Worauf man beim Strom auf der Bühne achten sollte

Bis auf ganz wenige Ausnahmen ist bei jedem Auftritt elektrische Energie im Spiel. Ein Ausfall des Stroms während des Konzertes kann äußerst ärgerlich sein und die Show ruinieren. Deshalb sollte man sich sehr genau überlegen, welchen Strombedarf man insgesamt hat und wie man diesen auf das Stromangebot verteilt.

 

Die Frage eines Veranstalters an die Band kommt bestimmt: Was braucht ihr denn an Strom? Der Veranstalter will wissen, welche Leistung und welchen Anschluss er euch zur Verfügung stellen soll.

Wie ermittle ich die Leistung, die man für einen Auftritt benötigt?

Im Prinzip ist das ganz einfach. Man addiert von allen Geräten, die für einen Auftritt benötigt werden, die Leistungsangaben zusammen. Das fängt an bei den Verstärkern, Computern, Bildschirmen und geht über Scheinwerfer, Dimmer bis zu Beschallungsanlagen, Steuerungen − eben alles. Die Leistung eines jeden Gerätes sollte immer auf dem Typenschild angegeben sein.

 

Leistung auf Typenschild: W, VA oder VAR?

Die Leistung auf einem Typenschild ist leider sehr oft unterschiedlich angegeben. Grundsätzlich bedeutet die Leistung das Produkt aus Strom und Spannung: also P = U × I

Das sind die Formelzeichen für
P = Leistung (gemessen in Watt W),
U = Spannung (gemessen in Volt V) und
I = Strom (gemessen in Ampere A).

Auf den Typenschildern sind die Angaben für Leistung allerdings nicht nur in W, sondern auch in VA angegeben. Bei vielen Geräten sind auf den Typenschildern sogar nur die Spannung und der Strom separat ausgezeichnet, sodass man die Leistung mit der Formel V × A selber ausrechnen muss.

Kommen wir zu W und VA zurück: Viele setzen VA der Leistung W gleich, weil ja V × A gleich Leistung ist. Das ist leider nur bei rein ohmschen Lasten richtig. Sobald Elektronik ins Spiel kommt (und dazu werden u. a. auch Transformatoren und Spulen gezählt), befindet sich in dem Stromkreis ein Energiespeicher, der im Falle eines Trafos oder einer Spule die Eigenschaft besitzt, dass der Strom hinter der Spannung hinterherhinkt. Merkhilfe: Bei Induktivität „verspäten“ sich die Ströme. Dies trifft nur auf den Bereich der Wechselspannung zu.

 

Wechselspannung

Wechselspannung haben wir in Deutschland und vielen Nachbarländern in Form einer Netzspannung von 230 V gegen Null bei einer Frequenz von 50 Hz. Das heißt, wir betreiben alles mit Wechselstrom, bei dem die Spannung 50 Mal in der Sekunde positive Werte annimmt und 50 Mal negative. Und weil der Wechsel vom Positiven in das Negative kontinuierlich einer Sinusfunktion aus einer Kreisfunktion wechselt, sprechen wir auch von Sinusspannung.

Wirkleistung (W)

Zum Beispiel bei einer Lampe wie einer PAR 64 mit 500-Watt-Leuchtmittel ist der Strom immer mit der Spannung in Phase. Geht die Spannung hoch, geht auch gleichermaßen der Strom hoch. Die Leistung bleibt immer positiv, auch wenn die Spannung negativ wird, da ja dann der Strom auch negativ ist – und: minus mal minus ergibt plus. Wir sprechen dann von der Wirkleistung, also der wirklich umgewandelten Leistung, die sich in Licht, Wärme und Luftdruckänderungen verwandelt. Diese Wirkung wird in W für Wirkleistung angegeben.

