Mittelpunkt der Strings geerdet wird, was eine Unterbrechung sowohl des positiven als auch des negativen Leiters erfordert.

Ungeerdete PV-Systeme erfordern die gleichzeitige Abschaltung aller stromführenden Leiter, da kein Leiter mit der Erde verbunden ist. Die meisten modernen Solaranlagen, die mit dem Stromnetz verbunden sind, verwenden ungeerdete Konfigurationen, die zweipolige Trennschalter für typische positive/negative DC-Systeme erfordern. Diese Anforderung hat erhebliche Auswirkungen auf die Auswahl von Trennschaltern, da einpolige Geräte die Anforderungen nicht erfüllen können.

Die Unterscheidung zwischen geerdeten und ungeerdeten Systemen wirkt sich auch auf die Anforderungen an den Erdschlussschutz aus. Geerdete Systeme benötigen Erdschlusserkennung und Unterbrechung gemäß NEC 690.41, während ungeerdete Systeme Erdschlusserkennungsindikatoren, aber nicht unbedingt Unterbrechung benötigen. Diese unterschiedlichen Anforderungen beeinflussen die gesamte Systemauslegung, einschließlich der Auswahl und Platzierung von Trennschaltern.

Gleichstrom-Trennschalter für Solaranlagen Leistungsanforderungen

Spezifikationen für die Nennspannung

DC-Trennschalter müssen eine Nennspannung aufweisen, die der maximalen Systemspannung unter allen Betriebsbedingungen entspricht oder diese übersteigt. NEC 690.7 definiert die maximale PV-Systemspannung als die Summe der Nenn-Leerlaufspannungen der in Reihe geschalteten Module, korrigiert um die niedrigste erwartete Umgebungstemperatur. Dieser Wert kann die Standardbetriebsspannungen erheblich überschreiten - ein nominales 600-V-System kann in kalten Klimazonen eine maximale Spannung von fast 750 V aufweisen.

Die Spannungswerte müssen sich speziell auf den Gleichstrombetrieb beziehen, nicht nur auf den Wechselstrombetrieb. AC-Spannungsnennwerte lassen sich nicht direkt auf die DC-Fähigkeit übertragen, da Wechselstrom naturgemäß zweimal pro Zyklus den Nullpunkt durchläuft und Lichtbögen ohne die anhaltenden Lichtbogenprobleme des Gleichstroms löscht. Ein Schalter mit einer Nennspannung von 600 V AC kann aufgrund der Anforderungen an die Unterbrechung von Gleichstromlichtbögen nur 300-400 V DC sicher handhaben.

UL 98 und UL 508 bieten Prüfnormen für Schalter im Gleichstrombetrieb, die Leistungskriterien wie Lichtbogenunterbrechung, Temperaturgrenzen und Dauerbetrieb festlegen. Nach diesen Normen gelistete Trennschalter für die entsprechenden Gleichspannungen bieten codekonforme Spannungswerte. IEC 60947-3 bietet internationale Normen, die ähnliche Anforderungen für Gleichstromschalteranwendungen abdecken.

Nennstrom und Unterbrechungskapazität

Stromstärken für DC-Trennschalter müssen gemäß NEC 690.8 mindestens 125% des maximal verfügbaren Stroms aus PV-Quellen betragen. Im Gegensatz zu Überstromschutzvorrichtungen müssen Trennschalter nicht die 156%-Dimensionierungsanforderung für Sicherungen berücksichtigen, aber die 125%-Marge stellt sicher, dass Trennschalter die volle PV-Leistung ohne übermäßige Erwärmung oder Kontaktverschleiß verarbeiten können.

Die Unterbrechungsleistung gibt den maximalen Strom an, den ein Schalter sicher unterbrechen kann, wenn er unter Last geöffnet wird. Während Trennschalter in Solaranlagen normalerweise nur geöffnet werden sollten, wenn die Stromkreise stromlos sind, können Fehler oder Notfälle einen Lastunterbrechungsbetrieb erfordern. Legen Sie Trennschalter mit Unterbrechungswerten fest, die dem maximal verfügbaren PV-Strom einschließlich Fehlerbedingungen entsprechen.

Trennschalter, die als “nicht lastunterbrechend” eingestuft sind, können den Strom nicht sicher unterbrechen und dürfen nur betätigt werden, wenn die Stromkreise stromlos sind. Diese Schalter sind zwar preiswerter, aber mit betrieblichen Einschränkungen verbunden - vor dem Öffnen des Trennschalters muss der Laststrom durch andere Mittel abgeschaltet werden. Schalter mit Lastunterbrechung kosten mehr, erlauben aber ein Öffnen unter normalen Betriebsbedingungen und bieten so eine betriebliche Flexibilität, die in den meisten Anwendungen den Aufpreis wert ist.

⚠️ Wichtig: Betreiben Sie nicht lasttrennende Trennschalter niemals unter Stromfluss. Der anhaltende Gleichstrombogen kann die Kontakte verschweißen, das Innere des Schalters beschädigen oder eine Brandgefahr darstellen. Lasttrennschalter, die speziell für den DC-Solarbetrieb entwickelt wurden, bieten unter allen Bedingungen einen sicheren Betrieb.

Anforderungen an Zugänglichkeit und Platzierung

Leicht zugängliche Standortstandards

Der NEC definiert “leicht zugänglich” als schnell erreichbar für Betrieb, Erneuerung oder Inspektion, ohne dass diejenigen, für die ein leichter Zugang erforderlich ist, über Hindernisse klettern oder diese entfernen oder auf tragbare Leitern zurückgreifen müssen. Diese scheinbar einfache Definition hat erhebliche Auswirkungen auf die Platzierung von DC-Trennschaltern in Solaranlagen.

