Fluke Messfibel GRATIS - Industrievertretung R. Krause GmbH

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Fluke. D
amit Ihre Welt
intakt bleibt.
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Gedruckt in der Bundesrepublik Deutschland.
Änderungen vorbehalten. Dieses Werk ist gratis.
Pub_ID: 10929_ger · Rev. 05
PFDPM0000007-04 · 07/11 · 5. Auflage
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5. Auflage
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5. Auflage
MESSFIBEL
Alle technischen Angaben in dieser Fibel
und zitierte Normen entsprechen dem Stand
der Drucklegung und wurden nach bestem
Wissen ermittelt, dennoch behalten wir uns
Irrtümer und Druckfehler vor. Für fehlerhafte
Angaben und deren Folgen kann deshalb
keine juristische Verant wortung oder irgendeine andere Haftung übernommen werden.
Maßgebend für die Durchführung von Prüfungen ist die jeweilige Vorschrift bzw. Norm im
Original. Diese Veröffentlichung beabsichtigt
nicht die Verletzung irgendwelcher bestehender Patente und anderer Schutzrechte.
Die Angaben zu den Geräte beschrei bungen
sind keine zugesicherten Eigen schaften nach
§ 459 BG B. Maßgebend für lieferbare Geräte
und Geräteausführungen ist ausschließlich
unser Katalog.
Fotos in dieser Fibel sind Ausführungs beispiele und nicht verbindlich für die Ausführung bei Lieferung.
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5. Auflage
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Vorwort
Die Fluke GmbH – einer der führenden Hersteller
von Mess- und Prüfgeräten – möchte auch nach
der Auslieferung ihrer Geräte mit den Kunden
Kontakt halten, weitere Erfahrungen sammeln,
Anregungen aufnehmen und vor allem bei problematischen
Messaufgaben ihre Kunden unterstützen.
Die DIN VDE-Bestimmungen für den Elektrofachmann haben
sich in den letzten Jahrzehnten von einem handlichen Buch
zu einer kleinen Bibliothek entwickelt, da gibt es schon
einmal Probleme, „auf dem laufenden“ zu sein. Außerdem
werden immer wieder in unregelmäßigen Abständen Teile
der DIN VDE-Bestimmungen zu Erst- und Wiederholungsprüfungen geändert. Behörden und Versicherungen sowie
Großkunden verlangen verstärkt Prüfprotokolle.
Erstprüfungen bei elektrischen Anlagen und Prüfungen an
elektrischen Betriebsmitteln nach Reparatur sind mittlerweile bei vielen Betrieben und Elektrikern Routine.
Dagegen bieten Ihnen die von der Betriebssicherheits verordnung (BetrSichV) vorgegebenen Wieder holungsprüfungen an elektrischen Anlagen und Geräten zusätzliches Auftragspotenzial.
Nutzen Sie diese sich Ihnen bietenden Chancen mit den
modernen Fluke-Prüfgeräten, vor allem im gewerblichen
Bereich.
3
Beachten Sie dabei, dass der gewerbliche Bereich nicht nur
Fabrikation, Gewerbe und Handel umfasst, sondern auch
alle Behörden, Schulen, Kliniken und sonstigen öffentlichen
Einrichtungen.
Sprechen Sie Ihren Kundenkreis daraufhin an, in vielen
Fällen sind diese Forderungen unbekannt. Sicher sind Ihre
Kunden für diesen Hinweis dankbar, erspart er ihnen doch
im Schadensfall unangenehme Probleme und Kosten.
Deshalb die Idee unserer kleinen Fluke-Messfibel. Sie soll
Ihnen bei Ihrer täglichen Arbeit ein wertvolles Nachschlagewerk und Hilfsmittel sein, um zeitraubendes Nachschlagen
in Normen zu vermeiden.
Wir wünschen Ihnen viel Spaß mit unserer kleinen Messfibel bei der täglichen Arbeit. Für positive Kritik und
Anregungen an diesem Werk sind wir jederzeit dankbar.
Bitte wenden Sie sich dazu an unsere Hotline:
Sie für technische Fragen unsere Hotline unter
( Nutzen
den Rufnummern 07684/8009-545 oder 0900/1358533*)
*) kostenpflichtig, 99 ct/min aus dem deutschen Festnetz
Die Messfibel als App
Für Ihre “mobile devices” (Apple iPod, iPhone, iPad, Android
Phone und Android Tablet) steht ab sofort die Messfibel als
praktisches App zur Verfügung. Auf www.fluke.de/messfibel
finden Sie die Download-Möglichkeiten.
Bei Normenänderungen werden Sie automatisch per Update
darüber informiert und bleiben so immer aktuell.
4
Fachseminare und Workshops
Zu den nachfolgenden Themen bieten wir Seminare an:
• 1- bis 5-tägige Seminare zu den DIN VDEBestimmungen (DIN VDE 0100, 0701-0702, 0113)
• Thermografie Anwenderschulungen (für Einsteiger und
Fortgeschrittene)
• Messtechnik-Training: Netzqualitat und Thermografie
• Power Quality, Schwingungstester, Scopemeter
www.fluke.de/seminare
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( Zu jedem Fachseminar sind weitere Informationen
erhältlich unter: Telefon: +49 (0) 69 / 222 22 02 04
5
I N H A LT S V E R Z E I C H N I S
1 – Grundlagen
der Messtechnik
8
Sicher messen
10 einfache Dinge ... Strommessung
Echteffektivwert/Bandbreite
Das ABC der Multimeter
Grundlagen von Strommesszangen
2 – Messungen
nach DIN VDE
8
16
19
22
31
36
Durchführung der Prüfungen gemäß BGV A3
Wichtige Grenzwerte nach DIN VDE 0100, Teil 600
36
38
Wiederholungsprüfungen nach DIN VDE 0105 Teil 1, Teil 100 48
Erdungswiderstandsmessungen
50
Wichtige Grenzwerte nach DIN VDE 0701-0702
61
Sicherheit von Maschinen nach DIN VDE 0113 Teil 1,
EN60204-1
67
3 – Leitungssuche
72
Grundlagen
Anwendungsbeispiele
4 – Netzqualität
72
76
80
Fehlersuche in 3-Phasennetzen
Kompensation von Oberschwingungen
Multimetermessungen an drehzahlgeregelten Antrieben
6
80
88
98
5 – Thermographie
Einleitung/Funktionsweise
Anwendungsgebiete (z.B. Photovoltaik, Industrie,...)
105
105
108
6 – Oszilloskope
Prozesskalibrierung 115
Messungen mit Oszilloskopen
Kalibrierung von Prozessinstrumenten
7 – Anhang
Rechtliche Vorschriften
Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV)
BGV A3 Unfallverhütungsvorschrift
Prüffristen für elektrische Anlagen
Übersicht der nationalen Bestimmungen
Wichtige DIN VDE-Bestimmungen
Übersicht weiterer „zur Zeit“ gültiger Vorschriften
Tabellen zur Beurteilung
115
124
134
134
135
138
139
141
142
143
146
8 – Produktinformation 150
9 – Begriffserklärung
Fluke Website
Elektronisches Kundenmagazin „e-Test-it“
163
171
172
7
1 - Grundlagen
der Messtechnik
Sicher messen auch in Umgebungen
hoher Kurzschlussenergie
Die Gefahren von Messungen in Umgebungen hoher Kurzschlussenergie (z.B. Einspeisungen und Unterverteilungen)
sind alltäglich, werden aber häufig unterschätzt.
Transienten-Überspannungen in Netzen nehmen zu. Schalten von Motoren, Schalthandlungen im Netz sowie viele
Verbraucher wie Frequenzumrichter erzeugen Spannungsspitzen. Sie treten regelmäßig in Niederspannungs-Stromkreisen auf und können Spitzenwerte von mehreren Tausend
Volt erreichen. Diese Transienten zerstörten die Eingangsschaltungen früherer Multimeter.
Gefahren beim Messen
Dabei sind drei Hauptgefährdungskreise zu nennen:
1
a) Bei Spannungsmessung: Durchschlag oder Überschlag im
Instrument durch Überspannungsimpulse oder Missbrauch
(zu hohe Messspannung).
Diese kurzen Überspannungsimpulse (sog. Transienten) werden durch betriebliche Schalthandlungen im Mittel- und
Niederspannungsnetz, durch Motorschütze sowie durch das
Löschen von Kurzschlussströmen im Schutzorgan verursacht.
Sie treten häufig auf und erreichen oft Spitzenwerte von
mehreren Tausend Volt. In diesem Fall hängt Ihre Sicherheit
von der Durchschlagsfestigkeit Ihres Messgerätes ab.
8
Abb. 1.1 a+b: Transienten, die durch Schalthandlungen aufgetreten sind. Typisch für
kurze Netzunterbrechungen sind die extremen Spannungsspitzen von über
2000 Volt. Diese führen häufig zu Gerätezerstörungen und können Multimeter zur Explosion bringen. Links gemessen mit dem Fluke 43 B Netzanalysator, rechts mit dem Störereignisrecorder Fluke VR1710 dokumentiert.
b) Bei Strommessung: versehentliches Messen von Spannung
bei gestecktem und geschaltetem Strombereich (z.B. nach
Ablenkung des Benutzers). In diesem Fall helfen nur Hochenergiesicherungen mit hohem Abschaltvermögen eine
Katastrophe zu verhindern. Fluke setzt Sicherungen bis
100 Kiloampere Löschvermögen ein.
c) Bei Widerstandsmessung (auch Diode/Durchgang/Kapazität/Temperatur): Anlegen einer hohen Spannung und bei
Kapazitätsmessung hohe Restspannung des Kondensators.
Dies muss das Multimeter problemlos vertragen können,
und zwar bis zur angegebenen Arbeitsspannung (z.B.
1000 V).
9
1
Abb 1.2: Messgerät, welches einen Lichtbogenüberschlag erlitten hat. Die Messspitzen sind
durch ca. 10 kA Kurzschlussstrom weggebrannt. Der Anwender erlitt schwere
Brandverletzungen. Beachten Sie die Fingerabdrücke (Abschattungen des Lichtbogens).
Bedeutung der Kategorien
Die Norm EN 61010 schützt Sie und Ihre Mitarbeiter vor diesen Gefahren. Allerdings nur, sofern das Messgerät danach
gebaut und zertifiziert ist!
1
Bei der Normenreihe IEC 61010 / EN 61010 geht es vor allem
um die Sicherheit von Messgeräten und den Begriff der
Messkategorien. Die Norm definiert die Kategorien II bis IV,
oft abgekürzt als CAT II, CAT III, CAT IV. Die Aufteilung eines
Stromversorgungssystems in Kategorien basiert auf der Tatsache, dass ein gefährlicher Hochenergie-Transient wie zum
Beispiel ein Blitzeinschlag auf seinem Weg durch die Impedanz des Systems abgeschwächt oder gedämpft wird. Je
höher die Zahl der Kategorie ist, desto höher ist die in einer
elektrischen Umgebung verfügbare Leistung und desto energiereicher sind die Transienten sowie der mögliche Kurzschlusstrom im Durchschlagsfall.
10
Abb. 1.3: Auf den Einsatzort kommt es an
1
11
Messkategorie
In Kürze
Beispiele
CAT IV
Drei Phasen am
Elektrizitätswerkanschluss,
alle Freileitungen
• Bezieht sich auf den „Ursprung der
Installation“; d.h., wo die NiederspannungsVerbindung mit dem Elektrizitätswerk
hergestellt wird.