Blindleistung (VAR)

Wie gesagt, es gibt Equipment mit Elektronik im Gehäuse, von der wir nicht wissen, wie die Energiespeicher dort zusammen agieren. Die Folge ist, dass dort der Strom bei überwiegend induktiven Anteilen nacheilt und bei überwiegend kapazitiven Anteilen vorauseilt. Induktive Anteile sind meist bei Transformatoren und Spulen wie bei konventionellen Vorschaltgeräten (KVG) zu finden, während kapazitive Anteile meist bei Schaltnetzwerken und elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) zu finden sind. Und weil nun der Strom nicht in Phase zur Spannung ist, ergeben sich auch negative Stromleistungen im Produkt. Das heißt, wenn die Spannung gerade in den positiven Bereich wechselt, aber der Strom durch das Nacheilen noch negativ ist, ergibt sich laut Adam Riese plus mal minus gleich minus. Diese Energie bedeutet den Anteil, der vom Energiespeicher auf- und abgebaut wird.

Das Feld braucht Leistung zum Aufbau und gibt beim Abbau des Feldes die Energie wieder ab. Kurz: die Leistung bringt nichts, um zum Beispiel das Licht heller zu machen. Deshalb nennen wir sie auch Blindleistung (Einheit = VAR), da sie nichts nützt, außer zusätzlich die Leitungen zu belasten. Und deshalb ist es für uns auch so wichtig den Begriff Blindleistung bzw. resultierend daraus den Begriff Scheinleistung zu kennen, da wir unsere Leitungen auf die Scheinleistung auslegen müssen. Die Blindleistung ist, wie wir nun gesehen haben, für unsere Zwecke suboptimal. Deshalb ist der Energielieferant darauf bedacht, dass diese so klein wie möglich bleibt.

Scheinleistung (VA)

Blindleistung und Wirkleistung addieren sich nicht linear. Weil sie im Raum um 90° an – einander stoßen, müssen wir die Trigometrie heranziehen. So bildet − nach dem altbekannten Satz des Pythagoras − die Wurzel aus der Summe aus den Quadraten der Wirk und Blindleistung die Scheinleistung (VA). Die Scheinleistung ist demnach der größte auftretende Wert, und dementsprechend sind alle unsere Stromverteiler und die Anschlussleistung, die wir benötigen, mit der Scheinleistung zu dimensionieren. Ein Nachmessen macht es uns einfach, weil mit einem Voltmeter und einem Amperemeter gemessene Strom mal der Spannung automatisch die Scheinleistung in VA ergibt.

Für jetzt bleibt festzuhalten, dass wir für den Leistungsbedarf unserer Veranstaltung die Scheinleistung aller Geräte, die wir verwenden möchten, addieren. Das ist fürs Ton-Equipment nicht so kritisch, kann aber gerade beim Betrieb von vielen Scheinwerfern sehr schnell sehr große Größen annehmen.

Kennt jeder: Schuko-Steckdose

Den Strom beziehen wir in Veranstaltungsräumen meist aus einer Schuko-Steckdose (Schuko ist die Abkürzung von Schutz-Kontakt). Damit die Stromleitungen (die Querschnitte der meist starren Leitungen betragen in der Regel mindestens 1,5 mm²) nicht zu sehr erhitzen, wird der Stromfluss mittels einer Sicherung auf 16 A begrenzt. Demnach haben wir 16 A und mit den bereits genannten 230 V Spannung 3.680 VA zur Verfügung.

Wenn unsere Rechnung ergibt, dass alle unsere Geräte mit ihrer Leistung unterhalb der 3,6 kW bleiben, dann können wir alles an einer Schuko-Steckdose anschließen. Aber Obacht, denn zum einen ist Sicherung nicht gleich Sicherung und zum anderen sichert nicht jeder seine Schuko-Steckdose mit 16 A ab. In einigen Fällen findet man Stromunterverteilungen mit Schuko-Steckern am Ausgang, die nur 13-Ampere-Sicherungsautomaten aufweisen. Man sollte auch daran denken, die Geräte nacheinander einzuschalten, damit ein zu hoher Einschaltstrom bei gleichzeitigem Einschalten mehrerer Geräte nicht zu Problemen führt.