Auf dem Dach montierte Trennschalter erfüllen in der Regel nicht die Anforderungen an die “leichte Zugänglichkeit”, da sie nur mit Leitern oder kletterbaren Geräten erreicht werden können, was der Definition widerspricht. Trennschalter, die die in das Gebäude führenden Leitungen steuern, müssen vom Boden aus oder über den normalen Zugang zum Gebäude zugänglich sein und dürfen keine besondere Anstrengung oder Ausrüstung erfordern, um sie zu erreichen.

Höhenbegrenzungen gelten für leicht zugängliche Trennschalter. NEC 404.8(A) begrenzt die Höhe von Schaltern auf maximal 6 Fuß 7 Zoll über dem Boden oder der Arbeitsplattform. Die Montage von Trennschaltern in größerer Höhe überschreitet die “leicht zugänglichen” Grenzen, selbst wenn keine Leitern erforderlich sind. Niedrigere Montagehöhen - 4 bis 5 Fuß über dem Boden - bieten eine bessere Zugänglichkeit für unterschiedliche Körpergrößen und Fähigkeiten des Personals.

Die Anforderung der leichten Zugänglichkeit gilt für verschiedene Arten von Trennschaltern unterschiedlich. Gerätetrennschalter an Wechselrichtern können von den Geräteräumen aus leicht zugänglich sein, während die Trennschalter von PV-Anlagen für Ersthelfer von außerhalb des Gebäudes leicht zugänglich sein müssen. Wenn Sie wissen, welche Trennschalter von außen zugänglich sein müssen, können Sie bei der Planung Verstöße gegen die Vorschriften vermeiden.

Anforderungen an die Gruppierung

NEC 690.13(D) schreibt vor, dass die Trennvorrichtungen für eine PV-Anlage mit allen anderen Trennvorrichtungen für die Anlage gruppiert werden müssen. Diese Gruppierungsanforderung stellt sicher, dass das Personal alle Trennschalter schnell identifizieren und bedienen kann, ohne mehrere Stellen in der Anlage zu durchsuchen. Ausnahmeregelungen erlauben eine gewisse Flexibilität, aber in der Standardpraxis werden alle PV-Trennschalter an einer zugänglichen Stelle zusammengefasst.

Dauerhaft angebrachte Schilder oder Verzeichnisse kennzeichnen gruppierte Trennschalter, wenn die Gruppierung nicht offensichtlich ist. Die Etiketten müssen die Funktion jedes Trennschalters mit Begriffen wie “PV System Disconnect”, “Array 1 Disconnect” und “Inverter 1 Disconnect” bezeichnen und nicht mit kryptischen Codes, die eine Dokumentation zur Interpretation erfordern. Eine eindeutige Kennzeichnung erweist sich in Notfällen als entscheidend, wenn unbekannte Personen die Trennschalter schnell finden und bedienen müssen.

Die Gruppierungsanforderung gilt sowohl für DC- als auch für AC-Trennschalter in der PV-Anlage. Die Anlagen müssen die DC-Trennschalter zur Steuerung der Generatorleistung, die Gerätetrennschalter an den Wechselrichtern und die AC-Trennschalter für die Wechselrichterleistung an einem Ort zusammenfassen oder eine eindeutige Kennzeichnung vorsehen, aus der ihre Beziehungen hervorgehen. Die Verteilung von Trennschaltern über die gesamte Anlage ohne klare Gruppierung und Kennzeichnung verstößt gegen die Vorschriften.

Arbeitsraum und Abstände

NEC 110.26 legt die Anforderungen an den Arbeitsraum in der Nähe von elektrischen Geräten einschließlich Trennschaltern fest. Vor Trennschaltern, die unter Spannung geprüft, eingestellt, gewartet oder instandgehalten werden müssen, muss ein freier Arbeitsraum von mindestens einem Meter Tiefe eingehalten werden. Dieser Raum muss frei gehalten werden - Lager, Geräte oder Hindernisse verletzen die Anforderungen an den Arbeitsraum.

Die Breite des Arbeitsraums muss der Breite der Trennvorrichtung oder 30 Zoll entsprechen, je nachdem, welcher Wert größer ist. Die Höhenanforderungen schreiben einen Arbeitsraum vor, der sich vom Boden bis zu 6,5 Fuß oder der Höhe des Geräts erstreckt, je nachdem, welcher Wert größer ist. Diese Abmessungsanforderungen gewährleisten einen angemessenen Raum für den sicheren Betrieb der Trennvorrichtung und den Zugang von Personal und Ersthelfern im Notfall.

Gemäß NEC 110.26(E) ist es verboten, fremde Systeme wie Sanitäranlagen, Rohrleitungen oder Kommunikationsgeräte im Raum über den elektrischen Geräten bis zu einer Höhe von 6 Fuß über dem Fußboden oder der Gerätehöhe unterzubringen. Dies schützt vor Leckagen oder anderen Ausfällen von Fremdsystemen, die die elektrischen Geräte beschädigen, und gewährleistet einen freien Raum für den Zugang im Notfall.

