Hütesichere Elektrozäune. in der Rinderhaltung

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1 Hütesichere Elektrozäune in der Rinderhaltung Günter Herkert PATURA KG

2 Hütesicherheit am Elektrozaun In Deutschland gibt es keine direkten Vorschriften hinsichtlich der Hütesicherheit, die beim Betrieb von Elektrozaunanlagen einzuhalten sind. Alle Verpflichtungen beruhen auf der grundsätzlichen Haftung eines Tierhalters nach 833/834 BGB. Alle im Folgenden genannten Empfehlungen bzw. Verpflichtungen basieren auf Empfehlungen bzw. Verpflichtungen, die von verschiedenen Organisationen, Arbeitskreisen bzw. Herstellern erarbeitet wurden. Dabei sind vor allem der aid bzw. die DLG zu nennen. Daraus resultieren bzw. unabhängig davon existieren verschiedene Gerichtsentscheidungen, die diese Empfehlungen bzw. Verpflichtungen unterstreichen bzw. bestätigen. Bezüglich der Errichtung bzw. dem Betrieb von Elektrozaunanlagen gibt es die VDE 0131, die allerdings in weiten Teilen veraltet ist. Allgemeine Anforderungen nach Tierschutz-Nutztierhaltungsverordnung z.b. tägliche Tierkontrolle durch Fachpersonal. Hinsichtlich der allgemeinen Sicherheitsanforderungen an Weidezaungeräte gibt es die DIN EN PATURA KG

3 Hütesicherheit am Elektrozaun Zur Erhaltung der Hütesicherheit von Elektrozäunen ist der Betreiber verpflichtet gewisse Vorgaben einzuhalten: Die Hütespannung muß an jeder Stelle des Zaunes mindestens 2000 Volt betragen. Empfehlung 3000 Volt. Für schwierige bzw. langhaarige Tiere wird eine Hütespannung von 4000 Volt empfohlen. Die Zaunspannung ist durch regelmäßige, d.h. in der Regel tägliche Messung zu kontrollieren. Dies setzt das Vorhandensein entsprechender Prüfgeräte wie z.b. Zaunprüfer, Digital-Voltmeter, Zaun- Kompass, Zaun-Alarm oder einer separaten Alarmanlage für Elektrozäune voraus. Es sind Weidezaungeräte mit entsprechender Leistung (Impulsenergie) einzusetzen, die auch bei Verlusten (z.b. durch Bewuchs) in der Lage sind, obige Anforderungen zu erfüllen. Der Zaun bzw. das Zaunmaterial sollte dem allgemeinen Stand der Technik entsprechen. Je nach Länge des Zaunes sollte entsprechend gut leitfähiges Drahtmaterial zum Einsatz kommen. Je nach Gefährdungspotential und Tierart ist eine entspre chende Zaunhöhe bzw. Drahtanzahl zu berück - sichtigen. PATURA KG

4 Fehlerquellen am Elektrozaun Die Hauptfehlerquelle beim Elektrozaunbetrieb liegt bei der Erdung. Weit über 80 % aller installierten Erdungssysteme für Weidezaungeräte sind absolut mangelhaft. Die am zweithäufigsten zu nennende Fehlerquelle liegt bei der ungenügenden Leitfähigkeit der Zaundrähte. Als nächstes folgenden alle Verbindungen bzw. Übergänge: Möglichst fest geschraubt, evtl fest geklemmt Frei von Korrosion (Rost isoliert) Jedes Knacken bzw. jeder Funkensprung im Elektrozaun weist auf gravierende Kontaktprobleme hin. An solchen stellen wird keine Energie mehr übertragen! Erst an 4.ter Stelle folgenden zu schwache Elektrozaungeräte Hauptursache ist mangelndes Bewußtsein bzw. mangelndes Verständnis der Grundfunktionen eines Elektrozaunstromkreises oder von Strömen allgemein. PATURA KG

