Spannungsversorgung, Busleitung und Installation nach den Regeln

Viele KNX-Anlagen funktionieren jahrelang einwandfrei, bis plötzlich einzelne Teilnehmer ausfallen, Telegramme verloren gehen oder der Bus nach einem Gewitter stumm bleibt. In unserer Projekterfahrung liegt die Ursache solcher Störungen erstaunlich oft nicht in der Programmierung, sondern in der physischen Installation: ein zu knapp bemessenes Netzteil, eine falsch verlegte Busleitung oder ein fehlender Überspannungsschutz. Dieser dritte Teil der Serie «KNX Grundlagen: die Schulungsreihe» zeigt, worauf es bei Spannungsversorgung, Busleitung, Verlegung und Schutz ankommt, und warum die Regeln einfach einzuhalten sind, wenn man sie kennt.

Die Topologie des KNX-TP-Busses, also Liniensegmente, Linienkoppler und Bereichskoppler, haben wir in Teil 2 dieser Serie, «KNX-Topologie: Liniensegment, Linie, Bereich und Backbone», ausführlich behandelt. Dieser Beitrag setzt dort an und geht einen Schritt tiefer: in den Verteiler, in die Kabeltrasse und in den Schaltschrank.

Die Spannungsversorgung: Nennspannung, Toleranz und Strombudget

Der KNX-TP-Bus arbeitet mit einer Busspannung von typisch 30 V DC, die das Netzteil auf die Busleitung speist. Die Nennspannung der Teilnehmer beträgt 24 V DC. Die Differenz erklärt sich durch den Spannungsabfall auf der Leitung und durch die Toleranzbereiche, die der Standard EN 50090 definiert. Teilnehmer müssen innerhalb eines bestimmten Spannungsfensters zuverlässig arbeiten. Liegt die Spannung am Teilnehmer zu tief, kann das Gerät ausfallen oder sich nicht mehr korrekt am Bus anmelden.

Das Netzteil liefert nicht nur Spannung, sondern auch Strom. Jeder Busteilnehmer bezieht aus dem Bus einen Ruhestrom und einen Sendestrom. Die Summe aller Ströme darf die Nennleistung des Netzteils nicht überschreiten. In der Praxis empfehlen wir, das Netzteil nicht bis an seine Nenngrenze zu planen, sondern eine Reserve einzurechnen. Geräte, die über externe Quellen gespeist werden, belasten den Bus weniger, aber sie sind trotzdem als Busteilnehmer zu zählen, wenn sie Telegramme senden und empfangen.

Ein häufiger Fehler ist das Zusammenlegen mehrerer Liniensegmente auf ein einziges Netzteil, ohne die Ströme sorgfältig zu summieren. Ebenso problematisch ist das Einsparen beim Netzteil zugunsten eines günstigeren Modells ohne ausreichende Kurzschlussstrombegrenzung. Ein gutes KNX-Netzteil schützt den Bus bei einem Kurzschluss und stellt den Betrieb danach selbsttätig wieder her.

Mehrere Netzteile im selben Liniensegment

Es ist möglich, mehrere Netzteile in einem Liniensegment zu betreiben, um grössere Leitungslängen oder höhere Teilnehmerzahlen zu versorgen. Dabei gilt: Die Netzteile müssen entkoppelt werden, damit sie sich nicht gegenseitig beeinflussen. Spezielle Drosseln oder integrierte Entkopplungsbausteine übernehmen diese Aufgabe. Ohne Entkopplung können Netzteile gegeneinander arbeiten und den Bus destabilisieren.

Leitungslängen und ihre Grenzen

Die KNX-Installationsrichtlinien legen für ein Liniensegment klare Grenzwerte fest: Die Gesamtlänge der Busleitung im Segment beträgt maximal 1000 m. Der Abstand zwischen der Spannungsversorgung und einem Teilnehmer darf 350 m nicht überschreiten. Zwischen zwei beliebigen Teilnehmern im selben Segment gilt ein Maximum von 700 m.

Diese Werte sind keine Empfehlungen, sondern Grenzen, die sich aus dem Spannungsabfall und der Signalqualität ergeben. Wer sie überschreitet, riskiert, dass Teilnehmer am Ende der Leitung nicht mehr zuverlässig kommunizieren oder sich gar nicht erst am Bus anmelden. In grossen Gebäuden mit langen Trassen ist es deshalb sinnvoll, die Leitungslängen bereits in der Planungsphase zu berechnen und die Segmentgrenzen entsprechend zu setzen.