Etikettierungs- und Kennzeichnungsvorschriften

Erforderliche Warnhinweise

NEC 690.13(B) schreibt spezielle Warnmarkierungen an Trennstellen vor, die diese als Trennmittel für Photovoltaikanlagen kennzeichnen. Die Kennzeichnungen müssen dauerhaft angebracht und lesbar sein, wobei Materialien verwendet werden müssen, die den Umwelteinflüssen während der gesamten Lebensdauer der Anlage standhalten. Vorübergehende Etiketten oder Markierungen, die verblassen, abblättern oder unleserlich werden, erfüllen die Anforderungen des Codes nicht.

Der Standardtext des Etiketts lautet “PHOTOVOLTAIC SYSTEM DISCONNECT” oder eine ähnliche eindeutige Formulierung, die die Funktion des Trennschalters angibt. Die Buchstaben müssen mindestens 3/8 Zoll groß sein, damit sie aus normalen Arbeitsabständen gut sichtbar sind. Reflektierende oder kontrastierende Farben verbessern die Sichtbarkeit - weiße Buchstaben auf rotem Hintergrund sind für die Kennzeichnung von Trennvorrichtungen üblich, obwohl der Code keine bestimmten Farbschemata vorschreibt.

Mehrere Trennschalter an gruppierten Standorten benötigen individuelle Etiketten, die angeben, welche Stromkreise oder Geräte jeder einzelne steuert. Allgemeine “PV-Trennschalter”-Etiketten auf mehreren Schaltern stiften Verwirrung - spezifische Etiketten mit der Aufschrift “Array 1 Disconnect”, “Inverter 2 Disconnect” usw. sorgen für die Klarheit, die für den sicheren Betrieb und die Wartung erforderlich ist. Beschriften Sie jeden Trennschalter, auch solche in Sequenzen, bei denen der Zusammenhang offensichtlich ist.

🎯 Profi-Tipp: Geben Sie auf den Etiketten der Trennschalter neben der reinen Kennzeichnung auch Spannungs- und Stromwerte an. Die Angabe “PV SYSTEM DISCONNECT - 600V DC - 50A” bietet vollständige Informationen, die es ermöglichen, zu überprüfen, ob der Trennschalter den Systemanforderungen entspricht, ohne die Dokumentation einsehen zu müssen.

Störlichtbogen- und Gefahrenwarnungen

Gemäß NEC 110.16 müssen Warnschilder vor Lichtbögen auf elektrischen Geräten angebracht werden, die unter Spannung geprüft, eingestellt, gewartet oder gewartet werden können. DC-Solartrennschalter erfordern in der Regel diese Warnhinweise, da Wartungsarbeiten häufig unter Spannung durchgeführt werden - PV-Anlagen können nicht vollständig spannungsfrei geschaltet werden, ohne alle Module abzudecken oder die Dunkelheit abzuwarten.

Lichtbogenaufkleber müssen davor warnen, dass Geräte sowohl von der Lastseite (PV-Anlage) als auch von der Netzseite (Wechselrichter) unter Strom gesetzt werden können. Diese Gefahr durch zwei Stromquellen erweist sich bei Solaranlagen als besonders gefährlich, da das Öffnen des Trennschalters die Stromzufuhr auf der Seite der Anlage nicht unterbricht. Entsprechende Aufkleber könnten lauten: “WARNUNG - ELEKTRISCHER SCHLAGGEFAHR - ANSCHLÜSSE AUF BEIDEN NETZ- UND LASTSEITEN KÖNNEN UNTER SPANNUNG STEHEN”.”

NFPA 70E bietet eine Anleitung zur Analyse der Lichtbogengefahr und zum Inhalt geeigneter Warnschilder. Während für kleinere Anlagen in Wohngebäuden möglicherweise keine vollständigen Lichtbogenberechnungen erforderlich sind, benötigen gewerbliche Anlagen und Anlagen im Energieversorgungsbereich eine ordnungsgemäße Lichtbogenanalyse mit Kennzeichnungen, die die Höhe der einfallenden Energie, die Grenzabstände und die erforderliche persönliche Schutzausrüstung für Arbeiten an stromführenden Teilen angeben.

Identifizierung von Systemspannung und -strom

Die Etiketten müssen die maximale Systemspannung und den verfügbaren Fehlerstrom an den Trennstellen gemäß NEC 690.53 angeben. Diese Informationen sind für Wartungspersonal oder Ersthelfer, die elektrische Gefahren einschätzen, von entscheidender Bedeutung. Spannungsschilder müssen die tatsächliche maximale Systemspannung einschließlich Temperaturkorrekturfaktoren angeben, nicht nur die Nennwerte.

Die Stromkennzeichnung gibt den maximal verfügbaren Strom einschließlich der Kurzschlussbeiträge an. Bei Solaranwendungen entspricht der Kurzschlussstrom im Allgemeinen 125% des Kurzschlussstroms aller parallel geschalteten Strings. Dieser Wert hilft dem Personal bei der Auswahl geeigneter Prüfgeräte, Unterbrecher oder anderer Vorrichtungen bei der Fehlersuche oder der Durchführung von Reparaturen.

Aktualisieren Sie die Etiketten, wenn Systeme geändert oder erweitert werden. Ein Trennschalter, der ursprünglich ein 10-kW-System mit 400 V DC versorgte, muss neu beschriftet werden, wenn die Anlagen auf 20 kW erweitert werden oder die Strangkonfigurationen die maximale Spannung ändern. Die Beibehaltung genauer Etiketten während der gesamten Lebensdauer des Systems gewährleistet, dass die Sicherheitsinformationen aktuell und zuverlässig bleiben.