• Elektrizitätsmesser, primäre ÜberstromSchutzvorrichtungen
• Im Freien und Zuführung der Versorgungskabel, Versorgungsleitungen vom Anschlusspunkt zum Gebäude, Verbindung zwischen
Messgerät und Schalttafel
• Freileitungen zu einzelnen Gebäuden,
Erdkabel zu Wasserpumpen
CAT III
Drei-Phasen-Ver- • Geräte in Festinstallationen, z.B. Schaltgeräte
teilung, einund mehrphasige Motoren
schließlich ein• Sammelschienen und Speisekabel in
phasiger
industriellen Werken
kommerzieller Be- • Speisekabel und kurze Zuleitungen,
leuchtung
Verteilungstafeln
• Beleuchtungssysteme in größeren Gebäuden
• Steckdosen für große Lasten mit kurzen Leitungen zur Zuführung der Versorgungsenergie
CAT II
Einphasige Lasten, • Hausgeräte, portable Werkzeuge und ähnliche
die mit der SteckLasten
dose verbunden
• Steckdosen und lange Abzweigleitungen
sind.
• Steckdosen mehr als 10 Meter von CAT-IIIQuelle entfernt
• Steckdosen mehr als 20 Meter von CAT-IVQuelle entfernt
1
(ehemals CAT I)
Nicht zum direkten • Geschützte Elektronikvorrichtungen
Anschluss an
• Geräte, die an Stromkreise angeschlossen
Netzspannung
werden, in denen Vorkehrungen getroffen
(Batteriestromwurden, um transiente Überspannungen auf
kreise, Sekundäreinen niedrigen Pegel zu begrenzen.
stromkreise,
• Jede Hochspannungsquelle mit geringer EnerStromkreise mit
gie, die von einem Transformator mit hoher
getrennter StromWicklungszahl abgeleitet wurde, zum Beispiel
versorgung)
der Hochspannungsteil eines Kopierers.
Tabelle 1.1: Messkategorien. EN 61010 gilt für Niederspannungs-Messgeräte
(< 1.000 V)
12
Überlastschutz
In den Schaltkreisen zur Strommessung müssen Hochenergie-Sicherungen vorgesehen werden, um das Multimeter
gegen Überströme zu schützen.
Die 10-Megaohm-Eingangsimpedanz der Volt/OhmAnschlüsse sorgt dafür, dass ein Überstrom nicht fließen
kann, so dass hier keine Sicherungen erforderlich sind. Ein
Überspannungsschutz allerdings ist sehr wohl erforderlich,
denn um Sie gegen Transienten zu schützen, muss das Messgerät eine extrem hohe Überschlagsfestigkeit aufweisen.
Beim Schutz der Multimeter-Schaltkreise geht es daher nicht
nur um den maximalen konstanten Spannungsbereich, sondern um die Spannungsfestigkeit hinsichtlich einer Kombination aus konstanter Spannung und transienter Überspannung. Diese Schutzschaltung sichert dabei auch die Bereiche
für Widerstands-, Durchgangs- und Kapazitätsmessung ab. In
der Praxis bedeutet dies, dass der Anwender bei voller
Spannung z.B. auch auf Ohm umschalten kann, ohne dass
das Gerät Schaden nimmt.
Der Schutz gegen Transienten ist von entscheidender Bedeutung, da energiereiche Stromkreise, denen Transienten überlagert sind, im Allgemeinen gefährlicher sind, weil sie hohe
Ströme führen können (z.B. Einspeisung).
Bei Frequenzumrichtern übrigens treten Spannungstransienten am Ausgang sogar mehrere tausendmal pro Sekunde auf
z.B. bei 8 kHz Pulsfrequenz 8000-mal pro Sekunde. Dies
stellt für die Messmittel eine ungeheure Belastung dar, der es
gewachsen sein muss.
13
1
Unfallhergang
Führt nämlich ein Transient zu einem Funkenüberschlag,
treibt das Netz einen hohen Strom durch den niederohmigen
Lichtbogen. Der folgende Plasma-Durchbruch entsteht, wenn
die Umgebungsluft ionisiert und damit leitend wird. Das
Ergebnis ist eine Lichtbogenexplosion, ein verheerendes
Ereignis, das jedes Jahr mehr strombedingte Verletzungen
zur Folge hat als die besser bekannte Gefahr eines elektrischen Schlags. Hinzu kommt, dass das schreckbedingte
instinktive Wegziehen der Messspitzen den Lichtbogen vor
das Gesicht des Anwenders kommutiert. Dies ist die größte
Gefahr, da dann kein Gehäuse mehr den Anwender schützen
kann. Diese Gefahren sind nicht erst in Umspannwerken zu
finden, sondern bereits in Unterverteilungen bis hinab zu
geöffneten ortsveränderlichen Verbrauchern.
1
Die Bedeutung von Spannungsfestigkeitsangaben für die
Praxis
Die Unfallverhütungsvorschriften verlangen, dass Messmittel
nach der EN 61010 gebaut sind. Sind Sie darüber hinaus auch
zertifiziert (VDE, TÜV GS, UL oder CSA) so haben Sie die
Gewähr, dass Sie und Ihre Mitarbeiter bei der täglichen
Arbeit bestmöglich geschützt sind. Übrigens auch von der
rechtlichen Seite: Bei einem Unfall mit einem nicht zertifizierten Gerät drohen nämlich Regressforderungen seitens
der BG. Die alte Sicherheitsnorm IEC 348 ist seit 10.12.1998
bereits nicht mehr gültig. Sie berücksichtigte nicht die
Impulsspannungsprüfung, in der Folge traten schwere Unfälle auf. Aus dieser Erkenntnis wurde die EN 61010 mit ihren
hohen, modernen Schutzanforderungen entwickelt. Es ist
daher dringend angeraten, alte Messmittel, die nicht nach EN
61010 zertifiziert sind, auszutauschen!
14
Zusammenfassung
Fluke bietet ein umfassendes Angebot an Messgeräten, alle
zertifiziert nach EN 61010. Die Robustheit unterstreicht die
Lebenslange Gewährleistung z.B. für die Digitalmultimeter
der Fluke-Serien 170. Sie zeigen Echteffektiv-Messwerte an
und wurden speziell für Messungen bis zu 1000 V entworfen.
Auch die Digitalmultimeter der Fluke-Serie 280 haben
Lebenslange Gewährleistung und sind zertifiziert für Kategorie III 1000 V und Kategorie IV 600 V. Sie sind mit einem
extragroßen Doppeldisplay und einer analogen Segmentanzeige ausgestattet.
1
Fluke 287 und Fluke 289
15
10 einfache Dinge, die man bei der
Strommessung beachten sollte
Jeder, der beruflich in hochenergetischen Bereichen arbeitet,
entwickelt schnell einen gesunden Respekt gegenüber allen
stromführenden Objekten. Unter Zeitdruck können aber
selbst erfahrenen Elektrikern Flüchtigkeitsfehler unterlaufen.
Die nachstehende Liste soll daran erinnern, was man bei
elektrischen Messungen unbedingt vermeiden sollte.
1
16
1. Die Originalsicherung durch eine preiswertere
Sicherung ersetzen
Wenn Ihr Digitalmultimeter die heutigen Sicherheitsnormen
erfüllt, enthält es eine Spezialsicherung, die auslöst, bevor
durch die Überlastung Ihr Körper gefährdet wird. Wenn Sie
die Sicherung des Digitalmultimeters austauschen, ersetzen
Sie sie durch eine vom Hersteller freigegebene Sicherung.
2. Ein Stück Draht oder Metall verwenden, um die
Sicherung komplett zu umgehen
Dies mag eine schnelle Lösung sein, wenn Sie keine zusätzliche Sicherung haben, aber nur eine geeignete Sicherung
kann Sie vor Spannungsspitzen schützen.
3. Das falsche Messgerät für die Aufgabe verwenden
Es ist wichtig, dass Sie das geeignete Messgerät für die jeweilige Aufgabe verwenden. Vergewissern Sie sich, dass Ihr
Messgerät die passenden Sicherheitspezifikationen - z.B. CAT
III 1000 V nach EN 61010 - für die betreffende Aufgabe hat.
4. Das billigste Digitalmultimeter aus dem Regal kaufen
Sie können später noch aufrüsten, oder? Vielleicht nicht,
wenn Sie zum Opfer eines Unfalls werden, weil dieses billige
Messgerät nicht über die Sicherheitsfunktionen verfügte, mit
denen geworben wurde. Das Messgerät sollte von einem
unabhängigen Labor überprüft worden sein.
5. Ihre Schutzbrille in Ihrer Hemdtasche lassen
Nehmen Sie sie heraus und tragen sie. Das ist wichtig für Ihre
Sicherheit. Das Gleiche gilt für isolierte Handschuhe und
flammhemmende Kleidung.
6. An einer stromführenden Schaltung arbeiten
Sorgen Sie möglichst dafür, dass der Schaltkreis spannungs17
1
los ist. Wenn die Situation die Messung an einer spannungsführenden Schaltung erfordert, benutzen Sie ordnungsgemäß
isolierte Messgeräte, tragen Sie Schutzhandschuhe, nehmen
Sie Ihre Armbanduhr und Ihren Schmuck ab, stellen Sie sich
auf eine isolierte Matte und tragen Sie flammhemmende
Kleidung, keine normale Arbeitskleidung.
7. „Vernachlässigung“ von angemessenen Prozeduren
zur Kennzeichnung und zur Sicherung gegen das
Wiedereinschalten
8. Beide Hände bei der Messung einsetzen
Nutzen Sie bei der Arbeit an stromführenden Schaltungen
einen alten Trick. Stecken Sie beim Messen eine Hand in die
Tasche. Dadurch verringert sich das Risiko eines geschlossenen Stromkreises durch Ihren Brustkorb und Ihr Herz. Hängen Sie das Messgerät auf oder legen Sie es hin. Halten Sie
das Messgerät möglichst nicht in Ihren Händen, damit Sie
nicht den Effekten von Transienten ausgesetzt sind.
1
9. Ihre Messleitungen vernachlässigen
Messleitungen spielen eine wichtige Rolle für die Sicherheit
eines Digitalmultimeters. Vergewissern Sie sich, dass auch
Ihre Messleitungen ausreichende Sicherheitsspezifikationen
für Ihre Arbeit haben. Nehmen Sie Messleitungen mit doppelter Isolation, abgeschirmten Eingangssteckern, Handschutz
und einer griffigen Oberfläche.
10. Für immer an Ihrem alten Messgerät festhalten
Die heutigen Messgeräte sind mit mehr Funktionen und
Sicherheitsfunktionen ausgestattet als noch vor ein paar Jahren. Mit einem neuen Messgerät sind Sie leistungsfähiger
und sicherer, eine Investition in Ihre Zukunft und Ihr Leben.
18
Echteffektivwert/Bandbreite
Richtig messen auch bei komplexen Signalen
Komplizierte Signale sind alltäglich, werden aber häufig
unterschätzt.
Nur Sinus, das war früher: Geänderte Verbraucherstruktur und neue Technologien
Im 50-Hz-Netz sind viele Verbraucher mit Gleichrichtern
angeschlossen. Hierzu zählen alle Produkte für die die 230 V
intern umgeformt werden muss wie Fernseher, Videogeräte,
Stromrichter, PC’s, Monitore aber ebenso Halogenlampen mit
elektronischen Vorschaltgeräten, Energiesparlampen und
Leuchtstoffröhren. Selbst Waschmaschinen enthalten heute
Umrichtertechnik.