Linienverstärker ermöglichen es, ein Liniensegment auf bis zu vier Segmente zu erweitern. Damit können bis zu 256 Teilnehmer in einer Linie betrieben werden, verteilt auf vier Segmente mit je maximal 64 Teilnehmern. Die Leitungslängenbegrenzungen gelten dabei für jedes Segment einzeln.

Die Busleitung: Typ, Querschnitt und Kennzeichnung

Für KNX-TP wird in der Regel ein speziell für diesen Zweck entwickeltes Kabel verwendet: ein verdrilltes Adernpaar (Twisted Pair) mit einem Querschnitt von 0,8 mm² (Durchmesser der Ader). Das Kabel ist in der Regel als YCYM oder in einer gleichwertigen Ausführung erhältlich und für SELV-Anwendungen (Safety Extra Low Voltage) geeignet. Die Busleitung führt sowohl die Busspannung als auch das Datensignal.

Wichtig ist die Einhaltung der Farbkodierung: Die KNX-Installationsrichtlinien schreiben vor, dass die Busleitung mit den Farben Rot (plus) und Schwarz (minus) für die Busadern zu verwenden ist. Diese Konvention erleichtert die Fehlersuche erheblich, besonders wenn mehrere Personen an einer Anlage arbeiten oder wenn Jahre nach der Inbetriebnahme Erweiterungen vorgenommen werden.

Die Busleitung muss im Schaltschrank und an den Abzweigpunkten klar beschriftet sein. Eine einheitliche Beschriftungskonvention, die Linie, Segment und Abzweig ausweist, ist keine Kür, sondern Voraussetzung für eine wartbare Anlage. Wie Beschriftungsregeln und Namenskonventionen im Gesamtprojekt aufgebaut werden, behandeln wir in der Serie «KNX richtig planen», insbesondere in «Gruppenadressen und Namenskonvention als Fundament».

Verlegung: Abstände zu Netzleitern und Trassen

Ein häufig unterschätzter Punkt ist der Abstand zwischen der KNX-Busleitung und den Netzleitern der 230-V- oder 400-V-Installation. Die NIN 2025 (SN 411000:2025) regelt die Anforderungen an die Verlegung von Schwachstromleitungen in der Nähe von Starkstromleitungen. Die KNX-Busleitung ist eine Schwachstromleitung und fällt unter diese Bestimmungen.

Der Mindestabstand zwischen Busleitung und Netzleiter beträgt in der Regel 4 mm, wenn beide Leitungen in getrennten Kanälen oder mit geeigneter Isolation verlegt sind. Werden sie gemeinsam in einer Trasse verlegt, gelten strengere Anforderungen. In der Praxis empfehlen wir, Busleitungen grundsätzlich in eigenen Kabelkanälen oder auf getrennten Trassen zu führen, auch wenn die Norm in bestimmten Situationen eine gemeinsame Verlegung erlaubt.

Die Gründe sind praktischer Natur: Einkopplungen aus dem Netz können das KNX-Signal stören und zu Telegrammfehlern führen. Solche Fehler sind schwer zu lokalisieren, weil sie nicht dauerhaft auftreten, sondern nur dann, wenn bestimmte Lasten geschaltet werden. Wer die Trassen von Anfang an trennt, vermeidet diese Fehlerquelle vollständig.

Verlegung in Unterputz und Hohlwand

Bei der Unterputzverlegung gelten dieselben Abstandsregeln. Werden Busleitung und Netzleiter in derselben Unterputzdose geführt, muss die Busleitung entweder durch eine geeignete Trennwand oder durch die Wahl einer entsprechend isolierten Leitung geschützt sein. Viele Hersteller bieten Unterputzdosen mit integrierter Trennwand an, die genau für diesen Zweck entwickelt wurden.

In Hohlwänden und abgehängten Decken ist die Verlegung in Leerrohren zu empfehlen. Das erleichtert spätere Erweiterungen und schützt die Leitung mechanisch.

Topologie der Busleitung: Baum, Linie oder Stern

Die KNX-Busleitung darf in Baum-, Linien- oder Sternform verlegt werden. Nicht zulässig ist eine Ringstruktur, also eine Verbindung, bei der das Ende der Busleitung wieder mit dem Anfang verbunden wird. Ein Ring würde zu Reflexionen und Signalstörungen führen.

In der Praxis wird häufig eine Baumstruktur gewählt, weil sie der natürlichen Gebäudestruktur folgt: vom Verteiler im Untergeschoss über Steigleitungen zu den Etagenverteilern und von dort zu den einzelnen Räumen. Diese Struktur ist übersichtlich und erleichtert die Fehlersuche, weil Abschnitte einzeln abgetrennt werden können.