Erdung und Verklebung von Geräten

Trennschalter Gehäuseerdung

Trennschaltergehäuse aus Metall müssen geerdet sein gemäß NEC 690.43 unabhängig davon, ob die PV-Anlage selbst geerdet oder ungeerdet ist. Die Gehäuseerdung schützt vor Stromschlägen aufgrund von Isolationsfehlern, die Metallteile unter Spannung setzen könnten. Bemessen Sie die Erdungsleiter der Anlage gemäß NEC 250.122 auf der Grundlage der Nennleistung der Überstromschutzeinrichtung, die den Stromkreis schützt.

Erden Sie das Trenngehäuse mit einem separaten Geräteerdungsleiter, der zusammen mit den Leitern des PV-Stromkreises verlegt wird, oder verwenden Sie das Metallrohrsystem als Geräteerdung, wenn es ordnungsgemäß installiert ist. NEC 250.118. Klebebuchsen und Steckbrücken gewährleisten die elektrische Kontinuität an den Stellen, an denen die Leitungen in die Gehäuse eintreten, und sorgen für einen niederohmigen Erdungspfad, selbst wenn sich die Verbindungen im Laufe der Zeit lösen.

Verlassen Sie sich nicht auf Baustahl, Gebäuderahmen oder andere leitende Pfade, die nicht speziell als Erdungsleiter für Geräte zugelassen sind. NEC 250.136 verbietet die Verwendung von Erde als alleinigen Geräteerdungsleiter - ein spezieller Kupfer- oder Aluminiumleiter bietet den zuverlässigen Erdungspfad, der für die Sicherheit und die Einhaltung der Vorschriften erforderlich ist.

Verbinden von Leitern über Trennstellen hinweg

Wenn die PV-Anlage einen geerdeten Leiter umfasst, muss die Erdungsverbindung über den Trennschalter gemäß NEC 690.35 aufrechterhalten werden. Dies erfordert oft eine separate Klemme oder Sammelschiene im Trennschaltergehäuse, die den geerdeten PV-Leiter kontinuierlich über den Trennschalter verbindet. Durch das Öffnen des Trennschalters werden nicht geerdete Leiter isoliert, der Erdungsbezug bleibt jedoch erhalten.

Bei nicht geerdeten PV-Anlagen ist keine Erdung durch Trennschalter erforderlich, da kein Leiter absichtlich geerdet wird. Die Erdung der Anlage muss jedoch weiterhin gewährleistet sein. Für diese Systeme sind gemäß NEC 250.122 dimensionierte und installierte Erdungsleiter erforderlich, die einen Erdungspfad für Metallgehäuse und Geräte schaffen, auch wenn die stromführenden Leiter von der Erde isoliert bleiben.

Verbinden Sie alle Metallteile von Trennbaugruppen mit Hilfe von Klebebrücken oder inhärenten elektrischen Verbindungen miteinander. Lackierte Oberflächen, Eloxalschichten oder andere nicht leitende Beschichtungen müssen an den Verbindungspunkten abgekratzt werden, um einen zuverlässigen elektrischen Kontakt zu gewährleisten. Gewindeschneidende Schrauben oder Sternscheiben durchbohren Beschichtungen, um Klebeverbindungen herzustellen.

Häufige Fehler bei der Installation und Verstöße gegen die Vorschriften

❌ Unzureichender Spannungswert

Problem: Installation von DC-Trennschaltern mit einer Nennspannung, die unter der maximalen Leerlaufspannung des Systems liegt.

Häufige Szenarien:
- Verwendung von 600-V-Gleichstromschaltern in Systemen mit 720 V temperaturkorrigierter Höchstspannung
- Annahme, dass die Nennwerte der Wechselspannung ohne Überprüfung auch für den Gleichstrombetrieb gelten
- Fehlende Berechnung der Korrekturfaktoren für die Spannung bei kalten Temperaturen gemäß NEC 690.7

Berichtigung: Berechnen Sie die maximale Systemspannung gemäß NEC 690.7(A) einschließlich der Korrektur der niedrigsten zu erwartenden Umgebungstemperatur. Wählen Sie Trennschalter mit Gleichspannungswerten aus, die diese berechnete Höchstspannung um eine Sicherheitsmarge übersteigen. Vergewissern Sie sich, dass der Trennschalter von einem anerkannten Prüflabor für Gleichspannung und nicht nur für Wechselspannung zugelassen ist.

❌ Einpolige Trennung im ungeerdeten Netz

Problem: Installation von einpoligen Trennschaltern, die nur einen Leiter in nicht geerdeten PV-Anlagen unterbrechen.

Häufige Szenarien:
- Verwendung von einpoligen Schaltern nur im Plusleiter
- Der Glaube, dass ein negativer Leiter nicht geschaltet werden muss, weil er das gleiche Potenzial wie ein positiver Leiter hat
- Kostensenkung durch Vermeidung von teureren zweipoligen Trennvorrichtungen

Berichtigung: Installieren Sie gleichzeitige mehrpolige Trennschalter, die alle nicht geerdeten Leiter in einem Arbeitsgang gemäß NEC 690.13(A) unterbrechen. Nicht geerdete PV-Anlagen erfordern zweipolige (oder mehr) Trennschalter, die sowohl den positiven als auch den negativen Leiter gemeinsam unterbrechen. Einpolige Trennschalter verstoßen gegen die Vorschriften, unabhängig davon, welchen Leiter sie unterbrechen.

❌ Unzugängliche Trennstelle

Problem: Montage der erforderlichen Trennvorrichtungen an Stellen, die für das Personal nicht leicht zugänglich sind.

