Pruefen Von Schutz Man Ah Men

Prfung der Schutzmassnahmen / Messpraxis Prfung der Schutzmanahmen Im folgenden sollen die Meverfahren zur Prfung der Schutzmanahmen erklrt werden. Bei diesen Messungen bedient man sich sehr genau definierter Messmethoden und dementsprechend gebauter Gerte. Wichtigste Grundlage hierfr ist die Baubestimmung fr Prfgerte DIN VDE 0413 in ihren verschiedenen Teilen. Wenn die Elektrofachkraft die Wirksamkeit von Schutzmanahmen durch Messungen prft, so muss sie zwingend nach den in DIN VDE 0100 und DIN VDE 0413 angegebenen Messmethoden und Messschaltungen vorgehen und sich dabei der dort beschriebenen Gerte bedienen. Nur so kann bei spteren Reklamationen oder Regressansprchen der Nachweis gefhrt werden, dass nach den anerkannten Regeln der Technik gearbeitet wurde. In der Regel sind folgende Messungen erforderlich: > Isolationswiderstand > Niederohmiger Widerstand > Erdungswiderstand > Schleifenimpedanz bzw. Kurzschlussstrom > Berhrungsspannung > Auslseprfung von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen > Netzspannung

> Prfung des Drehfeldes an Drehstrom-Steckdosen. 4.4.1 Messung des Isolationswiderstandes In der Isolationsmessung werden die Auenleiter, der Neutralleiter und de Schutzleiter auf ihren Isolationswiderstand hin berprft. Fliet infolge eines lsolationsfehlers ein begrenzter Fehlerstrom zwischen zwei Leitern, so fhrt das zu einer Erwrmung oder gar zur Zndung eines Brandes. In einem solchen Fall wrde keine berstrom-Schutzeinrichtung ansprechen. Nur durch die Isolationsmessung kann ein solcher Fehler geortet werden. Die Isolationsmessung ist eine Messung, die keinen Netzanschluss erfordert. Im Gegenteil - es muss stets im spannungsfreien Zustand gemessen werden, der Isolationsmesser frchtet" die Netzspannung. Bei welchen Schutzmanahmen ist der Isolationswiderstand zu messen? Bei allen Schutzmanahmen ist die Isolationsmessung erforderlich! Sowohl fr die Schutzmanahmen ohne Schutzleiter als auch fr diejenigen mit Schutzleiter. (DIN VDE 0100 Teil 610)

Prfung der Schutzmanahmen 1 2002-07-28

Prfung der Schutzmassnahmen / Messpraxis Die DIN VDE 0100 Teil 610 schreibt folgende Isolationsmessungen vor: 1 . Zwischen allen Auenleitern und Schutzleiter 2. Zwischen Neutralleiter und Schutzleiter

- PE-Leiter und Neutralleiter sind zu trennen! Diese Messung entfllt im - TN C - Netz.

3. Zwischen den Auenleitern. Diese Messung darf entfallen

- wenn die Leitung einen geerdeten Leiter oder geerdeten Mantel hat

- bei Schalterleitungen in Lichtstromkreisen. 4. Zwischen den Auenleitern und dem Neutralleiter. Sind elektronische Bauteile, z. B. Halbleiter, in den Stromkreisen, so ist unbedingt darauf zu achten, dass durch die hohe Messspannung diese Bauteile nicht beschdigt werden. Das gilt auch fr Motorschutzschalter, Zeitschalter, Treppenhausautornaten, aber auch fr angeschlossene Verbrauchsmittel.