5 Gültige Rechtsvorschriften Laut DIN EN Anhang BB und VDE 0131 gelten bei der Errichtung und beim Betrieb von Elektrozaunanlagen folgende Vorschriften: Stacheldraht darf nicht als Elektrozaun verwendet werden. Ein Elektrozaun darf nur aus einem Elektrozaungerät versorgt werden. Elektrozaungeräte dürfen nicht in feuergefährdeten Betriebsstätten, z.b. Scheunen, Ställen montiert werden. Bei Montage des Elektrozaungerätes in einem nicht feuergefährdeten Gebäude ist vor Einführung einer Zaunzuleitung in das Gebäude eine Blitzschutzeinrichtung außerhalb anzubringen. Befindet sich die Erdung des Elektrozaungerätes in der Nähe eines Gebäudes, so muß der Abstand zwischen dieser Erdung und der Schutzerde des Netzes mindestens 10 m betragen. Elektrozäune, die an öffentlichen Straßen oder Wegen errichtet werden, müssen mit Warnschildern gekennzeichnet sein, die mit dem Sicher heitszeichen versehen sind oder die Aufschrift Vorsicht Elektrozaun tragen. Die Warnschilder sind in Abständen von etwa 100 m anzubringen und bei Einmündungen von Nebenwegen, sowie an Stellen, an denen kein Elektrozaun vermutet wird. Elektrozäune müssen so montiert werden, dass sie keine elektrische Gefahr für Menschen, Tiere oder deren Umgebung darstellen. PATURA KG

6 Gültige Rechtsvorschriften Laut DIN EN gelten zur Sicherheit von Mensch und Tier bei Elektrozaungeräten folgende Grenzwerte: Der Impulsabstand muss größer als 1 Sekunde sein. NEU ab (Herstellungsdatum der Geräte): DIN EN :A11 Die Impulsenergie in einen Widerstand von Ohm darf nicht größer als 5 J sein. Der Spitzenstrom in einen Widerstand von Ohm darf nicht größer als 20 A sein. Elektrozaungeräte ohne Zeitverzögerung dürfen nur maximal 5 Joule Impulsenergie abgeben. NEU ab (Herstellungsdatum der Geräte): DIN EN :A12 Elektrozaungeräte mit Zeitverzögerung sind Geräte, deren Impulsenergie für die Dauer einer Verzögerungs - zeit (15-60 Sekunden) auf 5 Joule begrenzt wird, wenn ein Widerstand unter 500 Ohm festgestellt wird. Nach Ablauf der Verzögerungszeit ist es zulässig, dass die Impulsenergie auf maximal 15 Joule ansteigt. Elektrozaungeräte mit Zeitverzögerung, die eine maximale Ausgangs energie von 5 J überschreiten können, müssen eine Alarmfunktion haben und die Ausgangscharakteristik wie folgt kontrollieren: Wenn der Widerstand stark abfällt (von über 1000 Ohm auf unter 400 Ohm) und für mindestens 6 Impulse auf unter 400 Ohm bleibt, muss ein Alarm ausgelöst werden. Der Impulsabstand muß gleichzeitig auf 3 Sekunden angehoben werden. Der Alarm kann enden und die normale Taktfolge wieder aufgenommen werden, wenn der Wider stand wieder auf über 600 Ohm ansteigt oder wenn der Alarm für mindestens 10 Minuten aktiv war. Elektrozaungeräte mit Zeitverzögerung dürfen maximal 15 Joule Impulsenergie abgeben. PATURA KG

7 Der Elektrozaunstromkreis Der elektrische Weidezaun stellt wie jeder Stromkreis ein geschlossenes Kreislaufsystem dar. Der Elektrozaunstromkreis besteht aus: Elektrozaungerät Zaundraht Tier (Grasbewuchs / Isolation) Boden Erdungssystem Strom fließt nur, wenn der Kreislauf geschlossen ist. Der Zaun selbst muss nicht zwingend einen geschlossenen Kreislauf bilden, kann aber. Erdzuleitung Elektrozaungerät Zaunzuleitung Solange kein Tier den Draht berührt (und kein Gras an den Draht wächst) ist der Kreislauf nicht geschlossen. Wenn das Tier den Draht berührt, wird der Kreislauf geschlossen und der Strom fließt über den Tierkörper, durch den Boden und über die Erdstäbe zum Gerät zurück. Dieser schmerzhafte, aber völlig ungefährliche Stromschlag veranlasst das Tier vom Zaun zurückzuweichen. Der Kreislauf wird auch durch Bewuchs bzw. alle weiteren Verbindungen zwischen Draht und Boden z.b. defekte Isolatoren geschlossen. Entscheidend für die Schlagwirkung am Tier und damit die Hütewirkung ist die Güte des gesamten Elektrozaun kreis laufs. Eine Schwachstelle im System bringt den gesamten Kreislauf zum Scheitern. Hauptschwachpunkte sind vor allem die Erdung, die Leitfähigkeit des Drahtes und alle Verbindungen. Erdstäbe 5 1 Zaundraht 2 Bewuchs 3 4 Boden Tier 3 PATURA KG