Häufige Szenarien:
- Auf dem Dach montierte Trennvorrichtungen, die nur über Leitern zu erreichen sind
- Trennschalter, die über 6 Fuß 7 Zoll montiert sind, erfordern Tritthocker
- Durch Geräte, Lager oder andere Hindernisse blockierte Trennstellen

Berichtigung: Montieren Sie die Trennschalter der PV-Anlage an leicht zugänglichen Stellen gemäß der NEC-Definition, die ohne Leitern, Klettern oder Beseitigung von Hindernissen erreichbar sind. Ebenerdige Standorte im Freien oder normale Gebäudeeingänge erfüllen in der Regel die Anforderungen an die Zugänglichkeit. Halten Sie einen freien Arbeitsbereich gemäß NEC 110.26 um alle Trennschalter herum frei.

❌ Unzureichende oder fehlende Etiketten

Problem: Den Trennvorrichtungen fehlen die erforderlichen Kennzeichnungen, Warnschilder oder Gefahrenhinweise.

Häufige Szenarien:
- Unbeschriftete Trennschalter zwingen zum Rätselraten über ihre Funktion
- Fehlende Kennzeichnung “PHOTOVOLTAIC SYSTEM DISCONNECT”.
- Fehlende Warnungen vor Lichtbögen oder Kennzeichnung von Spannung/Strom

Berichtigung: Beschriften Sie jeden Trennschalter mit einer dauerhaften, gut lesbaren Kennzeichnung gemäß NEC 690.13(B). Geben Sie die Funktion, die Nennspannung, die Nennstromstärke und die entsprechenden Gefahrenwarnungen an. Verwenden Sie Etikettenmaterialien, die für den Einsatz im Freien geeignet sind und nicht verblassen, abblättern oder mit der Zeit unleserlich werden. Aktualisieren Sie die Etiketten bei jeder Systemänderung.

Inspektions- und Prüfverfahren

Überprüfung vor der Energetisierung

Prüfen Sie vor der Inbetriebnahme neuer Anlagen durch eine systematische Inspektion, ob die Trennvorrichtung den Anforderungen entspricht. Überprüfen Sie die Spannungs- und Stromwerte im Vergleich zu den berechneten maximalen Systemwerten und stellen Sie sicher, dass ausreichende Sicherheitsmargen vorhanden sind. Prüfen Sie die mechanische Funktion - der Trennschalter sollte über den gesamten Weg reibungslos funktionieren und die EIN- und AUS-Stellung deutlich anzeigen.

Überprüfen Sie, ob alle erforderlichen Schilder vorhanden, lesbar und korrekt sind. Stellen Sie sicher, dass die Warnschilder sowohl die netz- als auch die lastseitigen Gefahren der PV-Anwendung berücksichtigen. Stellen Sie sicher, dass der Arbeitsbereich den Anforderungen von NEC 110.26 entspricht und dass keine Abstellflächen oder Hindernisse die erforderlichen Abstände beeinträchtigen.

Testen Sie die Unterbrechungsfähigkeit des Trenners, indem Sie ihn nach Möglichkeit während der Inbetriebnahme unter Last schalten. Die Funktionsprüfung ist zwar nicht vorgeschrieben, deckt aber mechanische Probleme, Kontaktprobleme oder andere Defekte auf, bevor sie zu Ausfällen führen. Dokumentieren Sie die Testergebnisse als Teil der Systeminbetriebnahmeprotokolle.

Laufende Wartungsanforderungen

Bei der jährlichen Inspektion der Trennvorrichtung sollte überprüft werden, ob die Vorschriften weiterhin eingehalten werden und ob der Zustand noch funktionsfähig ist. Prüfen Sie die Etiketten auf Verblassen, Beschädigung oder Unlesbarkeit, die einen Austausch erforderlich machen. Überprüfen Sie die Gehäuse auf Korrosion, physische Schäden oder Beschädigungen bei der Montage. Überprüfen Sie, ob der Arbeitsbereich frei von Hindernissen ist, die sich seit der Installation angesammelt haben könnten.

Prüfen Sie die Trennvorrichtungen jährlich, um sicherzustellen, dass die mechanische Funktion reibungslos und sicher ist. Ein schwergängiger Betrieb, übermäßiger Kraftaufwand oder eine unsichere Positionsanzeige deuten auf Wartungsbedarf hin. Reinigen und schmieren Sie die Trennmechanismen gemäß den Empfehlungen des Herstellers, vermeiden Sie jedoch eine Überschmierung, die Staub und Ablagerungen anzieht.

Überprüfen Sie den festen Sitz aller elektrischen Verbindungen, einschließlich der Netz- und Lastklemmen sowie der Erdungsanschlüsse. Durch Temperaturschwankungen lockern sich die Verbindungen im Laufe der Zeit - eine jährliche Überprüfung und Nachziehen verhindert Verbindungsausfälle. Nutzen Sie die Wärmebildtechnik, um heiße Stellen zu identifizieren, die auf hochohmige Verbindungen hinweisen, die sofortige Aufmerksamkeit erfordern.

⚠️ Wichtig: Prüfen Sie vor der Durchführung von Wartungsarbeiten immer die Spannung auf beiden Seiten der offenen Trennschalter. PV-Anlagen stehen auch bei geöffneten Trennschaltern unter Spannung, was zu Stromschlägen für das Personal führen kann, wenn man davon ausgeht, dass das Öffnen der Trennschalter alle Gefahren beseitigt.