Isolationswiderstand Der Isolationswiderstand ist ein komplexer Widerstand in Form einer Parallelschaltung eines Wirkwiderstandes Rw und einer Kapazitt C. Dabei ist der Wirkwiderstand eine vernderliche Gre, die von verschiedenen Parametern beeinflusst wird (Strom, Spannung, Alterung, Material und Verschmutzung). Um den Einfluss des kapazitiven Blindwiderstandes in der Isolation auszuschalten, mssen die Messungen mit Gleichspannung durchgefhrt werden. Die Werte fr die Messspannung und des Mindest- Isolationswiderstandes knnen Tabelle 4-1 entnommen werden. Schutzmanahme und Nennspannung Messspannung Mindestwert des Isolationswiderstandes Schutzkleinspannung und 250 V = 0,25 M Funktionskleinspannung mit sicherer Trennung Schutztrennung 500 V = > 1 M Nennspannung bis 500 V sowie 500v= 0,5 mf2 Funktionskleinspannung ohne sichere Trennung Nennspannung von 500 V - 1000 V 1000 V 1 M

Tabelle 4-1 Werte fr Messspannung und Mindest-Isolationswiderstand Hinweis: Die Schutzmanahme "Schutz durch nichtleitende Rume" erfordert die Messung der

bergangswiderstnde von Fubden und Wnden. Dies kann geschehen durch eine Messung mit einem Isolationsmessgert oder mit Wechselspannung (DIN VDE 0100 Teil 610). Fr Mannesmann Mobilfunk ist diese Messung in der Bauphase, der Erstprfung und bei relativ langen Leitungswegen von Interesse.


Prfung der Schutzmassnahmen / Messpraxis 4.4.2 Niederohmmessung Schutzleiter, Potentialausgleichsleiter und Erdungsleiter mssen auf niederohmigen Durchgang gemessen werden. Zustzlich muss die hinreichend niederohmige Verbindung von Krpern mit den Schutzleitern und Erdern sowie ihren Anschlussstellen festgestellt werden. Die grundstzlichen Messaufgaben knnen drei unterschiedlichen Messkreisen zugeordnet werden: 1) Die Messung der Schutzleiter, ausgehend von der PE-Schiene des Verteilers zu den

Anschlussstellen der Verbraucher (z. B. Steckdosen). 2) Die Messung zwischen fremden leitfhigen Teilen, wie beispielsweise Rohrsysteme,

Metallkonstruktionen oder metallene Gefe untereinander und mit dem Schutzleiter (Hauptpotentialausgleich). Eine Messung ist nur dann erforderlich, wenn durch Besichtigen die Wirksamkeit des Hauptpotentialausgleiches nicht beurteilt werden kann.

3) Die Messung der Erdungsleitungen vom Erder oder von mehreren Erdern zur

Potentialausgleichsschiene, beispielsweise zum Erder fr Fernmeldeanlagen, fr die Antenne, fr den Kabelanschluss oder fr die Blitzschutzanlage.

Die Niederohmmessung an Schutzleitern Zur Messung des Schutzleiters PE, hier ausgehend von dem Verteiler, wird das Ohmmeter zwischen die PE - Schiene des Verteilers und z. B. dem Schutzkontakt der Steckdose geschaltet (siehe Abbildung 4 - 1). Bei entfernter Brcke zwischen PE und N werden fehlerhafte Stellen, an denen versehentlich der Neutralleiter mit dem Schutzleiter verbunden ist, erkannt. Ist die Messleitung nicht lang genug, um alle Schutzleiterkontakte oder Krper zu erreichen, wird ein neuer Ausgangspunkt fr die Messleitung bentigt. Hierzu kann eine bereits gemessene Anschlussstelle genutzt werden. Der Widerstand zwischen dem Verteiler und diesem neuen Ausgangspunkt ist den jetzt gewonnenen Messwerten hinzuzuaddieren (siehe Abbildung 4-2).

Abbildung 4-1 Messung des niederohmigen Widerstandes des Schutzleiters, ausgehend von der PE-Schiene des Verteilers bis zum Schulzkontakt der Steckdose. R = Ohmmeter gem DIN VDE 0413 Teil 4.