Wichtig ist, dass an jedem Abzweigpunkt eine Verbindungsklemme verwendet wird, die für SELV-Leitungen geeignet ist und die Busadern korrekt verbindet. Lösbare Klemmen sind zu bevorzugen, weil sie spätere Erweiterungen ohne Schneiden der Leitung ermöglichen.

Überspannungsschutz: wann er nötig ist und wie er wirkt

Überspannungen entstehen durch Blitzeinschläge in der Nähe des Gebäudes, durch Schalthandlungen im Netz oder durch elektrostatische Entladungen. Sie können die empfindliche Elektronik von KNX-Teilnehmern beschädigen oder zerstören. Der Überspannungsschutz für KNX-Busleitungen ist deshalb kein optionales Zubehör, sondern ein Teil der Schutzkonzeption.

Die KNX-Installationsrichtlinien empfehlen den Einsatz von Überspannungsschutzgeräten (SPD, Surge Protective Device) an den Einspeisepunkten der Busleitung, insbesondere dort, wo die Busleitung aus dem Gebäude herausgeführt wird oder wo lange Leitungsabschnitte in exponierten Bereichen verlegt sind. Auch an Übergängen zwischen Gebäudeteilen, die über separate Erdungsanlagen verfügen, ist ein Überspannungsschutz sinnvoll.

Ein SPD für KNX-TP wird in Reihe oder parallel zur Busleitung geschaltet und leitet Überspannungen in die Erde ab, bevor sie die Teilnehmer erreichen. Die Auswahl des richtigen SPD richtet sich nach der Blitzschutzzone des Gebäudes und nach den Anforderungen der NIN 2025.

In der Praxis sehen wir immer wieder Anlagen, bei denen der Überspannungsschutz nachträglich eingebaut werden musste, weil nach einem Gewitter mehrere Teilnehmer ausgefallen waren. Der nachträgliche Einbau ist aufwendiger und teurer als die Planung von Anfang an.

Erdung, SELV und Potenzialausgleich

Die KNX-Busleitung ist eine SELV-Leitung (Safety Extra Low Voltage). Das bedeutet, dass sie galvanisch von der Netzspannung getrennt ist und keine Verbindung zur Schutzerde haben darf. Diese Trennung ist eine Sicherheitsanforderung und gleichzeitig eine Voraussetzung für die korrekte Funktion des Busses.

Das Netzteil stellt die galvanische Trennung sicher. Es ist nicht zulässig, die Busleitung mit der Schutzerde zu verbinden oder den Minuspol des Busses zu erden, es sei denn, das Netzteil ist ausdrücklich dafür ausgelegt. Eine unbeabsichtigte Verbindung zur Erde, zum Beispiel durch einen Installationsfehler, kann zu Störungen führen, die schwer zu lokalisieren sind.

Der Potenzialausgleich im Gebäude beeinflusst die KNX-Busleitung nicht direkt, solange die SELV-Trennung eingehalten wird. Bei langen Busleitungen zwischen verschiedenen Gebäudeteilen oder Gebäuden ist jedoch darauf zu achten, dass keine Potenzialunterschiede über die Busleitung ausgeglichen werden. In solchen Fällen ist ein Linienkoppler oder ein IP-Koppler die richtige Lösung, weil er die Busleitungen galvanisch trennt.

Dokumentation und Abnahme der Installation

Eine sorgfältig installierte KNX-Anlage verdient eine ebenso sorgfältige Dokumentation. Dazu gehören der Leitungsplan mit Angabe der Leitungslängen und Abzweigpunkte, das Strombudget je Liniensegment, die Beschriftung aller Klemmen und Leitungen sowie der Nachweis des Überspannungsschutzes.

Diese Unterlagen sind nicht nur für die Inbetriebnahme wichtig, sondern auch für den Betrieb und spätere Erweiterungen. Wer heute sauber dokumentiert, spart bei der nächsten Erweiterung oder Fehlersuche erheblich Zeit. Wie die Inbetriebnahme und Abnahme einer KNX-Anlage strukturiert ablaufen, beschreiben wir in «Inbetriebnahme und Abnahme einer KNX-Anlage» aus der Serie «KNX in Betrieb und Bestand».

Häufige Fehler und wie man sie vermeidet

Aus unserer Projekterfahrung sind dies die häufigsten Installationsfehler bei KNX-TP-Anlagen:

Zu knapp bemessenes Netzteil. Das Netzteil wird auf die Anzahl Teilnehmer ausgelegt, ohne eine Reserve für Erweiterungen oder für den Sendestrom einzurechnen. Abhilfe: Strombudget mit Reserve planen und dokumentieren.