8 Anforderungen an moderne Elektrozaungeräte 3 Faktoren bestimmen im wesentlichen den Leistungsbedarf von Weidezaungeräten: Bewuchsgrad Zaunlänge Tierart Hinsichtlich der Impulsenergie gelten folgende Empfehlungen: Zaunlänge (km) erforderliche Geräteleistung (Joule) erforderliche Geräteleistung (Joule) erforderliche Geräteleistung (Joule) ohne Bewuchs normaler Bewuchs starker Bewuchs 0,2-1,0 km 0,2 Joule 0,6 Joule 3,0 Joule 1,0-2,0 km 0,5 Joule 2,0 Joule 6,0 Joule 2,0-5,0 km 1,5 Joule 4,0 Joule 10,0 Joule 5,0-10,0 km 2,5 Joule 6,0 Joule 15,0 Joule Voraussetzung: 2-3 drähtige Zaunanlage mit gut leitfähigen Drähten und guter Erdung Der Bewuchs ist der wichtigste Faktor zur Bestimmung der Geräteleistung PATURA KG

9 Erdung von Elektrozaungeräten Da Erdreich kein guter elektrischer Leiter ist, verteilt sich der Stromfluß auf ein weites Gebiet im Boden. Sandige, kiesige oder steinige Böden haben einen hohen elektrischen Wider stand und erfordern eine aufwendige Erdung. Bindige, lehmige und tonige Böden haben einen niedrigen elektrischen Widerstand und sind ideal für die Erdung. Jeder Boden ist im trockenen Zustand schlechter leitfähig und im feuchten Zustand besser leitfähig. Bei leitfähigen, dauerhaft feuchten Böden empfehlen wir für ein Gerät mit ca. 5 Joule folgende Erdung: 3 Erdstäbe (Rohre bzw. Stäbe) aus rostfreiem oder verzinktem Material 1-2 m lang im Abstand von je 3 m Zur Verbindung zwischen Elektrozaungerät und Erdstäben sollte doppelt isoliertes Kabel verwendet werden. Alle Verbindungen im Bereich der Erdung müssen fest und korrosionsbeständig verschraubt sein. Folgende Mindestempfehlungen gelten: Elektrozaungerät Zaunzuleitung Erdzuleitung Geräte - leistung (Joule) Erdstab - länge (Meter) Anzahl Erdstäbe Erdstäbe P1500 Elektrozaun 3 m 3 m 3 m 3 m 0 bis 0,4 P3800 0,5 bis 1,5 P m 1,5 bis 3,5 3,5 bis 7,5 7,5 bis 15 0,25 1,0 1,0 1,0 2, PATURA KG

10 Überprüfen der Erdung Ist das Erdungssystem eines Elektrozaungerätes unzu - reichend, kann zwischen Erdstab und dem umliegenden Boden eine Spannung gemessen bzw. bei Berührung der Erdung ein elektrischer Schlag verspürt werden. Das Erdungssystem eines Weidezaungerätes sollte nach der Neuinstallation des Gerätes und bei fest installierten Geräten mindestens einmal pro Jahr (vorzugsweise während einer Trockenperiode) überprüft werden. Elektrozaungerät Erdzuleitung Elektrozaun Testablauf: 1-2 m Verursachen Sie einen Kurzschluss, indem Sie ca. 100 m vom Gerät entfernt Eisenpfähle in den Boden stecken und an die Zaundrähte lehnen. Die Zaunspannung sollte dadurch bis auf ca Volt absinken. Nehmen Sie einen Digital-Voltmeter und stecken Sie dessen Erdstab ca. 1 m vom letzten Erdstab des Elektrozaun gerä tes in den Boden. Drücken Sie den Meßkontakt des Digital-Voltmeters auf den letzten Erdstab des Gerätes. Der Digitalvoltmeter zeigt jetzt die Spannung auf dem Erdungssystem an. 0 bis 200 Volt (0,2 kv Anzeige): Ihre Erdung ist perfekt. 200 bis 600 Volt (0,2 kv bis 0,6 kv Anzeige): Ihre Erdung ist noch akzeptabel. Über 600 Volt: Ihre Erdung muß verbessert werden. Zaunzuleitung 100 m 3 m 3 m 3 m Erdstäbe PATURA KG