Prfung der Schutzmassnahmen / Messpraxis Abbildung 4-2 Niederohmmessung der Schutzleiter. Der Schutzleiterwiderstand Ra bis zu Schutzkontakt-Steckdose A wurde in einem ersten Arbeitsgang ermittelt. Dann wird, ausgehend von A, der Schutzleiterwiderstand Rb bis zur Schutz kontakt - Steckdose B gemessen. Der gesamte Schutzleiterwiderstand bei B, ab Verteilung, ergibt sich zu Ra + Rb.

Die Niederohmmessung an Potentialausgleichsleitern Sie dient zur berprfung des Hauptpotentialausgleiches oder des zustzlichen (rtlichen) Potentialausgleiches (siehe Abbildung 4-3). Ausgehend von der Potentialausgleichsschiene PS wird der niederohmige Widerstand der Potentialausgleichsleitung, der bergangswiderstand an der Anschlussleitung bis zur letzten gerade noch zugnglichen Stelle der metallischen Rohre gemessen (siehe Abbildung 4-4). Abbildung 4-3 Messung des niederohmigen Widerstandes zwischen zwei in den Potential ausgleich einbezogenen leitfhigen Krpern. R = Ohmmeter gem DIN VDE 0413 Teil 4, PAS = Potentialausgleichsschiene.


Prfung der Schutzmassnahmen / Messpraxis Abbildung 4-4 Messung des niederohmigen Widerstandes der Zuleitung von der Potential-

ausgleichsschiene zu metallischen Rohren. R Ohmmeter gem DIN VDE 0413 Teil 4, PAS = Potentialausgleichsschiene, S = Rohrschelle.

Die Niederohmmessung der Erdungsleitung Ausgehend von der Potentialausgleichsschiene PAS wird der niederohmige Widerstand der Erdungsleitung bis an die Klemme des Schutzerders gemessen, wie Abbildung 4-5 zeigt (Diese Messung ist keine Erdungsmessung!). Abbildung 4-5 Messung des niederohmigen Widerstandes der Erdungsleitung. R = Ohmmeter gem DIN VDE 0413 Teil 4, PAS = Potential - Ausgleichsschiene, RA = Schutzerder.


Prfung der Schutzmassnahmen / Messpraxis Welches Messgert ist zu verwenden? Das Messgert muss DIN VDE 0413 Teil 4 entsprechen. In dieser VDE - Bestimmung sind u. a. die Anforderungen an ' das Messgert und die maximal zulssigen Gebrauchsfehler beschrieben. Die Messspannung darf eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung sein. Die Leerlaufspannung muss in beiden Fllen zwischen 4 V und 24 V liegen. Die Messstrme mssen bei Gleichstrom min. 0,2 A und bei Wechselstrom mindestens 5 A betragen. Achtung:

Herkmmliche Widerstandsmesser arbeiten mit viel geringeren Messstrmen, als hier fr die Schutzmanahmen - Prfung vorgeschrieben ist.

Das gilt in besonderem Mae fr die Widerstandsmessbereiche von Multimetern. Vor allem bei digital anzeigenden Multimetern sind die Messstrme sehr klein.

Sie erfllen nicht die Bedingung von DIN VDE 0413 Teil 4 und sind somit fr die Niederohmmessungen im Rahmen der Schutzmanahmen ungeeignet!

Was ist zu messen und was ist zu besichtigen?

Bei der Prfung der Wirksamkeit des Potentialausgleichs ist die Besichtigung die wichtigste Aufgabe, denn wesentliche Fehler, wie beispielsweise ein teilweise abgeschalteter oder abgebrochener Potentialausgleichsleiter, lassen sich messtechnisch nicht ermitteln. DIN VDE 0100 Teil 610 fordert die Niederohmmessung an Potentialausgleichsleitern nur an Stellen, wo der Potentialausgleichsleiter durch Besichtigen nicht einwandfrei berprft werden kann. Tabelle 4-2 (siehe Seite 4-13) gibt dazu einen berblick. Die Niederohmmessung im Bereich von Schutzleitern in Stromkreisen kleinerer Querschnitte (z. B. 1,5 mm) wird gut ablesbare Werte zwischen 0,3 und 1 ergeben.