Der Grund für die Gleichrichtung liegt in der einfachen und
hocheffizienten Umwandelbarkeit durch sogenannte Schaltnetzteile. Der Strom, den diese Verbraucher ziehen, ist pulsförmig. Dies kommt von der stoßartig erfolgenden Aufladung
des Glättungskondensators hinter dem Gleichrichter.
1
Abb 1.4: Spannung und Strom eines Gleichrichterverbrauchers. Deutlich sichtbar ist die
Abflachung der Netzspannung im Scheitel. Diese Größen können nur mit einem
Echteffektivwertmessgerät richtig gemessen werden.
19
Abb. 1.4 zeigt die Verhältnisse der Oberschwingungen zur
Grundschwingung, allein die dritte Oberschwingung (150 Hz)
hat bereits einen Anteil von 82 %. Messgeräte und Stromzangen, die nicht für Echteffektivwerterfassung gebaut sind,
zeigen bis 40 % zu wenig an! Dadurch bleiben gefährliche
Überlastungen unerkannt.
Komplexe Signale brauchen Bandbreite
Ein weiteres alltägliches Beispiel sind elektronische 12-VoltHalogentrafos. Wenn Sie auf Halogeninstallationen stoßen
und einfach nur die Höhe der Lampenspannung überprüfen
wollen, so besteht durch die zerhackte Spannung eine
gewaltige Fehlmessungsgefahr. Beispiel: Ein Kunde beobachtet, dass seine Halogenlampen durchbrennen. Die einfache Frage: „Stimmen die 12 V an der Lampe?“ wird zur
messtechnischen Herausforderung. Die Vorteile elektronischer Vorschaltgeräte (geringe Größe, leicht, wenig
Wärmeentwicklung) werden durch eine exotische Ausgangsspannungsform erkauft:
1
Abb 1.5: So sieht ein übliches Ausgangssignal von elektronischen 12-V-Halogentrafos aus.
Erst die hohe Zerhackerfrequenz von 67 kHz ermöglicht die kompakte Bauform
bei hoher Leistung.
20
Selbst hochwertige Multimeter haben hier Schwierigkeiten,
korrekt zu messen. Erst eine hinreichend hohe Bandbreite
hilft hier weiter. Die Bandbreite ist die höchstmögliche
Frequenz, die ein Multimeter noch als Spannung richtig auswerten kann. Dies ist nicht zu verwechseln mit der
Frequenzzählerfunktion.
Übrigens: Übertragen auf Signale des Industriealltages gilt
dies für alle Pulsketten, z.B. Datensignale, Steuersignale zu
Leistungsbausteinen und die Ausgangssignale von Frequenzumrichtern. Generell fallen auch alle höherfrequenten Signale in Steuerungen wie dem InstaBus in diese Kategorie.
Die Multimeter der Fluke 180 Serie mit bis zu 100-kHzBandbreite sind die richtigen Werkzeuge für diese Aufgabe.
Konsequenzen beim Messen
Nur Multimeter mit Echteffektivwertmessung (für verzerrte
Spannungen und Ströme) und einer hohen Bandbreite (für
zerhackte Spannungen) wie die Fluke 180 Serie ermöglichen
die richtige Messung in allen Stromkreisen. Das bedeutet
aber auch, dass Sie dem Kunden gegenüber jederzeit eine
sichere Aussage treffen können, weil Sie sich auf die
Messwerte ihres Multimeters verlassen können. Damit sind
Sie vor dem alten Problem „Wer misst, misst Mist“ endlich
geschützt!
21
1
Das ABC der Digitalmultimeter
Ein
Digitalmultimeter
(DMM) ist ein elektronisches Messgerät für
elektrische Größen. Es
kann mit jeder Menge
von Sonderfunktionen
ausgestattet sein, aber
hauptsächlich werden
Spannung, Widerstand
und Strom gemessen.
Die DMMs von Fluke
werden hier als Beispiele für hochwertige
Multimeter verwendet.
Abb 1.6: Fluke 179, robustes, vielseitiges DMM mit lebenslanger Gewährleistung.
1
Auswahlkriterien für ein DMM
Beim Kauf eines DMMs ist nicht nur auf technische Daten zu
achten, sondern auch auf Merkmale, Funktionen und den
Gesamteindruck des Instrumentes, der durch ergonomisches
Design und die Sorgfalt bei der Herstellung geprägt ist.
Zuverlässigkeit, besonders unter rauen Betriebsbedingungen, ist heute wichtiger denn je. Deshalb wurden die DMMs
von Fluke einem rigorosen Testprogramm unterzogen, bevor
sie im rauen Betrieb genutzt werden können.
Anwendersicherheit ist einer der Hauptgesichtspunkte für
DMMs. Angemessene Abstände zwischen den Bauteilen,
doppelte Isolierung und ein Eingangsschutz helfen dabei,
Verletzungen des Anwenders oder Beschädigungen des
Multimeters auch bei falscher Nutzung zu verhindern. FlukeDMMs erfüllen die anspruchsvollsten Sicherheitsnormen.
22
Digitale und analoge Anzeige
Für hohe Genauigkeit und gute Auflösung ist die digitale
Anzeige unübertroffen. Sie zeigt 3 oder mehr Digits (Ziffern)
bei jeder Messung an. Ein analoges Zeigerinstrument ist
weniger genau und hat eine geringere Auflösung, da man die
Werte zwischen den Skalenteilen schätzen muss. Vorteilhaft
ist hingegen die schnelle Trendanzeige. Ein AnaloganzeigeBalken eines DMMs zeigt ebenfalls Signaländerungen, ist
aber unverwüstlich und bei hochwertigen DMMs schneller.
GRUNDLAGEN
Auflösung und Stellenzahl
Die Auflösung ist für DMMs eines der wichtigsten Merkmale
und sagt aus, wie klein die Anzeige „benachbarter“ Messwerte erfolgen kann. Die Auflösung eines DMM gibt an, ob
das Instrument als kleinste Einheit 1 V oder 1 mV darstellen
kann.
Oft wird die Anzahl der Digits (Stellenzahl) zur Angabe der
Auflösung verwendet.
Häufig findet man die Angabe „31/2-stellig“. Ein derartiges
DMM kann drei volle Stellen von 0 bis 9 darstellen sowie
eine weitere Stelle, die meistens eine 1 ist. Ein 31/2-stelliges
Instrument kann Zahlen bis zu 1999 auflösen, und die Anzeige eines 41/2-stelligen Instrumentes beträgt bis zu 19999.
Moderne Multimeter werden mit einer verbesserten Auflösung mit einem Anzeigeumfang bis zu 3200, 4000 oder
6000 angeboten. Da ist es präziser, dieses Instrument mit
dieser Angabe zu beschreiben, und nicht ob es 31/2-stellig
oder 41/2-stellig ist. Bei häufigen Messungen bieten Instrumente mit Anzeigeumfang 6000 eine bessere Auflösung,
denn ein Instrument mit maximal 1999 kann bei Messung
23
1
von 230 V oder 400 V nur eine Auflösung von 1 V bieten. Ein
Instrument mit einem Anzeigeumfang bis 6000 zeigt bis zu
diese Spannung mit 0,1 V Auflösung an. Das ist somit die
gleiche Auflösung wie bei einem teureren Instrument mit
einem Anzeigeumfang bis 20000.
Ungenauigkeit
Unter Ungenauigkeit versteht man den höchsten zulässigen
Fehler, der unter bestimmten Betriebsbedingungen auftreten
kann. Somit zeigt diese Angabe, wie nahe der durch das
DMM angezeigte Messwert beim tatsächlichen Wert des
gemessenen Signales liegt. Oft wird der Begriff Genauigkeit
verwendet, der normentechnisch treffendste Begriff ist Messunsicherheit.
Die Ungenauigkeit eines DMM wird normalerweise als Prozentsatz des angezeigten Wertes ausgedrückt. Eine Ungenauigkeit von ±1 % des angezeigten Wertes besagt, dass bei
einer Anzeige von 100,0 V der tatsächliche Wert zwischen
99,0 V and 101,0 V liegen könnte.
1
Neben der Ungenauigkeit vom Messwert kommt meistens
noch ein Anteil hinzu, der vom Messbereich abhängt. Dieser
Anteil kann als % vom Bereich oder als eine Anzahl des letzten Digits der Anzeige beschrieben sein. Im letzten Fall
spricht man von der Stelle niedrigster Auflösung oder LSD
(Least significant digit). Wenn die Spezifikation eines DMM
± (1 % vom Messwert + 2 Digits) angibt und das DMM eine
Auflösung von 0,1 V hat, wäre bei einem Messwert von 100 V
die gesamte Ungenauigkeit ± 1,2 V. Somit könnte bei einer
Anzeige von 100,0 V der tatsächliche Wert zwischen 98,8 V
und 101,2 V liegen.
Bei Analog-Messinstrumenten wird meistens der Fehler bei
Skalen-Vollausschlag angegeben. Die typische Ungenauig24
keit eines Analogmultimeters beträgt ± 2 % oder ± 3 % des
Skalen-Vollausschlages. Bei einem Zehntel des Vollausschlages macht das 20 bzw. 30 Prozent des angezeigten
Wertes aus! Die typische Ungenauigkeit bei einem DMM liegt
bei ± (0,7 % vom Messwert + 1 Digit) bis ± (0,1 % vom Messwert + 1 Digit) der Anzeige oder besser.
Verschiedene Messfunktionen
Spannungsmessung
Eine der Grundaufgaben eines DMMs ist die Messung von
Spannung. Eine typische Gleichspannungsquelle ist eine
Batterie. Wechselspannung wird üblicherweise mit einem
Generator erzeugt. Elektronische Schaltungen wandeln
Wechselspannung in Gleichspannung um. Elektronische
Geräte, wie Fernsehapparate, Videorecorder und Computer
verwenden Gleichrichter zur Umwandlung der Wechselspannung in Gleichspannung, mit der die elektronischen Schaltungen in diesen Geräten gespeist werden.
Die Kurvenformen der Wechselspannungen sind entweder sinusförmig oder nicht-sinusförmig
(Sägezahn, Rechteck, Spannungsformen mit Phasenanschnitt, siehe
Abb. 1.7). Das DMM sollte den
Effektivwert dieser Wechselspannungssignale richtig anzeigen. Der
Effektivwert ist der effektive oder
äquivalente Gleichspannungswert
der Wechselspannung.
Abb. 1.7
25
1
Die meisten konventionellen Multimeter besitzen einen
Mittelwert-Konverter und können den Effektivwert bei einem
sinusförmigen Signal richtig anzeigen. Nicht-sinusförmige
Signale können nur von Echteffektiv-Multimetern bis zum
Crestfaktor des Multimeters richtig gemessen werden. Daher
zeigt ein mittelwerterfassendes Messgeräts oft einen deutlich
niedrigeren Wert als den tatsächlichen Effektivwert an.