Erweiterte Überlegungen

Integration des Schnellabschaltens

Die Anforderungen des NEC 690.12 an die Schnellabschaltung schreiben vor, dass Leiter, die mehr als einen Fuß von der PV-Anlage entfernt sind und sich nicht innerhalb der Begrenzung der Anlage befinden, innerhalb von 30 Sekunden nach Auslösung der Abschaltung auf 80 V begrenzt werden müssen. Viele moderne Trennschalter verfügen über eine Schnellabschaltfunktion, die das Trennen der Verbindung mit einer Abschaltsteuerung auf Modulebene kombiniert.

Integrierte Schnellabschaltungstrenner vereinfachen Installationen, da sie Funktionen in einem Gerät vereinen. Vergewissern Sie sich jedoch, dass die Schnellabschaltleistung des Trennschalters den Anforderungen von NEC 690.12 für die jeweilige Systemkonfiguration entspricht. Einige Produkte können nur Module bestimmter Hersteller steuern oder erfordern kompatible Wechselrichter, um ordnungsgemäß zu funktionieren.

Der Trennschalter, der die Schnellabschaltung auslöst, muss gemäß den Anforderungen des NEC 690.13 selbst leicht zugänglich sein. Bei einigen Konstruktionen befindet sich der Auslöser für die Schnellabschaltung am Serviceeingang, während der eigentliche Trennschalter an einer anderen Stelle montiert wird - prüfen Sie vor der Installation, ob diese Anordnung sowohl die Anforderungen an die Zugänglichkeit als auch an die Gruppierung erfüllt.

Mehrere Array-Systeme

Große Installationen mit mehreren PV-Anlagen erfordern eine sorgfältige Planung der Trennschalter, um die Anforderungen an Gruppierung und Identifizierung zu erfüllen. Jede Anlage benötigt in der Regel eine eigene Trennvorrichtung sowie eine Haupttrennvorrichtung, die alle Anlagen gleichzeitig steuert. Die NEC 690.13(D) Gruppierungsanforderungen gelten für diese Systeme mit mehreren Feldern.

Erstellen Sie eindeutige Beschriftungsschemata, die die einzelnen Trennschalter der Reihen und ihre Beziehung zum Hauptsystemtrennschalter identifizieren. Erwägen Sie Layouts wie “MAIN PV SYSTEM DISCONNECT” neben “ARRAY 1 DISCONNECT - ROOF A,” “ARRAY 2 DISCONNECT - ROOF B,” usw. Verzeichnistafeln, die alle Trennstellen anzeigen, sind hilfreich, wenn sich eine physische Gruppierung als unpraktisch erweist.

Koordinieren Sie Trennschalter auf mehreren Spannungsebenen in Systemen, die DC-DC-Wandler oder andere Spannungsumwandlungen verwenden. Eingangs- und Ausgangstrennschalter können mit unterschiedlichen Spannungen arbeiten, die unterschiedliche Nenndaten erfordern. Kennzeichnen Sie diese eindeutig, um Verwechslungen bei Wartungsarbeiten oder in Notfällen zu vermeiden.

Besondere Anwendungen und Ausnahmen

Gebäudeintegrierte PV-Systeme

Gebäudeintegrierte Photovoltaiksysteme (BIPV), die strukturelle Gebäudeelemente bilden, stehen vor einzigartigen Herausforderungen bei der Trennung von der Stromversorgung. Dachziegel, Fassaden oder Verglasungen, die PV-Zellen enthalten, können nicht einfach isoliert oder abgedeckt werden, was zu Problemen bei der permanenten Stromzufuhr führt. Die Schnellabschaltung nach NEC 690.12 ist besonders wichtig bei BIPV-Anwendungen, bei denen die einzelnen Module für eine manuelle Abschaltung nicht zugänglich sind.

Entwerfen Sie BIPV-Trennsysteme mit besonderem Augenmerk auf den Zugang und die Sicherheit von Rettungskräften. Ziehen Sie mehrere Trennstellen in Betracht, die eine unabhängige Isolierung von Gebäudeteilen ermöglichen. Sorgen Sie für eine klare Kennzeichnung, die zeigt, welche Trennschalter welche Gebäudebereiche steuern, und verwenden Sie Grundrisspläne oder Diagramme, wenn sich verbale Beschreibungen als unzureichend erweisen.

BIPV-Systeme lassen sich häufig in Gebäudemanagementsysteme zur Steuerung und Überwachung von Trennvorrichtungen integrieren. Vergewissern Sie sich, dass alle ferngesteuerten oder automatischen Trennsteuerungen gemäß den NEC-Anforderungen über manuelle Übersteuerungsmöglichkeiten verfügen - automatisierte Systeme können manuell bedienbare Trennvorrichtungen, die für Ersthelfer zugänglich sind, nicht ersetzen.

Tragbare und mobile Systeme

Auf Wohnmobilen, Anhängern oder temporären Veranstaltungen montierte PV-Systeme erfordern tragbare Trennschalterlösungen, die die gleichen NEC-Anforderungen erfüllen wie feste Installationen. Der Trennschalter muss trotz des mobilen Charakters der Installation leicht zugänglich, ordnungsgemäß bemessen und entsprechend beschriftet sein. Schiffstaugliche oder witterungsbeständige Trennschalter eignen sich für diese Anwendungen, bei denen die raue Handhabung und die Umweltbelastung die typischen festen Installationen übersteigen.