Wichtig ist auch zu wissen, ob die Schuko-Steckdosen z. B. in dem Clubraum einer Veranstaltungsstätte jeweils mit einer eigenen Sicherung ausgestattet sind. Oftmals liegen mehrere Schuko-Steckdosen in einem Raum gemeinsam auf einer Sicherung auf. Folglich kann man dann trotz mehrerer Schuko-Anschlüsse nicht mehr als die Leistung für diese Sicherung anschließen. Am besten ist es, wenn man den Veranstalter oder technischen Leiter fragt, wo die Sicherungen sitzen und welche Steckdosen auf welche Sicherungskreise liegen. Denn oft reicht es aus, dass man seinen Mehrbedarf über 3,6 kW an Leistung über den Umweg mehrerer Sicherungskreise deckt.

Mehr Power: Drehstrom

Haben wir „größeres Gepäck“ in unserer Anlage dabei, z. B. 12 × PAR 64 Lampen, dann sind wir schnell über das Maß der Schuko-Anschlusslösung hinaus. Der nächste größere Anschluss ist der sogenannte Drehstrom oder Kraftstrom, zu sehen durch die roten CEE-Anschlüsse / CEE-Steckverbinder nach IEC-60309 mit fünf Adern. Eine Ader ist der Schutzleiter, drei Adern bilden die Spannung führenden Adern sowie der Neutralleiter.

Die rote Farbe sagt aus, dass der Steckverbinder für 400 V − wie unser Potenzialunterschied von Phase zu Phase – geeignet ist. Dieser Typ wird für Stromstärken von 16 A, 32 A, 63 A oder 125 A angeboten. Wir hatten zum Anfang die Leistung unserer Verbraucher zusammengezählt und wollen nun wissen, welchen Stromanschluss wir benötigen. Steht auf der roten CEE-Kupplung z. B. „16A-6h … 3P+N+PE“, können wir daraus schließen, dass uns pro Phase 16 A zur Verfügung stehen. Die 3P stehen für die Phasenleitung, das N für den Neutralleiter und der PE für die Schutzleiter oder − wie man früher sagte − die Erdung.

Wie rechnen wir nun die 16 A zur Leistung, die wir benötigen? V × A ist die Leistung, wie wir wissen. So stehen uns nun 230 V × 16 A, sprich 3 × 3,6 kW also ca. 12 kW zur Verfügung. Die gleiche Rechnung wiederholt sich für einen CEE 32 A, 63 A und 125 A, wobei uns dann ca. 24 kW, 44 kW oder 88 kW zur Verfügung stehen.

Verteiler

Wir haben unseren Leistungsbedarf mitgeteilt, und der Veranstalter hat uns die Steckdosen im Raum gezeigt, die die Leistungen zur Verfügung stellen. Die meisten Geräte, die wir auf der Bühne nutzen, sind mit Schuko-Steckern ausgestattet kein Problem. Allerdings haben wir ein Dimmer-Rack mit einem 32 A CEE-Stecker dabei. Der Veranstalter hat aber nur den 63 A CEE. Was wir nun brauchen, ist ein Unterverteiler, der die Aufgabe hat, die 63 A auf verschiedene Ausgänge wie 32 A oder 16 A mit den entsprechenden Sicherungen zu den entsprechenden Steckverbindern aufzuteilen.

Man könnte versehentlich an einen Verteiler mit seinen vielen Dosen viel mehr anschließen, als überhaupt von der Einspeisung erlaubt geliefert wird. Hier muss man also die Übersicht behalten und die angeschlossenen Leistungen pro Stromkreis zusammenstellen. Zu guter Letzt hat ein guter Verteiler auch eine Erdungsklemme − um genau zu sein: einen Anschluss für einen Potenzialausgleich. Damit kann man, wenn man z. B. Traversen mit auf dem Gig hat, diese mit einem 16 mm² grüngelben Schutzleiter z. B. mit einer Erdungsschelle oder Ähnlichem verbinden.