Auch eine geringe Bandbreite begrenzt die Fähigkeit eines
DMMs zur richtigen Messung von Wechselspannung. Mit den
meisten Digitalmultimetern können Wechselspannungen mit
Frequenzen von 50 bis 500 Hz korrekt gemessen werden,
aber bei nichtlinearen Signalen können einige Frequenzanteile Hunderte von Kilohertz betragen. Ein Multimeter mit
einer höheren Messbandbreite kann diese Anteile erfassen
und wird somit einen höheren, aber auch richtigen Wert
anzeigen. Bei den Spezifikationen eines DMMs für Wechselspannung und Wechselstrom muss der Frequenzbereich
eines Signals angegeben sein.
1
Widerstandsmessung
Der Widerstand wird in Ω gemessen (Ohm). Widerstandswerte können sehr unterschiedlich sein, von einigen Milliohm (mΩ) bei Kontakt-Übergangswiderständen bis in die
Milliarden Ohm (GΩ) bei Isolatoren. Die meisten DMMs
messen bis hinunter zu 0,1 Ω, und bei einigen reicht die
obere Messgrenze bis zu 300 MΩ. Widerstandsmessungen
müssen bei stromloser Schaltung (Gerät abgeschaltet) durchgeführt werden, da sonst das Instrument wie auch die Schaltung beschädigt werden könnten. Einige DMMs enthalten
einen Schutz gegen irrtümlichen Kontakt mit Spannungen in
der Betriebsart Widerstandsmessung. Der Schutzgrad kann
bei verschiedenen DMM-Typen sehr unterschiedlich sein.
26
Zur genauen Messung niederohmiger Widerstände muss der
Widerstand der Messleitungen vom gesamten gemessenen
Widerstand abgezogen werden. Typische MessleitungsWiderstände liegen zwischen 0,2 Ω und 0,5 Ω.
Durchgangsprüfung
Durchgangsprüfung ist eine schnelle Widerstandsprüfung,
die offenen oder geschlossenen Stromkreis anzeigt. Vorteilhaft ist ein DMM mit einem Durchgangspiepser, das bei
Erkennung eines geschlossenen Stromkreises ein akustisches Signal abgibt, so dass Sie bei der Prüfung nicht auf das
Instrument schauen müssen. Der Widerstand zur Auslösung
des akustischen Signals ist bei den verschiedenen DMMTypen unterschiedlich.
GLEICH- UND WECHSELSTROM
Messung von Strom
Abb 1.8: DMM Fluke 179 mit
400A-Wechselstromzange i400
Strommessungen
unterscheiden
sich von anderen Messungen, da
der Stromkreis unterbrochen werden muss und dann über das DMM
und seine Messleitungen wieder
geschlossen wird. Dadurch fließt
der gesamte Strom durch den
Stromshunt innerhalb des Digitalmultimeters. Eine indirekte Strommessung kann mit Hilfe einer
Stromzange (Abb.1.8) vorgenommen
werden. Die Stromzange wird um
den Leiter geklemmt, ohne dass der
Stromkreis geöffnet werden muss.
27
1
Stromzangen
Bei Anwendungen, die den Strommessbereich des DMMs
überschreiten (typisch über 10 A) werden Stromzangen oder
externe Stromshunts verwendet. Eine Stromzange wird um
den stromführenden Leiter geschlossen und wandelt den
Messwert auf einen Pegel, den das DMM messen kann.
Es gibt zwei Grundausführungen von Stromzangen.
Mit transformatorischen Stromwandlern können nur Wechselströme gemessen werden. Dabei wird z.B. ein Strom von
100 A auf 100 mA reduziert, der von den meisten DMMs
gemessen werden kann. Die Messfunktion des Instrumentes
wird auf mA AC eingestellt.
Halleffekt-Wandler können sowohl Wechsel- als auch
Gleichströme messen. Dabei wird z.B. ein Strom von 100 A
Wechselstrom auf 100 mV gewandelt. Bei Wechselstrommessung wird das DMM auf die Messfunktion VAC eingestellt, bei
Gleichstrom auf VDC.
1
Eingangsschutz
Ein oft anzutreffender Fehler ist, dass man die Messleitungen
in den Strom-Messbuchsen stecken lässt, und dann versucht,
eine Spannungsmessung vorzunehmen. Das führt zu einem
direkten Kurzschluss der Spannungsquelle über den niederohmigen Stromshunt innerhalb des DMMs. Als Folge fließt
ein hoher Strom durch das DMM, der bei ungenügendem
Schutz zu einer Beschädigung des Instrumentes und der
Schaltung sowie möglicherweise zu einer Verletzung des
Anwenders führen kann. In industriellen Anwendungen mit
hoher Spannung (400 V oder höher) können extrem hohe
Fehlerströme auftreten.
28
Ein DMM muss mit einer Eingangsstrom-Sicherung geeigneter Bauart für den zu messenden Stromkreis ausgestattet
sein. Instrumente ohne Sicherungsschutz in den Stromeingängen dürfen nicht in elektrischen Leistungskreisen (über
50 V AC) verwendet werden. Geeignete Sicherungen können
einen Hochenergie-Kurzschluss löschen, damit im Gerät kein
Lichtbogen auftreten kann. Die Nennspannung der Sicherung
im Instrument muss höher sein als die maximale zu messende Spannung. Bei Messungen in einem Stromkreis, der mit
400 V gespeist wird, ist z.B. eine 20 A/600 V-Sicherung
erforderlich.
Einige wichtige Begriffe
Auflösung
Die Auflösung sagt aus, in welcher kleinsten Einheit die
Anzeige „benachbarter“ Messwerte erfolgen kann.
Crestfaktor
Verhältnis des Spitzenwerts zum Effektivwert eines Signals.
Bei einem sinusförmigen Signal beträgt er 1,414, bei Signalen
in Schaltnetzteilen und Umrichtern kann er jedoch wesentlich höher liegen.
DMM mit Effektivwert-Anzeige
Ein DMM, das sowohl sinusförmige als auch nicht-sinusförmige Signalformen richtig messen kann.
Effektivwert
Der äquivalente Gleichstromwert eines WechselstromSignals.
29
1
Mittelwert-anzeigendes DMM
Ein DMM, mit dem sinusförmige Signale richtig gemessen
werden können. Zur Messung von nicht-sinusförmigen
Signalen sind diese DMMs nicht gut geeignet, da je nach Art
des Signals hohe Messfehler auftreten können.
Nicht-sinusförmige Signale
Eine verzerrte Wellenform, wie z.B. ein angeschnittenes
Sinussignal, eine Impulskette, Rechteck-, Dreieck- und Sägezahnsignale sowie Nadelimpulse.
Shunt oder Strommessungs-Shunt
Ein niederohmiger Widerstand im DMM, durch den der Strom
fließt. Das DMM misst den Spannungsabfall über den Shunt
und berechnet den Strom mittels des Ohmschen Gesetzes.
Sinussignal
Eine reine Sinuswelle ohne Verzerrungen.
1
Stellenzahl (Anzahl der Digits)
Gibt an, auf wie vielen Stellen ein DMM ein Messsignal maximal darstellen kann. Eine präzisere Aussage über die Auflösung des DMMs gibt der Begriff Anzeigeumfang (maximal
dargestellte Zahl).
Ungenauigkeit
Abweichung des angezeigten Messwerts vom tatsächlichen
Wert des gemessenen Signals. Ausgedrückt in Prozent vom
Messwert und / oder Prozent des Messbereichs(endwerts).
Häufig wird der Fehler vom Messbereich statt in % als Anzahl
vom Digit niedrigster Auflösung angegeben.
30
Grundlagen von Strommesszangen
Strommesszangen messen den Strom, indem
sie das magnetische
Feld um einen stromführenden Leiter bestimmen. Das Unterbrechen dieser Stromkreise
zum Messen im Stromkreis ist unpraktisch
stromdurchflossener Hin- und Rückleiter
und kann sogar Stillstand oder Schäden verursachen, wenn Sie dadurch versehentlich einen kritischen Stromkreis auftrennen! Üblicherweise werden die Messungen am Schaltschrank
durchgeführt und umfassen die Prüfung des Stroms an jeder
Einspeisephase. Um das Vorhandensein und die Höhe von
Oberschwingungen zu überprüfen, muss der Strom auch im
Neutralleiter des Einspeisekreises gemessen werden. Strommessungen werden auch durchgeführt, um die Funktion
eines Motors zu analysieren. Neben diesen grundlegenden
Messungen, für die die Strommesszangen spezifiziert wurden, bieten moderne digitale Strommesszangen auch die
Möglichkeit zur Messung von Spannung und Widerstand.
gegenläufige elektromagnetische Feldlinien
Wenn eine Schaltung nichtlineare elektrische Lasten (Computer, Fernsehgeräte, Beleuchtung, Motorantriebe usw.)
enthält, verändert sich die Signalform, und zwar je größer die
elektronische Last ist, desto stärker. Dann kann eine Mittelwert-erfassende Stromzange nicht mehr richtig messen.
Echteffektiv-Stromzangen werden hingegen auch bei nichtlinearen Strömen richtig messen, wie zum Beispiel Fluke 373,
374 oder 381.
31
1
Anwendung von Strommesszangen
Strommesszangen werden
verwendet, um an der
Schalttafel den Strom auf
Zuleitungen oder Abzweigkreisen zu messen.
Messungen an Abzweigkreisen sollten immer auf
der Lastseite des Leistungsschalters oder der
Sicherung durchgeführt
werden.
1
• An den Einspeisekabeln sollten immer die Ströme und die
Symmetrie zwischen den Phasen geprüft werden: der
Strom auf allen drei Phasen sollte immer mehr oder weniger
gleich sein, um den Rückstrom auf den Neutralleiter zu
minimieren.
• Der Neutralleiter sollte auch auf Überlastung geprüft werden. Bei Strömen, die Oberschwingungen enthalten, ist es
möglich, dass der Neutralleiter mehr Strom führt als eine
Zuleitung — selbst wenn die Zuleitungen symmetrisch sind.
• Jeder Abzweigkreis sollte auf mögliche Überlastung geprüft
werden.
• Schließlich sollte die Erdleitung geprüft werden. Idealerweise sollte kein Strom auf der Erdleitung fließen, obwohl
in bestimmten Installationen Pegel unter 300 mA oft toleriert werden können.
32
Messung von Ableitströmen (Leckströmen)
Um zu prüfen, ob ein Ableitstrom auf einem Abzweigkreis
vorhanden ist, sind sowohl der stromführende Leiter als auch
der Neutralleiter in die Backen der Stromzange zu legen.
Wenn nun ein Strom gemessen wird, handelt es sich um
einen Ableitstrom, d.h. um
einen Strom, der auf der
Erdleitung
zurückfließt.
Versorgungsstrom
und
Rückstrom erzeugen entgegengesetzte Magnetfelder.
Die Ströme sollten den
gleichen
Betrag
und
entgegengesetzte Richtung
haben, und die entgegengesetzten Felder sollten
einander aufheben. Wenn
dies nicht
der Fall ist,
bedeutet dies, dass ein
Strom,
der
sogenannte
Ableitstrom, auf einem anderen Weg zurückfließt, und
der einzige verfügbare andere Weg ist die Erde. Wenn Sie
keine Stromdifferenz zwischen dem Versorgungsstrom und
dem Rückstrom erfassen, sehen Sie sich die Eigenschaften
der Last und der Schaltung an. Bei einer fehlverdrahteten
Schaltung kann bis zur Hälfte des gesamten Laststroms durch
das Erdsystem streuen. Wenn der gemessene Strom sehr
hoch ist, liegt wahrscheinlich ein Verdrahtungsproblem vor.