Eigenschaft

Besichtigen

Messen

Richtige Kennzeichnung X

Ordnungsgeme Verlegung X Erkennbare Beschdigungen X Ausreichender Querschnitt X Anschlsse gesichert gegen Lsen X Gesicherte Schraubverbindungen X Niederohmiger Widerstand einschlielich der Anschlsse

X

Tabelle 4-2 Die Prfung der Schutzleiter und Potentialausgleichsleiter Werden dagegen Potentialausgleichsleiter oder Zuleitungen zu Erdern gemessen, so wird bei intakten Anlagen der Widerstand sehr klein im Bereich von wenigen Zehntel Ohm liegen. Denn der Querschnitt der Potentialausgleichsleiter wurde aus Grnden der mechanischen Festigkeit auf 6 mm CU fr den Hauptpotentialausgleich festgelegt. Dies bedeutet, dass bei einer Temperatur von 30C der Widerstand pro m Leitungslnge nur 3,15 m betrgt, fr 100 m also 0,315 ! Tabelle 4-3 (Seite 4-14) gibt eine bersicht ber die Mindestquerschnitte fr Schutzleiter und Potentialausgleichsleiter.


Prfung der Schutzmassnahmen / Messpraxis

Potentialausgleichsleiter Auenleiter Schutzleiter oder PEN - Leiter Querschnitt Widerstand pro m Leitungslnge fr Cu bei

30 C mm 1 1,5 2,5 4 4 6 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185

mm 1

1,5 2,5

10 16 16 16 25 35 50 70 70 95

mm

>6

>AO

>I 6

>25

m

3,15

1,88

1,19

0,75

Tabelle 4-3 Mindestquerschnitte fr Schutzleiter und Potentialausgleichsleiter in Abhngigkeit vom Auenleiterquerschnitt. * PEN-Leiter sind nur fr > 10 mm CU Zu1ssig. Hinweis: Die Niederohmmessung ist fr Mannesmann Mobilfunk bei der Erstprfung,

nach Instandsetzungsarbeiten und bei Wiederholungsprfungen von Interesse. Unter Niederohmwiderstand versteht man im Prinzip den Leitungswiderstand plus der Kontaktwiderstnde an den Verbindungsstellen.

4.4.3 Messung der Schleifenimpedanz ZS Die Messung der Schleifenimpedanz ZS ist insbesondere erforderlich im TN - Netz (DIN VDE 0100 Teil 410). Sie dient der Ermittlung des Kurzschlussstromes, der direkt nicht messbar ist. Dieser Strom ist fr die Dimensionierung der berstrom-Schutzeinrichtung von groer Bedeutung, da die Hhe des Kurzschlussstromes in direktem Zusammenhang mit der Auslsezeit der berstrom-Schutzeinrichtung zu bringen ist. Innerhalb der folgenden Auslsezeiten muss der berstromschutz ansprechen: 0 0,2 s: In Stromkreisen > 35 A Nennstrom 0 0,4 s: Nur in Steckdosen-Stromkreisen :~ 35 A Nennstrom sowie in Stromkreisen mit

ortvernderlichen Betriebsmitteln der Schutzklasse 1, die whrend des Betriebes blicherweise in der Hand gehalten oder umfasst werden.

0 5 s: In allen anderen Stromkreisen. Diese Abschaltzeiten knnen nur erreicht werden, wenn der Abschaltstrom hinreichend hoch ist.


Prfung der Schutzmassnahmen / Messpraxis Definition-. Die Schleifenimpedanz ist die Summe der Impedanzen in einer

Stromschleife, bestehend aus der Impedanz der Stromquelle, der Impedanz des Auenleiters von einem Pol der Stromquelle bis zur Messstelle und der Impedanz der Rckleitung (z. B. Schutzleiter, PEN-Leiter bzw. Erder, von der Messstelle bis zum anderen Pol der Stromquelle), DIN VDE 0100 Teil 200.