11 Jetzt geht Ihnen ein Licht auf! Kennen Sie die voraussichtliche Span nung, wenn ein Tier nach 100 m, 1 km bzw. 3 km eindrähtigem Zaun den Draht berührt und die Zaunspannung am Zaunanfang 8000 Volt beträgt? PATURA empfiehlt für die Praxis Zaunspannungen von Volt. Zaunspannung Anfang 100 m 1 km 3 km Standard-Litze 3 x 0,16 (14 Ohm/m) Compact-Litze 6 x 0,20 (4,5 Ohm/m) Tornado-Litze (0,23 Ohm/m) Tornado XL Litze (0,08 Ohm/m) Stahldraht 2,5 mm (0,035 Ohm/m) 8000 V 2100 V 300 V 100 V 8000 V 4200 V 800 V 300 V 8000 V 7700 V 5500 V 3400 V 8000 V 7900 V 6900 V 5500 V 8000 V 7900 V 7500 V 6600 V PATURA KG

12 Drähte für Elektrozaunanlagen Die Hauptfunktion von Drähten beim Elektrozaun ist die optimale Leitung der elektrischen Impulse auch auf große Strecken. Die wichtigste Kenn größe ist damit der elektrische Widerstand. Man unterscheidet 2 grundlegend verschiedene Arten von Leitern: a) Massive glatte Eisendrähte, bevorzugt aus Stahl, eignen sich vor allem für Fest zaunanlagen. Sie haben eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit, eine hohe Reiß - festigkeit und Korrosionsbeständigkeit und eine hohe Lebensdauer. Widerstand des Zaunmaterials (Ohm / m) b) Kunststoffdrähte mit eingeflochtenen, dünnen Metallleitern 0,03-0,1 30,0 km 6,0 km eignen sich für versetzbare oder halb stationäre Zäune. Sie haben je nach Art der Metallleiter eine sehr unterschiedliche Leitfähigkeit. Eine Sonderform stellt die Monolitze (Polydraht) dar. Ein mit 2 verzinkten Eisenleitern umwickelter Nylonkern ergibt eine mittlere Leitfähigkeit. Maximale Zaunlängen: 2,5 mm Stahldraht: 35 Ohm/km 30 km 1,6 mm Eisendraht: 70 Ohm/km 15 km Tornado XL-Litze: 80 Ohm/km 13 km Monolitze: 350 Ohm/km 3 km Edelstahllitzen: 5000 Ohm/km 400 m 2-drähtiger Zaun wenig Bewuchs Gerät 0,5-2 Joule Max. empf. Zaunlänge 2-drähtiger Zaun starker Bewuchs Gerät 5-15 Joule Max. empf. Zaunlänge ,35 km 1-3 1,0 km 0,2 km 0,1-1 10,0 km 2,0 km PATURA KG