Ableitstrom kann auch durch „undichte“ Verbraucher oder
eine mangelhafte Isolation verursacht werden. Oft ist die
Ursache des Problems bei Motoren mit verschlissenen Wicklungen oder Leuchten, die Feuchtigkeit enthalten, zu finden.
33
1
Messung an Motoren und Motorsteuerungsschaltungen
Dreiphasen-Induktionsmotoren kommen häufig in industriellen Gebäuden zum Einsatz, um Ventilatoren und Pumpen
anzutreiben. Die Motoren können entweder durch elektromechanische Starter oder durch elektronische Antriebe mit
regelbarer Drehzahl angesteuert werden. Immer häufiger
werden Antriebe mit regelbarer Drehzahl verwendet, weil
sie sehr energiesparend sind. Fluke 381 ist die ideale Strommesszange zur Durchführung von Messungen an diesen
Motoren und Antrieben:
• Strom: Der vom Motor gezogene Strom, gemessen als
Mittelwert der drei Phasen, sollte den spezifizierten Stromwert des Motors bei Volllast (multipliziert mit dem Sicherheits-Faktor) nicht überschreiten. Auf der anderen Seite ist
ein Motor, der unter 60 Prozent des Stromwerts bei Volllast
belastet wird – und dies ist oft der Fall – immer weniger
effizient, und auch der Leistungsfaktor nimmt ab.
1
• Stromausgleich: Eine Unsymmetrie des Stroms kann auf
Probleme mit den Motorwicklungen hinweisen (zum Beispiel unterschiedliche Widerstände an den Feldwicklungen
aufgrund von internen Kurzschlüssen). Allgemein sollte die
Unsymmetrie unter 10 Prozent liegen. (Um die Unsymmetrie
zu berechnen, ist zuerst der Mittelwert der drei Phasenmessungen zu ermitteln und dann die höchste Abweichung von
dem Mittelwert zu nehmen und durch den Mittelwert zu
teilen.) Der Extremwert der Unsymmetrie liegt bei einphasigem Betrieb vor, wenn auf einer der drei Phasen kein
Strom fließt.
• Anlaufstrom: Motoren, die (durch mechanische Starter)
parallel zur Leitung gestartet werden, haben einen Anlaufstrom (Antriebe mit regelbarer Drehzahl haben keinen
Anlaufstrom). Der Anlaufstrom reicht von ca. 500 Prozent
34
bei älteren Motoren bis zu 1.200 Prozent bei energieeffizienten Motoren. Wenn dieser Anlaufstrom zu hoch ist, verursacht er oft Spannungseinbrüche und ein Auslösen der
Leistungsschalter. Hier erweist sich die „Anlaufstrom-Funktion“ der Strommesszange Fluke 381 als nützlich – sie
wurde speziell entworfen, um den echten Wert des Anlaufstroms zu erfassen.
• Spitzenstrom (Stoßbelastungen): Manche Motoren unterliegen Stoßbelastungen, die einen Stromanstieg verursachen
können, der ausreicht, um die Überlastschaltung in der
Motorsteuerung auszulösen. Die Min/Max-Funktion kann
verwendet werden, um den durch die Stoßbelastung gezogenen Spitzenstrom aufzuzeichnen.
1
35
2 – Messungen
nach DIN VDE
Durchführung der Prüfungen gemäß
BGV A3
Die Prüfungen nach den einschlägigen DIN VDE-Bestimmungen sollen in drei Schritten erfolgen:
• Besichtigen
• Erproben
• Messen
Messen und Erproben gehen in der Praxis meist Hand in
Hand.
2
Besichtigen
Durch Besichtigen der elektrischen Anlagen und Betriebsmittel muss festgestellt werden, ob äußerliche Mängel
erkennbar sind. Außerdem müssen Schaltpläne, Betriebsanleitungen und Beschriftung von Stromkreisen und Typenschildern vorhanden sein und die Einrichtung zur Unfallverhütung und Brandbekämpfung vollständig und mängelfrei
zur Verfügung stehen.
Besonders ist festzustellen, ob der Schutz gegen direktes
Berühren aktiver Teile vorhanden und die Schutzmaßnahmen
bei indirektem Berühren nicht fehlerhaft sind. Der Querschnitt, die Verlegung, der Anschluss und die Kennzeichnung
von Schutz-, Erdungs- und Potenzialausgleichsleitern sind zu
prüfen.
36
Erproben
Durch Erproben ist z. B. festzustellen, ob NOT-AUS- Einrichtungen, Isolationsüberwachungen, Schutzeinrichtungen
sowie Melde- und Anzeigeeinrichtungen funktionsfähig sind
und die Anlage ordnungsgemäß arbeitet (Funktionstest).
Messen
Durch Messen wird festgestellt, ob alle in den jeweils
gültigen Vorschriften angegebenen Grenzwerte bzw.
Forderungen erfüllt werden.
Die Messungen dürfen nur mit geeigneten Prüfmitteln durchgeführt werden. Es sind nur Mess- und Prüfgeräte einzusetzen, die der Reihe DIN VDE 0413, DIN EN 61557 entsprechen.
Prüfbericht, Prüfprotokoll
Nach Beendigung der Prüfung einer neuen Anlage oder von
Erweiterungen/Änderungen muss ein Prüfbericht über die
Erstprüfung erstellt werden. Dieser Bericht muss Details der
geprüften Anlage zusammen mit Aufzeichnungen über die
Besichtigung und die Ergebnisse der Erprobungen und und
Messungen umfassen.
Die Personen welche für die Sicherheit, Errichtung und Prüfung der Anlage verantwortlich sind müssen dem Auftraggeber den Prüfbericht übergeben.
Sonderangebote und Aktionen zu den
elektrischen Prüfgeräten finden Sie auf:
www.fluke.de/extra
37
2
Die wichtigsten Grenzwerte
bei elektrischen Anlagen nach
DIN VDE 0100, Teil 600
Durchgängigkeit der Schutz- und
Potenzialausgleichsleiter:
Eine Prüfung der elektrischen Durchgängigkeit muss durchgeführt werden. Dazu gehören Schutzleiter einschließlich der
Leiter des Schutzpotenzialausgleichs über die Haupterdungsschiene und des zusätzlichen Schutzpotenzialausgleichs.
Grenzwerte legt der Fachmann aufgrund Querschnitt und
Länge fest. Bei Prüfung mit Gleichstrom ist die Polarität zu
wechseln.
Richtwerte für:
Schutzleiter:
Potenzialausgleichsleiter:
<1Ω
< 0,1 Ω
☞ Praxistipp!
2
• Um genaue Messergebnisse zu erzielen, besteht bei den
FLUKE-Prüfgeräten die Möglichkeit, den Widerstand der
verwendeten Messleitung zu kompensieren.
• Unterschiedliche Werte bei Polaritätswechsel signalisieren
Fehler!
38
Isolationswiderstand:
Der Isolationswiderstand muss zwischen den aktiven Leitern
und dem mit Erde verbundenen Schutzleiter gemessen werden. Bei dieser Prüfung dürfen die aktiven Leiter miteinander
verbunden werden.
Zur aussagefähigen Messung des Isolationswiderstands müssen alle im Stromkreis enthaltenen Schalter geschlossen
sein, jedoch sollten keine Verbrauchsmittel (bzw. Betriebsmittel) angeschlossen sein.
Grenzwerte für den Isolationswiderstand:
Mindestisolationswerte
Nennspannung des
Stromkreises
Prüfspannung
≥ 0,25 MΩ
≥ 1,0 MΩ
≥ 1 MΩ
SELV, PELV (z.B. Türsprechanlage) 250 V
bis 500 V (einschl. FELV)
500 V
über 500 V bis 1000 V
1000 V
☞ Praxistipp!
• Die Einzelmessung der aktiven Leiter gegen PE ist aufwändiger, gibt aber Aufschluss über die Verhältnisse der
aktiven Leiter.
2
• Üblichkeitswerte vergleichen!
• Bei kapazitätsbehafteten Prüflingen muss nach der
Messung entladen werden!
Wo Betriebsmittel oder eingebaute ÜberspannungsSchutzeinrichtungen die Prüfung des Isolationswiderstands beeinflussen können oder bei der Prüfung evtl.
beschädigt werden können, müssen diese vor der Durchführung der Messung abgetrennt werden.
39
Wo es aus praktischen Gründen nicht sinnvoll ist, solche
Betriebsmittel abzuklemmen (z. B. bei Steckdosen mit
eingebauten Überspannungs-Schutzeinrichtungen), kann
die Prüfspannung für den jeweiligen Stromkreis auf
250 V herabgesetzt werden, jedoch darf der Isolationswiderstand hierbei 1 MΩ nicht unterschreiten.
Schutz durch automatische Abschaltung
der Stromversorgung
Nach DIN VDE 0100-600 ist die Wirksamkeit der Maßnahmen
durch automatische Abschaltung der Stromversorgung nachzuweisen, um den Schutz bei indirektem Berühren zu
gewährleisten. Dazu sind folgende Messungen und Prüfungen durchzuführen:
Für TN-Systeme
• Messung der Schleifenimpedanz
• Überprüfung der Kenndaten und/oder der Wirksamkeit der
zugeordneten Schutzeinrichtung durch Besichtigen (z. B.
des Bemessungsstroms bei Überstrom-Schutzeinrichtungen
und der Sicherungen)
2
• Bei Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) durch Besichtigen und Messung
40
Für TT-Systeme
• Messung des Widerstands Ra des Anlagenerders
• Überprüfung der Kenndaten und/oder der Wirksamkeit der
zugeordneten Schutzeinrichtung durch Besichtigen (z. B.
des Bemessungsstroms bei Überstrom-Schutzeinrichtungen
und der Sicherungen)
• Bei Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) durch Besichtigen und Messung
☞
Hinweise
• Wenn Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) mit IΔN
≤ 500 mA als Abschalteinrichtung eingesetzt werden, ist die
Messung der Fehlerschleifenimpedanz im Allgemeinen
nicht erforderlich.
• Die Wirksamkeit der Schutzmaßnahme ist nachgewiesen,
wenn die Abschaltung spätestens beim Bemessungsdifferenzstrom IΔN erfolgt, und bei TT-Systemen und die zulässige Berührungsspannung nicht überschritten wird.
• Die Messung der Abschaltzeiten bei Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) nach DIN VDE 0100-410 in Neuanlagen
wird empfohlen
• Die Messung der Abschaltzeiten ist jedoch gefordert wenn
RCDs wieder verwendet werden oder bei Erweiterungen /
Änderungen bereits vorhandene RCDs als Abschalteinrichtung verwendet werden.
• Wenn die Wirksamkeit der Schutzmaßnahme hinter einer
Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) bestätigt worden ist,
darf der weitere Nachweis des Schutzes nach diesem Punkt
durch die Messung der Durchgängigkeit der Schutzleiter
nachgewiesen werden.
41
2
Schleifenimpedanz und Abschaltstrom:
Die Schleifenimpedanz zwischen Außenleiter und PE- oder
PEN-Leiter ist zu ermitteln. Die Messung muss einmal pro
Stromkreis an der (messtechnisch gesehen) ungünstigsten
Stelle des Stromkreises erfolgen. Weiterhin ist jeder Schutzleiteranschluss im Stromkreis auf Wirksamkeit zu prüfen.