Mobile Systemtrenner profitieren von abschließbaren Abdeckungen, die Manipulationen oder versehentliche Betätigung während des Transports verhindern. Die Schlösser dürfen jedoch einen schnellen Zugriff im Notfall nicht verhindern - einige Konstruktionen verwenden abbrechbare Plomben oder ähnliche Vorkehrungen, die einen schnellen Zugriff ermöglichen und zeigen, ob die Trennschalter betätigt wurden. Wägen Sie die Sicherheit gegen die Anforderungen an den Notfallzugang ab.

Berücksichtigen Sie die Platzierung von Trennvorrichtungen in Bezug auf Fahrzeugbewegungen und Parkkonfigurationen. Trennvorrichtungen, die von der Beifahrerseite aus zugänglich sind, sind leichter zu erreichen als solche, bei denen man um das Fahrzeug herumgehen oder auf Bereiche zugreifen muss, die durch angrenzende Parkplätze blockiert sind. Montieren Sie die Trennvorrichtungen in bequemer Arbeitshöhe für typische Fahrzeugbodenabstände.

Hochspannungs-DC-Systeme (>1500V)

Energieversorgungsanlagen arbeiten zunehmend mit Spannungen von mehr als 1500 V DC, was spezielle Trennschalter erfordert, die für diese extremen Spannungen ausgelegt sind. Es gibt nur wenige Produkte in diesem Spannungsbereich - eine sorgfältige Spezifikation und Überprüfung der Nennwerte ist daher von entscheidender Bedeutung. NEC 690 gilt auch für diese Spannungen, aber die Verfügbarkeit von Komponenten kann die Konstruktionsmöglichkeiten einschränken.

Hochspannungstrennschalter erfordern erweiterte Sicherheitsmerkmale wie Verriegelungsmechanismen, die ein Öffnen unter Last verhindern, erweiterte Kriechstrecken, die eine Oberflächenverfolgung verhindern, und robuste Lichtbogenunterbrechungssysteme. Personal, das an Hochspannungs-Gleichstrom-Systemen arbeitet, benötigt eine spezielle Ausbildung, die über die üblichen elektrischen Qualifikationen hinausgeht - dokumentieren Sie die Ausbildungsanforderungen und beschränken Sie den Zugang entsprechend.

Ziehen Sie bei hohen Spannungen redundante Trennsysteme in Betracht, um die Sicherheit auch dann zu gewährleisten, wenn einzelne Trennschalter ausfallen. Serientrennschalter bieten eine Ersatzisolierung, wenn die primären Trennschalter nicht zuverlässig unterbrechen. Obwohl die Vorschriften keine Redundanz vorschreiben, rechtfertigen die schwerwiegenden Folgen eines Trennerausfalls bei extremen Spannungen die zusätzlichen Kosten und die Komplexität.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Hauptunterschied zwischen den Anforderungen an die Gleichstromunterbrechung bei geerdeten und ungeerdeten Solarsystemen?

Bei geerdeten PV-Systemen sind gemäß NEC 690.13(A) nur Trennschalter in den nicht geerdeten Leitern erforderlich, wodurch einpolige Trennschalter in herkömmlichen positiv geerdeten Konfigurationen möglich sind. Nicht geerdete Systeme müssen alle stromführenden Leiter gleichzeitig abtrennen, was zwei- oder mehrpolige Trennschalter erfordert. Die meisten modernen interaktiven Systeme verwenden ungeerdete Konfigurationen, die zweipolige Trennschalter erfordern, die sowohl den positiven als auch den negativen Leiter gemeinsam öffnen. Diese Unterscheidung wirkt sich auf die Auswahl des Trennschalters und die Kosten aus - mehrpolige Trennschalter kosten mehr, sind aber für die Einhaltung der Vorschriften in ungeerdeten Systemen erforderlich.

Wo genau muss sich der “leicht zugängliche” Trennschalter gemäß NEC 690.13 befinden?

Der NEC verlangt leicht zugängliche Trennschalter am Gebäudeeingang, wenn PV-Leiter in Gebäude eindringen, an Gerätestandorten wie Wechselrichtern und für das gesamte PV-System gemäß 690.13(E). “Leicht zugänglich” bedeutet, dass man sie ohne Leitern, Klettern oder Beseitigung von Hindernissen erreichen kann - in der Regel an ebenerdigen Standorten im Freien oder an normalen Gebäudeeingängen. Auf dem Dach montierte Trennschalter erfüllen diese Anforderung nicht. Der Trennschalter der PV-Anlage muss für Ersthelfer von außerhalb des Gebäudes zugänglich sein, ohne dass sie das Gebäude betreten müssen, damit sie bei Bränden oder anderen Gefahren die Stromzufuhr unterbrechen können.

Kann ich einen Leitungsschutzschalter als erforderlichen DC-Trennschalter verwenden?

Ja, DC-Schutzschalter können als Trennvorrichtung dienen, wenn sie die Anforderungen des NEC 690.13 erfüllen, einschließlich der entsprechenden Spannungs- und Stromwerte, der Fähigkeit, alle nicht geerdeten Leiter gleichzeitig zu unterbrechen, und der richtigen Kennzeichnung. Leistungsschalter bieten Vorteile wie Überstromschutz mit integrierter Trenn- und Rückstellfunktion nach Auslösung. Vergewissern Sie sich jedoch, dass der Schalter für Gleichstrom bei der Systemspannung ausgelegt ist - reine Wechselstromschalter erfüllen unabhängig von ihrer Stromstärke nicht die Anforderungen der Vorschriften. In der UL 489 sind Leistungsschalter aufgelistet, die sich zum Trennen von Stromversorgungen eignen.

Was passiert, wenn mein Gleichstrom-Trennschalter nicht richtig beschriftet ist?