13 Verbindungen und Zuleitungen in Elektrozaunanlagen Querverbindung zwischen den Drähten: Die Querverbindung ist eine rein elektrische Verbindung und sollte keiner lei Zugkräften ausgesetzt sein. Alle elektrischen Querverbindungen beim Elektro-Festzaun sollten mittels verzinkter, rost freier Schrauben ausgeführt werden. Bei Mobilzäunen wird die elektrische Querverbindung über Zaun ver - bindungs kabel mit federbelasteter Edelstahlklemme hergestellt. Die Querverbindung sollte ca. alle 200 bis 400 m erfolgen. Längsverbindung der Drähte selbst Längsverbindungen von Drähten, Litzen oder Seilen sind durch Anwendung sich unter Last selbstzuziehender Knoten herzustellen. Achterknoten und Weberknoten haben sich hierbei be währt. Zuleitungen im Elektrozaun Ober- oder unterirdische Zaunzuleitungen Zuleitung und Verbindung zwischen den Erdstäben Stromweiterführung an Toren oder zwischen Zaunanlagen Alle Verbindungs- und Anschlußleitungen beim Elektrozaun sollten mit speziellen doppelt-isolierten Hoch - spannungskabeln ausgeführt werden. Es darf auf keinen Fall handelsübliches Kupferkabel verwendet werden. PATURA KG

14 Tore in Zaunanlagen Grundregeln: 1 Halten Sie die Anzahl der Tore möglichst gering, denn Tore sind immer eine Schwachstelle im Zaun. 2 Legen Sie Tore möglichst im flachen Gelände an, denn der Torbereich ist immer erosionsgefährdet. 3 Durch bevorzugte Lage der Tore in den Ecken des Zaunes vereinfachen Sie den Zaunbau. 4 Führen Sie bei Elektrozäunen den Strom nie durch das Tor auf die andere Seite des Zaunes weiter, sondern verwenden Sie Hochspannungskabel unter dem Tor hindurch. 5 Optimale Torbreite: 4-6 m PATURA KG

15 Zaunsysteme für die Rinderhaltung Der sichere Betrieb von Elektrozaunanlagen stellt einige grund legende Anforderungen an den Betreiber: Je nach Risikobereich werden folgende Zaunvorgaben gefordert: nach aid-heft Sichere Weidezäune Milchkühe Mutterkühe mit Kälbern Weibliche Jungrinder Bullen über 6 Monate Risikobereich 3 Risikobereich 2 Risikobereich 1 Weiden bis 500 m Entfernung zu stark frequentierten Verkehrswegen 2 Stahldrähte Weiden m Entfernung zu stark frequentierten Verkehrswegen 3-4 Stahldrähte 3 Stahldrähte 3 Stahldrähte 3 Stahldrähte Weiden außerhalb Risikobereich 3 oder 2 2 Stahldrähte, 2 Kunststoffdrähte 1 Kunststoffdraht 2 Stahldrähte, 2 Kunststoffdrähte 2 Stahldrähte, 2 Kunststoffdrähte 3 Stahldrähte 3 Stahldrähte 3 Stahldrähte 105 cm 75 cm 45 cm Anzahl Drähte Drahtabstände vom Boden 1 ca. 85 cm 2 ca. 55 / 85 cm 3 ca. 55 / 85 / 105 cm PATURA KG

16 Fehlersuche mit dem Digitalvoltmeter Zaunspannung unter 3000 Volt? Gerät durch Service- Werkstatt überprüfen Nein Ja Zaunanschluß vom Elektrozaungerät abklemmen: a) Leerlaufspannung okay? b) Spannung bei 500 Ohm okay? Ja Ja # Zaunanschluß wieder anklemmen: Ist die Spannung zwischen Zaun- und Erdausgang größer als 3000 Volt? Nein Werden auf der Erdung mehr als 300 Volt gemessen? Ja Nein War die Zaunspannung vor Auftreten des Fehlers größer als 3500 Volt? Ja Mangelhaftes Erdungssystem Nein Ja Wurde der Zaun seither erweitert? Hoher Widerstand auf: a) Zaunzuleitung b) Zaundraht c) Verbindungsstellen Elektrozaungerät zu schwach ( Überprüfen Sie zuerst den Zaun auf Kurzschlüsse) Zaun leitet ab durch: a) Defekte Isolatoren b) Kurzschlüsse c) Bewuchs Nein Jeweilige Fehlerquelle beseitigen und zurück zu # PATURA KG

17 Fehlersuche mit dem Zaunkompass Zaun-Kompass = Voltmeter + Amperemeter Anzeige vor Kurzschluss: Spannung: 6,6 kv Stromstärke: 55 A Stromrichtung: rechts Anzeige hinter Kurzschluss: Stromstärke vorher: 55 A Stromstärke jetzt: 0 A PATURA KG