Diese sind in der Regel in unterschiedlichen Leitungsquerschnitten und Kabelqualitäten erhältlich. Für die Definition von Kabeln gibt es einen Code. Die Veranstaltungstechnik zählt zu einem Umfeld der mittleren mechanischen Beanspruchung. Deswegen sollen wir als Kabel Gummischlauchleitungen verwenden, die den Code H07RN-F tragen. Der Querschnitt einer einzelnen Ader in einer Schuko-Verlängerung ist nicht unter 1,5 mm² zu wählen. Besser sind 2,5 mm² starke Adern, insbesondere wenn man sich als Faustformel pauschal merken will, dass bei 40 m Schuko-Verlängerung bei einer 16 A-Sicherung Schluss ist.

Nachdem wir nun die Kabel richtig dimensioniert haben, können wir auf der Bühne mit der eigentlichen Verkabelung beginnen. Abgesehen davon, dass man auf der Bühne immer versuchen sollte, die Kabel ordentlich und außen an den Rändern zu verlegen, Durchgänge möglichst nicht mit Leitungen zu überqueren und mindestens durch Kabelmatten oder Verkleben gegen Stolpern zu sichern und am besten diese Stolperstelle mit schwarzgelbem Klebeband kenntlich zu machen, sollte der öffentliche Bereich grundsätzlich nicht mit flexiblen Kabeln versehen werden. Dort, wo es nicht anders möglich ist, wie z. B. die Kabelstrecke zum FOH (Front Of House, der Ort, an dem das Mischpult vor der Bühne steht), sollten die Kabel mechanisch geschützt in die dafür verfügbaren Kabelbrücken eingelegt werden. Vor Türen, insbesondere Notausgängen, haben die Kabel auch nichts zu suchen. Alternativ sollte man die Möglichkeit in Betracht ziehen, ein Kabel z. B. über den Türrahmen zu verlegen, wenn man entlang dieser Strecke gehen muss. Bleibt zum Abschluss nur noch zu erwähnen, dass man ein Kabel, das nicht funktioniert oder deren Isolierung defekt ist, sofort ausmustern sollte!

Ihr seid nicht allein im Stromnetz

Ein weiter kurzer Hinweis sei erlaubt, wenn ihr eure Stromleistung dem Veranstalter mitteilt: Ihr seid meist nicht allein. Habt ihr einen Auftritt bei einem Fußballverein, dann werden die mobile Kühlanlage für das Bier, der Kühlwagen mit den Fässern, das Waffeleisen der Damengruppe oder die Heizplatten des Caterers auch mit Strom betrieben. Diese Kollegen sind meist gute Zapfer und Köche, haben aber von Strom wenig Ahnung. Da geht’s nach dem Motto: noch einen weiteren Dreifachstecker suchen und dann draufschalten. Natürlich springt der Kühlwagen meist mitten im ungünstigsten Moment an, und die Heizplatten werden kurz vor der geplanten Pause eingeschaltet, um die Würstchen vorzubereiten.

Eine gute Vorplanung ist daher, dass man den Veranstalter auf diese „Begleit“-Verbraucher hinweist bzw. darauf achtet, dass die Caterer eigene Phasen erhalten, damit diese nicht das Netz überlasten oder mit dem Ein-/Ausschalten von Temperaturschaltern ein dauerndes Knacken im Ton verursachen.

Bei einem Stromausfall

Beim kompletten Stromausfall muss die Sicherheitsbeleuchtungsanlage des Veranstaltungshauses automatisch in Betrieb gehen. Wenn ihr aber mal in einer Scheune oder Open-Air oder im kleinen Festzelt einen Gig selbst organisiert habt, dann ist es mehr als sinnvoll, einen kleinen tragbaren Sicherheitsbeleuchtungskasten, der meist ein oder zwei Lampen auf dem Gehäuse trägt, mitzunehmen und anzuschließen. Die meisten Zeltverleiher und Verleihfirmen haben diese Kästen im Verleih-Angebot. Funktionierende Taschenlampen sollten sowieso bei jedem Gig dabei sein.