Falsch oder gar nicht gekennzeichnete Trennschalter verstoßen gegen NEC 690.13(B) und fallen in der Regel bei der elektrischen Inspektion durch, so dass die Genehmigung des Systems und die Einschaltung nicht möglich sind. Abgesehen von der Einhaltung der Vorschriften führt eine unzureichende Kennzeichnung zu Sicherheitsrisiken bei der Wartung und in Notfällen, wenn das Personal die Funktionen des Trennschalters nicht schnell erkennen kann. Ersthelfer können bei Bränden möglicherweise nicht in der Lage sein, nicht gekennzeichnete Trennschalter zu lokalisieren und zu bedienen, was die Gefahr für Bewohner und Einsatzkräfte erhöht. Ordnungsgemäße Schilder müssen dauerhaft angebracht und gut lesbar sein und eine Funktionskennzeichnung sowie entsprechende Gefahrenwarnungen zur netz- und lastseitigen Einschaltung enthalten.

Benötige ich in einem System mit mehreren Wechselrichtern für jeden Wechselrichter einen eigenen Trennschalter?

Ja, NEC 690.13(E)(2) verlangt Trennvorrichtungen an jedem Wechselrichter oder anderen Geräten, die PV-Leistung verarbeiten. Jeder Wechselrichter benötigt eine eigene Trennvorrichtung, die es ermöglicht, dieses Gerät zu warten, ohne andere Wechselrichter oder die gesamte PV-Anlage stromlos zu machen. Außerdem muss ein Haupttrennschalter für die PV-Anlage alle Gleichstromquellen gemäß 690.13(E)(3) steuern. Große Systeme können über Trennvorrichtungen für Gruppen, einzelne Wechselrichter und eine Haupttrennvorrichtung verfügen, die alle gemäß 690.13(D) gruppiert oder eindeutig gekennzeichnet sein müssen, wobei ihre Standorte und Beziehungen zueinander anzugeben sind.

Wie oft sollten Gleichstromtrennschalter geprüft und gewartet werden?

Testen Sie die Trennschalter bei der Inbetriebnahme, um den ordnungsgemäßen Betrieb zu überprüfen, bevor Sie die Systeme unter Spannung setzen. Bei jährlichen Inspektionen sollten die Trennschalter zyklisch überprüft werden, um sicherzustellen, dass die mechanische Funktion reibungslos und positiv ist, dass die Etiketten lesbar sind, dass der Arbeitsraum frei ist und dass die Anschlüsse auf Dichtheit geprüft werden. Nutzen Sie die Wärmebildtechnik, um heiße Stellen zu erkennen, die auf hochohmige Verbindungen hinweisen, die sofortige Aufmerksamkeit erfordern. In rauen Umgebungen oder nach starken Witterungseinflüssen kann eine häufigere Inspektion erforderlich sein. Dokumentieren Sie alle Prüfungen und Wartungsarbeiten mit Datum, Ergebnissen und ergriffenen Abhilfemaßnahmen.

Welche Spannung benötige ich für ein 1000V DC Solarsystem?

Berechnen Sie die maximale Systemspannung gemäß NEC 690.7(A), indem Sie die Modul-VOC mit dem Temperaturkorrekturfaktor für die niedrigste zu erwartende Umgebungstemperatur multiplizieren - dies ergibt in der Regel 1150-1200 V für nominale 1000-V-Systeme. Wählen Sie Trennschalter mit einem Nennwert von mindestens 1200 V DC, obwohl 1500-V-DC-Schalter eine bessere Sicherheitsmarge bieten. Verwenden Sie niemals AC-Spannungswerte - ein 600V AC-Trennschalter kann nur 300-400V DC sicher verarbeiten. Vergewissern Sie sich, dass die Trennschalter für die angegebene Spannung die UL 98 oder eine ähnliche DC-Zulassung besitzen und nicht nur Herstellerangaben. Bei der Berechnung der Stringspannung muss der Spannungsanstieg bei kaltem Wetter berücksichtigt werden, der die Nennwerte um 20% oder mehr übersteigen kann.

Verwandte Ressourcen

Eine umfassende Einhaltung der Vorschriften für DC-Trennschalter setzt voraus, dass man versteht, wie Trennschalter mit anderen Schutz- und Sicherheitskomponenten von Solarsystemen zusammenarbeiten.

Erfahren Sie mehr über die entsprechenden Anforderungen in unseren ausführlichen Leitfäden:

– DC-Solarstromkreisunterbrecher - Alternative Abschaltmöglichkeiten durch Leistungsschaltertechnik
– DC-Sicherung - Überstromschutz in Verbindung mit Trennschaltern
– DC-Isolator-Schaltertechnologie - Vollständige Spezifikationen und Auswahl von Trennschaltern
– PV Combiner Box Design - Integration von Trennvorrichtungen in Combiner-Baugruppen

Sind Sie bereit, NEC 690.13-konforme DC-Trennschalterinstallationen sicherzustellen? Unser technisches Team bei SYNODE bietet projektspezifische Beratung bei der Auswahl, Platzierung und Kennzeichnung von Trennschaltern für Solaranlagen von Wohnhäusern bis hin zu Großanlagen. Wir helfen dabei, die gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen, um zuverlässige, konforme Trennvorrichtungen für einen sicheren Betrieb der PV-Anlage zu gewährleisten.

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Zuletzt aktualisiert: Oktober 2025
Autor: SYNODE Technisches Team
Rezensiert von: Fachbereich Elektrotechnik