Dies kann mittels Schleifenimpedanzmessung oder Messung
der Durchgängigkeit der einzelnen Schutzleiter nachgewiesen werden.
Grenzwerte für Schleifenimpedanz und Abschaltstrom
Bitte entnehmen Sie die entsprechenden Grenzwerte aus der
im Anhang beigefügten Tabelle 2.
Netzinnenwiderstand:
Die Messung des Netzinnenwiderstandes – also Außenleiter
gegen Neutralleiter – ist empfohlen. Dieser Messwert darf
nicht gravierend vom Messwert der Schleifenimpedanz
abweichen.
☞ Praxistipp!
2
• Um genaue Messergebnisse zu erzielen, besteht z.B. bei
unserem Installationstester „Fluke 1653B” und “Fluke
1654B“ die Möglichkeit, den Widerstand der verwendeten
Messleitung zu kompensieren.
• Beachten Sie gerade bei dieser Messung die nach DIN VDE
0100-600 in Tabelle NA.2 empfohlenen Fehlergrenzen von
20 %, den Temperatureinfluss des Kupferwiderstandes und
Spannungsschwankungen (siehe auch Tabelle 2 im
Anhang).
42
RCD/FI-Prüfung:
Durch Erzeugung eines Fehlerstromes hinter dem RCD/FI ist
nachzuweisen, dass der RCD/FI mindestens bei Erreichen
seines Bemessungsfehlerstromes (Nennfehlerstromes) auslöst
und in TT-Systemendie zulässige Berührungsspannung nicht
überschritten wird. Die Messung muss einmal pro Stromkreis
erfolgen. Weiterhin ist jeder im Stromkreis liegende Schutzleiteranschluss auf Wirksamkeit zu prüfen.
Dies kann mittels Messung der Berührungsspannung oder
Messung der Durchgängigkeit der einzelnen Schutzleiter
nachgewiesen werden.
Grenzwerte:
Grenzwerte für die Berührungsspannung
nach DIN VDE 0100-410
AC ≤ 50 V (bzw. DC ≤ 120 V)
Bitte entnehmen Sie die entsprechenden Grenzwerte aus der
im Anhang beigefügten Tabelle 3 im Anhang.
☞ Praxistipp!
• Die Anzeige der Berührungsspannung von 0 V bedeutet
einen Erdungswiderstand <1 Ω (generell in TN-Systemen
üblich), also sehr gut.
• In bestimmten Fällen muss auch der Abschaltstrom und die
Abschaltzeit gemessen werden.
• Hohe Aufmerksamkeit ist erforderlich bei der Wahl des
Bemessungsfehlerstromes (Nennfehlerstromes) und des
RCD/FI-Typs.
43
2
• Bei Nichtauslösung des RCD/FI sind meist Isolations- oder
Installationsprobleme zwischen N und PE hinter dem
RCD/FI die Ursache.
• Zur sehr schnellen und kostensparenden Fehlersuche in
Anlagen mit RCD/FI-Schutz empfehlen wir eine sogenannte
Ableitstromzange oder „Leckstromzange“ (z.B. Fluke 360).
Prüfung RCD Typ B und B+
Mit der zunehmenden Verbreitung von elektronischen Verbrauchern insbesondere von Betriebsmitteln mit eingebauten
Frequenzumrichtern oder Schaltnetzteilen, können im Fehlerfalle „reine Gleich-Fehlerströme“ auftreten.
Zum Beispiel können Frequenzumrichter oder Schaltnetzteile
von Computern bei Isolationsfehlern im Zwischenkreis reine
„DC“-Ableitströme verursachen. Diese Art von Fehlerströmen
wird von den üblicherweise eingesetzten FehlerstromSchutzschaltern des Typs A (pulsstrom-empfindlich) nicht
erkannt, da diese nur bei pulsförmigen Strömen und bei
Wechselströmen abschalten.
2
In DIN VDE 0100-530 (Elektrische Betriebsmittel – Schaltund Steuergeräte) wird folgendes gefordert: „Wenn Teile
elektrischer Betriebsmittel, die auf der Lastseite einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) fest errichtet werden, reine
Gleich-Fehlerströme erzeugen können, muss die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung vom Typ B sein“.
44
Weitere Einsatzgebiete von allstromsensitiven Fehlerstrom-Schutzschaltern sind in in folgenden Normen und
Richtlinien erwähnt:
• DIN VDE 0100-712, Photovoltaik-(PV)-Stromversorgungssysteme
• DIN VDE 0100-723, Unterrichtsräume mit Experimentiereinrichtungen
• VDE 0100-482, Brandschutz bei besonderen Risiken und
Gefahren
• BGI 608, Anlagen und Betriebsmittel auf Baustellen
• VdS 2033, Elektrische Anlagen in feuergefährdeten
Betriebsstätten
• VdS 3501, Isolationsschutz in elektrischen Anlagen mit
elektronischen Betriebsmitteln
Mit dem Fluke 1654B lassen sich nicht nur die üblichen Fehlerstrom-Schutzschalter Typ A prüfen, zusätzlich können
auch pulsförmiger Ströme und „reine Gleich-Fehlerströme“
erzeugt werden.
Damit lassen sich Auslösezeiten und Auslöseströme (Rampenverfahren) von RCDs der Typen A, AC und Typ B und B+
mit Bemessungsfehlerströmen von 10 bis 500 mA (bzw. Typ
AC bis 1000 mA) prüfen.
45
2
Erdungswiderstand:
Der Erdungswiderstand in TT-Systemen muss zwingend
gemessen werden. In dicht bebauten Gebieten kann es
zweckmäßsig sein, den Erdungswiderstand durch Messen
der Schleifenimpedanz über zwei Erder zu ermitteln.
Grenzwerte für den Erdungswiderstand:
TN-System
Einhalten der Abschaltbedingungen, d.h.: RA* x IA 聿 UB (50 V)
Empfehlungen:
聿 10 Ω (DIN VDE 0185-305-3, Blitzschutz)
聿 5 Ω (Mobilfunkbetreiber)
TT-System Überstromschutz
RCD/FI-Schutz
RA* x IA ≤ UB (50 V)
RA* x IΔN ≤ UB (50 V)
*RA = Anlagenerde
Anmerkung: Bei TN-Systemen wird der Erder vom VNB (EVU) hergestellt, typ. Werte < 1 Ω.
☞ Praxistipp!
• Bei konventioneller Erdungsmessung Sonden- und Hilfserderanschluss tauschen.
2
• Bei Messungen über zwei Erder vom Messwert den Wert
des bekannten Erders (z. B. Betriebserder) und der
Leitungswiderstände abziehen.
• Bei der Beurteilung der Messergebnisse sind die jahreszeitlichen Einflüsse, speziell die Bodenfeuchte, zu berücksichtigen. Der Mindestwert sollte auch bei trockenem Boden
eingehalten werden.
46
Drehfeld:
An allen Drehstromsteckdosen ist festzustellen, ob ein
Rechtsdrehfeld vorliegt.
Prüfung des Spannungsfalls
Wenn die Erfüllung der Forderungen nach DIN VDE 0100-520
gefordert ist, dürfen folgende Möglichkeiten verwendet
werden:
• Bestimmung des Spannungsfalls durch Messung der
Impedanz des Stromkreises
• Bestimmung des Spannungsfalls durch Anwendung von
Diagrammen, siehe Diagramm aus DIN VDE 0100-600.
2
47
Wiederholungsprüfungen nach
DIN VDE 0105, Teil 1, Teil 100
In der DIN VDE 0105 sind allgemeine Hinweise enthalten, die
den Betrieb von elektrischen Anlagen sowie das Erhalten des
ordungsgemäßen Zustandes betreffen. Zur Wiederholungsprüfung gibt Abs. 5.3 Hinweise, welche nachfolgend erwähnt
sind:
• Elektrische Anlagen sind entsprechend den Errichtungsnormen und den Sicherheitsvorschriften in einem ordungsgemäßen Zustand zu erhalten.
• Es muss festgestellt werden, ob Anpassungen entsprechend
den gültigen Normen bei bestehenden Anlagen durchgeführt wurden oder erforderlich sind.
• Mängel, die eine unmittelbare Gefahr bilden, sind unverzüglich zu beseitigen.
• Wiederkehrende Prüfungen „Besichtigen – Erproben – Messen“
Durch Besichtigen muss festgestellt werden, ob elektrische
Anlagen und Betriebsmittel äußerlich erkennbare Schäden
oder Mängel aufweisen.
2
Das Erproben von folgenden Anlagenteilen ist notwendig:
Über wachungsgeräte (z.B. RCD/FI, FU, Isolationsüberwachung), Stromkreise und Betriebsmittel, die der Sicherheit
dienen, Drehfeldprüfungen und die Funktionfähigkeit von
Meldeeinrichtungen.
Durch Messen müssen Werte ermittelt werden, die eine Beurteilung der Schutzmaßnahmen bei indirektem Berühren
ermöglichen, dazu gehören: Schutzleiter, Erdungs- und
Potenzialausgleichsleiter, Erdung, Schleifenimpedanz und
Abschaltstrom, Auslösestrom und Berührungsspannung (bei
RCD/FI), Ansprechwert von Isolationsüberwachungen.
48
☞ Praxistipp!
• Stichprobenmessungen sind unter Umständen zulässig.
• Beim Isolationswiderstand gelten andere Grenzwerte als
bei DIN VDE 0100, Teil 600.
• Der Umfang der Prüfungen darf nach Bedarf und den
Betriebsverhältnissen auf Stichproben, sowohl im Bezug auf
den örtlichen Bereich (Anlagenteile) als auch auf die Maßnahmen, beschränkt werden, wenn dadurch eine Beurteilung des ordungsgemäßen Zustands möglich ist.
Grenzwerte für Isolationsmessung nach
DIN VDE 0105, Teil 100
Mit angeschlossenen und eingeschalteten
Verbrauchern mindestens:
> 300 Ω/V
Ohne angeschlossenen Verbraucher:
> 1000 Ω/V
Im Freien oder in Feuchträumen:
jeweils 50% der
obigen Werte
Im IT-System sind zulässig:
> 50 Ω/V
2
49
Erdungswiderstandsmessungen
Wozu erden?
Es gibt viele Gründe für das Erden, der wichtigste ist der
Personenschutz. Dabei wird ein möglichst niedriger Erdungswiderstand angestrebt, um ggf. auftretende Potenzialdifferenzen unterhalb jedweder gefährlicher Pegel zu halten.
a) Allgemeines zur Messung des Erdungwiderstandes
mit/ohne Sonde
Messung mit Sonde:
Bei Verwendung einer Sonde werden auftretende Störspannungen bis ca. 20 V toleriert. Sie verfälschen das Messergebnis nicht. Die Sonde wird an Buchse S angeschlossen. Die
Sondenmessleitung verbindet man mit dem Erdspiess. Bei
Messungen mit Sonde ist ein Abstand von > 20 m zu den
wirksamen Erdern und anderen Sonden oder Hilfserdern
einzuhalten. Zur Kontrolle sollen mehrere Messungen mit
versetzten Sonden durchgeführt werden. Die Ergebnisse sollen weitgehend übereinstimmen.
2
Verwendung des Nulleiters als Sonde:
Ist das Setzen eines Erdspießes (Sonde) nicht möglich, so
kann die Sondenleitung auch an den geerdeten Neutralleiter
(N-Leiter) angeschlossen werden. Bei dieser Messung wird
der Widerstand des Betriebserders RB mitgemessen.