Busleitung parallel zu Netzleitern. Busleitung und 230-V-Leitung werden in derselben Trasse oder demselben Kabelkanal verlegt, ohne ausreichenden Abstand. Abhilfe: Separate Trassen oder Kabelkanäle für Busleitungen vorsehen.

Fehlende oder falsche Beschriftung. Busleitungen sind nicht beschriftet oder verwenden keine einheitliche Konvention. Abhilfe: Beschriftungskonzept vor der Installation festlegen.

Kein Überspannungsschutz. Besonders bei Anlagen in exponierten Lagen oder mit langen Leitungsabschnitten wird auf SPD verzichtet. Abhilfe: Überspannungsschutz als festen Bestandteil der Planung vorsehen.

Ringstruktur der Busleitung. Leitungsenden werden versehentlich verbunden, zum Beispiel bei der Erweiterung einer bestehenden Anlage. Abhilfe: Topologie vor der Inbetriebnahme prüfen.

Unzulässige Erdung der Busleitung. Der Minuspol des Busses wird mit der Schutzerde verbunden. Abhilfe: SELV-Anforderungen konsequent einhalten und beim Netzteil prüfen.

Diese Fehler lassen sich mit einer strukturierten Installationsprüfung vor der Inbetriebnahme zuverlässig erkennen. Eine Checkliste, die alle relevanten Punkte abdeckt, ist ein einfaches und wirksames Mittel.

Der rote Faden zu unseren Fachbeiträgen

Dieser Beitrag ist Teil 3 der Serie «KNX Grundlagen: die Schulungsreihe». Die Grundlagen des KNX-Standards, der Normen und der Übertragungsmedien haben wir in Teil 1, «Was ist KNX? Standard, Normen und Übertragungsmedien», erläutert. Die Topologie mit Liniensegmenten, Linienkopplern und Bereichskopplern ist Thema von Teil 2, «KNX-Topologie: Liniensegment, Linie, Bereich und Backbone».

Die nächsten Teile der Serie bauen auf der physischen Installation auf: Teil 4, «Physikalische Adressen: Jeder Teilnehmer hat seinen Platz», erklärt, wie Geräte im Bus adressiert werden. Teil 5, «Gruppenadressen: So sprechen KNX-Geräte miteinander», zeigt, wie die Kommunikation zwischen Teilnehmern organisiert wird.

Wer KNX-Anlagen plant und dabei Fragen zur Ausschreibung hat, findet in «Die häufigsten Fehler in KNX-Ausschreibungen» aus unseren Einzelbeiträgen eine praxisnahe Ergänzung. Und wer eine bestehende KNX-Anlage modernisieren möchte, dem empfehlen wir «KNX-Bestandsanlagen modernisieren statt ersetzen» aus der Serie «KNX in Betrieb und Bestand».

Fazit

Die physische Installation ist das Fundament jeder KNX-Anlage. Ein sorgfältig berechnetes Strombudget, eine korrekt dimensionierte und verlegte Busleitung, ausreichende Abstände zu Netzleitern und ein durchdachter Überspannungsschutz verhindern die meisten Störungen, bevor sie entstehen. Die Regeln dafür sind in den KNX-Installationsrichtlinien und in der NIN 2025 klar beschrieben. Sie sind nicht kompliziert, aber sie müssen bekannt sein und konsequent angewendet werden. Wer diese Grundlagen beherrscht, legt den Grundstein für eine Anlage, die jahrzehntelang zuverlässig funktioniert.

Sie haben Fragen dazu?

Sie planen eine KNX-Anlage und möchten sicherstellen, dass die Installation von Anfang an korrekt ausgeführt wird? Oder Sie haben eine bestehende Anlage mit ungeklärten Störungen? Wir unterstützen Sie bei der Planung, der Installationsprüfung und der Inbetriebnahme. Kontaktieren Sie uns über wenget.ch oder info@wenget.ch.

Quellenverzeichnis

• KNX Association: KNX Installationsrichtlinien (KNX Installation Guidelines), aktuelle Ausgabe, KNX Association, Brüssel. KNX® und ETS® sind eingetragene Marken der KNX Association, Brüssel.
• EN 50090: Elektronische Systeme für Heim und Gebäude (ESHG), Normenreihe, insbesondere Teile zur physischen Schicht KNX-TP.
• SN 411000:2025 (NIN 2025): Niederspannungs-Installationsnorm Schweiz, Ausgabe 2025, insbesondere Abschnitte zur Verlegung von Schwachstromleitungen und zum Überspannungsschutz.
• Eigene Projekterfahrung der WENGET GmbH aus KNX-Planung, Installationsprüfungen und Inbetriebnahmen.