Wie hoch muss der Abschaltstrom sein? Folgende Bedingung muss erfllt sein:

ZS: Impedanz der Fehlerschleife.

Zs I < U

la: Strom, der das automatische Abschalten bewirkt. Uo: Nennspannung gegen geerdeten Leiter, also im Netz 220/380 V:

220V. Nach DIN IEC 38 betrgt die Nennspannung seit Mai 1987 230/400 V.

Das bedeutet, dass bei einem gegebenen Schleifenwiderstand die oben genannte Bedingung eingehalten werden muss. Welcher Abschaltstrom ist fr schnelle und zuverlssige Abschaltung erforderlich? Den Strom - Zeitkennlinien der unten genannten Bestimmungen ist zu entnehmen, dass der Abschaltstrom la mindestens folgende Werte erreichen muss: Niederspannungssicherungen mit Charakteristik gL nach DIN VDE 0636:

- la = 10 X In (In: 2 ... 20 A)

- la = 12 x In (In: 25 ... 63 A) Leitungsschutzschalter mit Charakteristik B nach DIN VDE 0641 A4, frher L:

- la=5xln Leitungsschutzschalter mit Charakteristik C nach DIN VDE 0641 A4, frher G und U

nach CEE - Publikation Nr. 19:

- la = l0 x ln Leistungsschalter nach DIN VDE 0660 Tei 104 z. B. mit Charakteristik K:

- la=14xln



LS - Schalter mit Charakteristik B, frher L IN [A] la [A] Zs In] 1f21 6 30 7,3 5,6 10 50 4,4 3,4 16 80 2,8 2,2 20 100 2,2 1,7 25 125 1,8 1,4 32 160 1,4 1,1 40 200 1,1 0,8 50 250 0,9 0,7 63 315 0,7 0,5

Tabelle 4-4 Abschaltstrom la, Grenzwert der Schleifenimpedanz Zs und maximaler Ablesewert einschlielich des genormten Gebrauchsfehlers bei Abschaltung 200 ms. Anmerkung zum Gebrauchsfehler: Der Gebrauchsfehler ist ein in der DIN VDE 0413 Teil 3 festgeschriebener Wert von 30 % und schliet Messfehler ein, die durch das Messgert selbst und durch die Memethode hervorgerufen werden. Wenn das Messgert zustzlich den Kurzschlussstrom anzeigt, ist auch bei dessen Ablesung der maximal zulssige Gebrauchsfehler (30%) zu bercksichtigen. Bedingt durch den Quotienten lk=Uo/Zs ergibt sich rein rechnerisch ein Gebrauchsfehler fr die Messung von lk von + 43 % bis - 23 %, entsprechend Zsvon+30% bis -30%. Weiche Messung ist durchzufhren? Der Kurzschlussstrom lsst sich direkt nur mit sehr groem Aufwand messen. Die Messung der Schleifenimpedanz in der Schleife L-PE dagegen ist sehr einfach: Die Schleife wird mit einem bekannten Messstrom kurzzeitig beaufschlagt und die dabei auftretende Spannungsabsenkung U wird gemessen (Abbildung 4-6)

Abbildung 4-6 Der Messkreis bei der Schleifenimpedanz-Messung Wie kann die Wirksamkeit der Schutzmanahme verbessert werden? Erreicht der gemessene Wert der Schleifenimpedanz - unter Bercksichtigung des Gebrauchsfehlers der Messung - nicht den geforderten Wert, so kann die Wirksamkeit des Schutzes durch berstrom-Schutzeinrichtungen mit folgenden Manahmen verbessert bzw. ersetzt werden. 1 . Verlegen einer neuen Leitung mit grerem Querschnitt. 2. Austausch einer vorhandenen Schmelzsicherung durch Leitungsschutzschalter der

Charakteristik B, frher L, die einen kleineren Abschaltstrom erfordern. 3. Einbau eines Fehlerstrom-Schutzschalters (F1). Die berstrom - Schutzeinrichtung

dient dann allein dem berstromschutz, die Schutzmanahme gegen gefhrliche Krperstrme jedoch wird vom Fehlerstrom-Schutzschalter bernommen.