Korrektur: RA = RGemessen - RB (RA = Anlagenerde)
Falls die daraus berechnete Fehlerspannung unter 50 V
angezeigt wird, kann die Korrektur durch RB entfallen. Die
Messergebnisse gelten für das mitgelieferte Zubehör bis ca.
20 m Leitungslänge. Bei Verlängerung der Leitungen muss
deren Widerstand kompensiert oder berücksichtigt werden.
50
L
L2/L
Ri
N
PE
L1/N
RB
L3/PE
1) Messung ohne Sonde
Schleifenwiderstand ZS = Ri (L) + Ri (PE)
2) Messung mit Sonde
Erdungswiderstand RA = Ri (PE)
3) Messung mit Nullleiter als Sonde
Erdungswiderstand RA = Ri (PE)
2
51
Der Netzinnenwiderstand ist im allgemeinen sehr klein (z.B.
< 1 Ω). Ist ein lokaler, mit PE verbundener Erde - zu messen,
so muss er zur Messung von PE getrennt werden. Man
erreicht dann Verhältnisse wie im Folgenden:
L
L2/L
L1/N
Ri
N
PE
RA
RB
1) Messung ohne Sonde
Anzeige ZS = RA + RB + Ri (L)
2) Messung mit Sonde
Anzeige: RA
3) Messung mit Sonde am Nullleiter
Anzeige: RA + RB
2
Der besondere Schutz gegen Störeinflüsse wird folgendermaßen erreicht: Es werden die US-PE Spannungen in kurzem
zeitlichen Abstand bei unbelastetem und belastetem Netz
ermittelt. Die Differenz dieser Spannungen wird ausgewertet.
Sollten Störungen überlagert sein, kann man annehmen,
dass sie während der Messung konstant bleiben und daher
nicht in die Differenz eingehen.
52
Spießlose Erdschleifenmessung –
Zangen-Methode
Diese Bezeichnungen werden für eine innovative Methode
zur Bestimmung des Erdschleifenwiderstandes mit Fluke
1623/1625 oder Fluke 1630 benutzt. Es handelt sich dabei
um ein Verfahren, das den Arbeits- und Zeitaufwand
wesentlich reduziert. Das sonst übliche Auftrennen von
Erdabgängen in vermaschten Erdungsanlagen entfällt. Die
Methode ist nicht für Messungen an Einzelerdern geeignet,
da die 2-Zangen-Methode eine geschlossene Erdschleife zur
Messung benötigt. Da es fallweise zu Missverständnissen
gekommen ist, soll dies die prinzipiellen Zusammenhänge für
eine erfolgreiche Anwendung klarlegen.
1. Messbereiche unter Verwendung des Standardzubehörs
(Zangen 1:1000)
Fluke 1630:
0.025 ... 1500 Ω
Fluke 1623/1625: 0.02 ... 100 Ω
Messbereichsüberschreitungen werden mit ”---” dargestellt,
Bereichsunterschreitung bei Fluke 1623/1625 mit ”E2” am
Display.
Wichtig: Diese Fehlermeldung bedeutet nicht, dass das Prüfgerät defekt ist, wie im Handbuch zu Fluke 1623/1625 angegeben ist. Sie ist Kennzeichen für einen sehr niederohmigen
Erder (< 20 mΩ) zu verstehen. Eine entsprechende Erklärung
befindet sich in der Gebrauchsanleitung zum Adapter für
spießlose Erdungmessungen
53
2
2. Die Methode ist ausschließlich zur Messung des Widerstandes einer geschlossenen Schleife geeignet. Die Interpretation des Ergebnisses als Erdschleifenwiderstand
erfordert die Kenntnis der realen Erderverhältnisse.
3. Falls es nicht möglich ist, einen Erdspieß zu setzen (verbautes Gebiet, Industrieanlagen,..) kann alternativ die vorhandene Erdschleife gemessen werden. ACHTUNG: Es ist
sicherzustellen, dass tatsächlich die Schleife über den
Erdungswiderstand der Anlage gemessen wird und keine
Niederohmmessung zwischen Erderteilen oder Potenzialausgleich durchgeführt wird. Das angezeigte Messergebnis muss dann auch als Erdschleifenwiderstand interpretiert werden, welcher allerdings immer höher als der
einzelne Erdungswiderstand ist.
2
4. Bei Erdschleifen, die mit dem Versorgungsnetz (z.B. an der
Potenzialausgleichsschiene) verbunden sind, kommt es
häufig vor, dass beträchtliche Ströme in der zu messenden
Schleife fließen. Im Zweifelsfall soll daher vor Beginn der
Messung dieser „Störstrom“ bestimmt werden. Beim Fluke
1630 ist dies mit der Strommessfunktion direkt möglich
(Ströme > 0.5 A reduzieren evtl. die Auflösung, ab > 10 A
ist keine zuverlässige Messung möglich), für Fluke 1623 ist
die Verwendung eines Multimeters erforderlich (Grenzwert
für zuverlässige Messung ist < 3 A).
54
Prinzipielle Wirkungsweise:
FLUKE 1623
p s
l
u
ma
Bei der Messung des Erdschleifenwiderstands
mittels Stromzangen wird
eine Spannung in einer
geschlossenen
Schleife
induziert.
x
5
0
V
FLUKE
Rg
Dies hat einen Stromfluss
in dieser Schleife zur Folge.
Die Höhe des Stroms wird
dabei durch den Widerstand
der
Schleife
bestimmt. Mit der Messung
dieses Stroms lässt sich
der
Widerstand
der
Schleife bestimmen.
Beim Verfahren mit zwei Stromzangen (Fluke 1623/1625)
werden getrennte Zangen zum Induzieren der Spannung und
zum Messen des Stroms benutzt. Beim Verfahren mit einer
Stromzange wird eine Messzange (Fluke 1630) mit geteilten
Zangenkopf verwendet. Mit Hilfe der Messspannung und des
Windungsverhältnisses wird der Widerstand der Schleife
bestimmt.
Beispiel: Messspannung Uq = 48 V, Stromzange mit 1000
Windungen.
Rx = Uq / (1000 x Im)
Ist das Ergebnis einer „spießlosen
Erdschleifenmessung“ verlässlich?
Sicherstellen, dass die richtige induzierende Stromzange
(siehe „Empfohlenes Zubehör“) verwendet wird.
55
2
Die Parameter dieser Stromzange sind für diese Prüfmethode
geeignet. Wenn eine nicht definierte Stromzange verwendet
wird, führt dies zu inkorrekten Ergebnissen.
Sicherstellen, dass der empfohlene Mindestabstand
zwischen den Stromzangen eingehalten wird. Wenn die
Stromzangen zu nahe beieinander positioniert sind, beeinflusst das Magnetfeld der induzierenden Stromzange die
abtastende Stromzange. Um gegenseitige Beeinflussung zu
vermeiden, den Abstand zwischen den Stromzangen
verändern und eine neue Messung durchführen.
Wenn die Messwerte sich nur wenig oder überhaupt nicht
unterscheiden, kann der Wert als verlässlich angenommen
werden.
Überprüfung einer Blitzschutzanlage
Eine der häufigsten Einsatzmöglichkeiten für die „spießlose
Erdungsmessung“:
Eine Blitzschutzanlage mit z.B. 10 – über Fangleitungen verbundene – Abführungen zu Einzelerdern (z.B. Tiefenerdern).
Werden der Reihe nach
Messungen an allen
Abführungen gemacht
(dargestellt an Leitung
2), so erhält man
jeweils
als
Messergebnis die Summe aus
gesuchtem Widerstand
Rn und dem Widerstand
der Parallelschaltung
aller übrigen:
2
56
RX = Rn +
1
1
m
∑R
i =1
i
−
1
Rm
Die einzelnen Messungen der Teilwiderstände geben bereits
eine erste Indikation zur Überprüfung der Verbindungen der
Blitzschutzanlage.
RGesamt =
1
m
1
∑R
i =1
i
Neuere Blitzschutzanlagen werden häufig unter Verwendung von Fundamenterdern errichtet. Eine sinnvolle
Vorgangsweise ist, den Gesamt-Erdungswiderstand mit einer
3-poligen Erdungsmessung (mit Sonde und Hilfserder) zu
erfassen und zusätzlich die niederohmige Verbindung jeder
einzelnen Abführung nachzuweisen. Diese Messungen könnten durch „Auftrennen und Widerstandsmessung“ erfolgen meist ist es aber möglich, die spießlose Erdungsmessung
anzuwenden: (Schaubild nächste Seite)
57
2
2
Oftmals kann die 3-Pol-Methode durch die Schleifenwiderstandsmessung mit Netzspannung ersetzt werden (Fluke
1630). Dabei sind ebenfalls keine Spieße erforderlich. Es darf
in diesem Fall aber keine Verbindung vom zu messenden
Erdungswiderstand zum Netzspannungssystem geben.
(Siehe auch folgende Beschreibungen).
58
Schaffung einer künstlichen Schleife für die Messung:
Der Wert für RB + RN ist 1…2 Ω und verursacht einen positiven Fehler bei der Messung (RA ist tatsächlich etwas kleiner
als angezeigt).
Wichtig:
Je nach Vorschrift des örtlichen EVUs kann diese Verbindung
auch definitiv vorgesehen sein. Es gelten die gleichen Verhältnisse. Wird eine zweite Verbindung zu Messzwecken
hergestellt, so entsteht eine metallische Schleife mit z.B.
R < 1 Ω und das Messergebnis ist unbrauchbar.
Die Verbindung RA - Erdreich - RB ist für etwaige N-LeiterStröme ein Parallelpfad mit entsprechender Aufteilung der
Ströme.
59
2
Messungen an Erdern des Niederspannungsnetzes
Viele dieser klassischen Erdungsmeßmethoden können in
der Praxis nur schwer durchgeführt werden, weil für Sonde
und Hilfserder kein neutrales Gebiet gefunden werden kann.
Auch die verstärkt auftretenden Störströme sind zu berücksichtigen und so wird die spießlose Erdungsmessung zu einer
sehr interessanten Alternative.
Beispielsweise könnten von einer Trafostation 4 Stichleitungen zu diversen Abnehmern führen. Handelt es sich um ein
T-N-Netz und/oder sind die Leitungen mit metallischem
Mantel bzw. einem Banderder im Erdreich verlegt so ergibt
sich folgende Situation:
2
Innerhalb des Netzwerkes diverser Erder (Betriebserder,
diverse Anlagenerder und Leitungen) ist kaum eine eindeutig
neutrale Zone zu finden. Mit der Methode der spießlosen
Erdungsmessung können die einzelnen Abzweige an der
Potenzialausgleichs-Schiene der Trafostation geprüft werden. Allerdings können die hier fließenden „Nullleiter-Ströme“ die Messqualität (Auflösung und Reproduzierbarkeit)
erheblich einschränken bzw. die Messung sogar unmöglich
machen (z.B. wird I < 3 A für Fluke 1612/1625 gefordert).
60
Die wichtigsten Grenzwerte
elektrischer ortsveränderlicher
Betriebsmittel nach DIN VDE 0701-0702
Erstprüfungen:
Die Erstprüfung nimmt hier der Hersteller vor.