Hinweis: Bei Mannesmann Mobilfunk soll der Schleifenwiderstand im Rahmen der


Prfung der Schutzmassnahmen / Messpraxis Erstprfung und bei Wiederholungsprfungen gemessen werden. Eine gleichzeitige Messung des Kurzschlussstromes wre von Vorteil.

4.4.4 Prfung der FI -Schutzmanahme Grundstzlich unterscheidet man zwischen zwei Prfungen: a) Prfung der Schutzeinrichtung: Dies geschieht durch Bettigung der

Prfeinrichtung (Prftaste); und b) Prfung der Schutzmanahme: Diese muss mit einem Mess- oder Prfgert

erfolgen. Prinzipiell wird mit einem Widerstand zwischen Auenleiter und Schutzleiter bzw. Krper ein Fehlerstrom erzeugt und dabei geprft, wie gro der Auslsewert des Fehlerstromes ist, bzw. ob die Schutzeinrichtung bei

einem Wert auslst, der gleich oder kleiner dem Nennwert ist (IA:9 lAn ), und ob bei der Auslsung die zulssige Berhrungsspannung UE3 :~ UL nicht

berschritten wird. Der Auslsewert IA der Fehlerstromschutzeinrichtung hat nach VDE 0664 Teil 1 zwischen 50 % und 100 % des Nennwertes lAn zu liegen. Die Hersteller legen sich im Auslieferungszustand meist auf 75 % des Nennwertes fest; eine 30 mA FI - Schutzeinrichtung lst bei ca. 20 mA aus. Man unterscheidet zwei verschiedene Messverfahren: a) die Methode des ansteigenden Prfstroms b) die Impuls-Methode. Bei dieser Messung wird ein stetig steigender Fehlerstrom erzeugt, bis der FI - Schutzschalter auslst. Dabei wird die Berhrungsspannung, die zum Zeitpunkt der Schalterauslsung vorliegt, gemessen. Diese Spannung kann bis zu 50 % kleiner sein, da der Fehlerstrom-Schutzschalter im Bereich seiner Auslsetoleranz von 50 ... 100 % schon ab dem halben Nennfehlerstrom auslsen darf! Bei Verwendung solcher Messgerte ist also durch Rechnung die Berhrungsspannung bei Nennauslsestrom zu ermitteln.

UL: vereinbarte Grenze der zulssigen IA" Berhrungsspannung (50 V/25 V) :5

UBO X UE30 : tatschlich gemessene Berhrungsspannung UL IA0 lAn: Nennfehlerstrom der Fehlerstrom-

Schutzeinrichtung 1A0: tatschlich gemessener Fehlerstrom

(Auslsestrom)




zu b) Eine zweite Memethode ist die seit einigen Jahren verwendete Impulsmethode. Anstelle eines bis zur Auslsung ansteigenden knstlichen Fehlerstromes lsst das Prfgert einen Impuls von 200 ms oder etwas krzerer Dauer flieen. Whrend des Messimpulses wird die Berhrungsspannung gemessen. Wird zur Messung ein Impuls in Hhe des Nennauslsestromes lAn erzeugt, so muss bei einwandfreier Schutzschaltung der Schutzschalter bei jeder Messung auslsen. Vergleich der Messmethoden Bei der ersten Methode erhlt man eine genaue Aussage ber den tatschlichen Fehlerstrom in der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung. Bei der Impulsmethode wird die Berhrungsspannung und die Auslsezeit unter Nennbedingungen gemessen, was fr den Praktiker in der Regel eher von Bedeutung ist. Tabelle 4-5 gibt einen direkten Vergleich der beiden Memethoden wieder.

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