Prüfung nach Instandsetzung, Änderung elektrischer
Geräte – Wiederholungsprüfung elektrischer Geräte
nach DIN VDE 0701-0702
Schutzleiterwiderstand
Bei Geräten mit Schutzleiter und berührbaren leitfahigen Teilen, die am Schutzleiter angeschlossen sind (Schutzklasse I
Geräte) ist der ordnungsgemäße Zustand der elektrischen
Verbindung zwischen der Anschlussstelle des Schutzleiters
(Schutzkontakt des Netzsteckers) und jedem mit dem Schutzleiter verbundenen berührbaren Teil nachzuweisen.
Grenzwerte für den Schutzleiterwiderstand:
Grenzwerte für den Schutzleiterwiderstand:
≤ 0,3 Ω
bis 5 m Leitungslänge und Bemessungsstrom
bis 16 A
zzgl. 0,1 Ω je
7,5 m jedoch
über 5 m Leitungslänge und Bemessungsstrom
bis 16 A
max. 1,0 Ω
Hinweis: für andere Leitungen gilt als Grenzwert der errechnete Widerstandswert
61
2
☞ Praxistipp!
• Leitungen während der Prüfung über die gesamte Länge
bewegen!
• Handprobe an Befestigungen sowie an der Einführungen
der betreffenden Leitung durchführen!
• Sondenanschluss an gut leitendes Teil am Prüfling
anschließen, Übergangswiderstand geht in Messung ein!
Isolationswiderstand
Der Isolationswiderstand ist zwischen allen aktiven Teilen
und dem Schutzleiter (bei Schutzklasse I) bzw. an allen
berührbaren leitfähigen Teilen des Gehäuses (bei Schutzklasse II und III) zu messen. Dazu sind alle Stromkreise einzuschalten, ggf. sind die Messungen in mehreren Schalterstellungen vorzunehmen.
2
Bei der Instandsetzung/Änderung ist zusätzlich eine Messung
zwischen den aktiven Teilen eines SELV/PELV Stromkreises
und den aktiven Teilen des Primärstromkreises erforderlich.
Die Prüfspannung beträgt 500 V DC, wenn Geräte mit Überspannungsableitern oder SELV/PELV-Geräte geprüft werden,
darf hierfür die Messspannung auf 250 V DC reduziert werden.
62
Grenzwerte für den Isolationswiderstand:
Geräteart
Grenzwert nach ,
DIN VDE 0701-0702
Mit Schutzleiter (SK I)
Mit Heizelementen (SK I)
Schutzisoliert* (SK II)
Schutzkleinspannung (SK III)
≥ 1,0 MΩ
≥ 0,3 MΩ
≥ 2,0 MΩ
≥ 250 kΩ
* Auch bei berührbaren leitfähigen Teilen von Geräten der SK I, welche nicht mit PE
verbunden sind.
☞ Praxistipp!
Bei Geräten der Informationstechnik oder anderen elektronischen Geräten kann die Isolationsmessung entfallen, jedoch
ist die Messung des Schutzleiter- oder Berührungsstromes
nach dem direkten oder Differenzstrommessverfahren zwingend erforderlich.
2
Gerätetester Fluke 6500
63
Zusätzliche Messungen
Nach DIN VDE 0701-0702 Anhang E darf anstelle der Isolationswiderstandsmessung eine Spannungsprüfung mit 1000
V (SK I) oder 3500 V (SK II) bzw. 400 V (SK III) (AC/50 Hz)
durchgeführt werden.
Schutzleiterstrom
An jedem Gerät mit Schutzleiter (Geräte der SK I) muss der
Schutzleiterstrom gemessen werden.
Dafür können folgende Messverfahren angewendet werden
• Die direkte Messung
• Die Differenzstrommessung
• Die Ersatz-Ableitstrommessung
Bei der Messung muss der Netzstecker umgepolt werden, alle
Stromkreise sind einzuschalten, ggf. sind die Messungen in
mehreren Schalterstellungen vorzunehmen.
Hinweise
• Bei der direkten Messung muss der Prüfling von Erde isoliert werden, es darf keine Verbindung zur Erde (z. B. über
Datenanschlüsse) bestehen.
2
• Das Ersatz-Ableitstrommessverfahren ist nur anwendbar,
falls sich im Prüfling keine netzspannungsabhängigen (bzw.
elektronischen) Schalter befinden und vorher eine Isolationswiderstandsmessung durchgeführt und bestanden
wurde.
• Eine Messung des Schutzleiterstromes ist auch mit einer
Ableitstromzange (Leckstromzange) und entsprechenden
Messadaptern möglich.
64
Grenzwerte für den Schutzleiterstrom
Geräteart
Grenzwert
Geräte allgemein
≤ 3,5 mA
Geräte mit eingeschalteten
Heizelementen
≤ 1 mA/kW bis zum Höchstwert
von 10 mA
Hinweis: Bei Überschreitung obiger Werte ist zu prüfen ob Grenzwerte laut Herstellerangaben bzw. Produktnormen gelten.
☞ Praxistipp!
• Verwechseln Sie nicht Ersatz-Ableitstrom oder Schutzleiterstrom bzw. Differenzstrom. In der Regel ist der ErsatzAbleitstrom doppelt so hoch wie der Schutzleiterstrom bzw.
der „echte“ Ableitstrom.
• Eine empfindliche Stromzange, eine sogenannte Ableitstromzange oder „Leckstromzange“ z.B. Fluke 360 mit einer
Auflösung von 10 µA, ersetzt ein spezielles Prüfgerät. Diese
Leckstromzange ermöglicht auch eine sehr schnelle und
somit kostensparende Fehlersuche in Anlagen mit RCD/FISchutz.
Berührungsstrom
An allen berührbaren leitfähigen, und nicht mit einem
Schutzleiter verbundenen Teil des Prüflings ist der Berührungsstrom zu messen.
Dafür können folgende Messverfahren angewendet werden
• Die direkte Messung
• Die Differenzstrommessung
• Die Ersatz-Ableitstrommessung
65
2
Bei der Messung muss der Netzstecker umgepolt werden, alle
Stromkreise sind einzuschalten, ggf. sind die Messungen in
mehreren Schalterstellungen vorzunehmen.
Hinweise
• Bei der direkten Messung muss der Prüfling von Erde isoliert werden, es darf keine Verbindung zur Erde (z. B. über
Datenanschlüsse) bestehen.
• Das Ersatz-Ableitstrommessverfahren ist nur anwendbar,
falls sich im Prüfling keine netzspannungsabhängigen (bzw.
elektronischen) Schalter befinden und vorher eine Isolationswiderstandsmessung durchgeführt und bestanden
wurde.
Grenzwerte für den Berührungsstrom
Geräteart
Grenzwert
Nicht mit dem PE verbundene
berührbare leitfähige Teile
≤ 0,5 mA
Geräte der Schutzklasse III
Messung nicht erforderlich
2
66
Sicherheit von Maschinen –
Elektrische Ausrüstung von Maschinen
Erst- und Wiederholungsprüfungen
nach DIN VDE 0113 Teil 1, EN 60204, Teil 1
Die Erstprüfung und Prüfung nach Instandsetzung oder
Änderung sind identisch. Werden Teile der Maschine
instandgesetzt oder ergänzt, müssen diese Teile
entsprechend geprüft werden. Wiederholungsprüfungen an
Maschinen können auch nach DIN VDE 0105 Teil 1, 100
durchgeführt werden.
Dieser Teil von DIN VDE 0113 gilt für Anwendung von elektrischer und elektronischer Ausrüstung und Systemen für
Maschinen, die während des Arbeitens nicht von Hand
getragen werden, einschließlich einer Gruppe von Maschinen, die abgestimmt zusammenarbeiten.
Beispiele:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Metallbe- und Verarbeitungsmaschinen
Gummi- und Kunststoffmaschinen
Montagemaschinen
Fördertechnik
Druck-, Papier- und Kartonmaschinen
Mess- und Prüfmaschinen
Verpackungsmaschinen
Leder-, Kunstleder- und Schuhmaschinen
Bau- und Baustoffmaschinen
Kompressoren, Pumpen
Bergbau- und Steinbrechmaschinen
Kühl- und Klimatisierungsmaschinen
Heizungs- und Lüftungsmaschinen
Hebemaschinen
Maschinen zum Personentransport
2
67
Allgemeines
Der Umfang der Prüfungen für eine bestimmte Maschine wird
in den zugeordneten Produktnormen angegeben. Wo keine
der Maschine zugeordnete Produktnorm existiert, müssen die
Prüfungen immer folgende Punkte beinhalten:
• Überprüfen, dass die elektrische Ausrüstung mit der technischen Dokumentation übereinstimmt
• Durchgehende Verbindung des Schutzleitersystems
• Funktionsprüfungen
und können einen oder mehrere der folgenden Prüfungen
einschließen:
• Isolationswiderstandsprüfungen
• Spannungsprüfungen
• Schutz gegen Restspannung
2
Überprüfung der Durchgängigkeit des
Schutzleitersystems
Der Widerstand jedes Schutzleitersystems zwischen der PEKlemme und relvanten Punkten, die Teile jedes Schutzleitersystems sind, muss mit einem Strom zwischen mindestens
0,2 A und ungefähr 10 A gemessen werden.
Grenzwerte für den Schutzleiterwiderstand:
Der gemessene Widerstand muss in dem Bereich liegen, der
entsprechend der Länge, dem Querschnitt und dem Material
des jeweiligen Schutzleiters zu erwarten ist.
68
Überprüfung der Impedanz der Fehlerschleife
Der Schutz durch automatische Abschaltung der Versorgung
muss durch die Überprüfung folgender beider Punkte erfolgen:
• Ermittlung der Schleifenimpedanz (Messung oder Berechnung)
• Bestätigung der korrekten Zuordnung der ÜberstromSchutzeinrichtung (Prüfung der Kennwerte/Einstellung
☞ Praxistipp!
• Sichtprüfung durchführen.
• Prüfspitzen gut leitend anschließen!
• Alle Schutzleiteranschlusspunkte gegen die PE-Klemme
prüfen.
Isolationswiderstand
Gemessen wird mit einer Prüfspannung von 500 V DC.
Der Isolationswiderstand ist zwischen den Leitern der Hauptstromkreise und dem Schutzleitersystem zu messen, also
zwischen allen aktiven (spannungsführenden) Teilen und
Erde (PE).
2
Grenzwerte für den Isolationswiderstand
Grenzwert:
≥ 1 MΩ
69
Ausnahmen:
• Für bestimmte Teile der elektrischen Ausrüstung, wie z. B.
Sammelschienen, Schleifleitungssysteme oder Schleifringkörper, ist ein niedrigerer Wert erlaubt, jedoch darf dieser
Wert nicht kleiner als 50 kΩ sein
• Falls die elektrische Ausrüstung der Maschine Geräte für
den Überspannungsschutz enthält, die während der Prüfung voraussichtlich ansprechen, ist es erlaubt, entweder
- diese Geräte abzuklemmen oder
- die Prüfspannung auf einen Wert zu reduzieren, der niedriger als das Schutzniveau des Überspannungsschutzes
ist, aber nicht niedriger als der Spitzenwert des oberen
Grenzwertes der Versorgungsspannung (Phase gegen
Neutralleiter
☞ Praxistipp!
• Alle Verbindungen der Hauptstromkreise prüfen, auch hinter allpoligen Schaltern oder Schützen.
• Achtung bei elektronischen Bauteilen oder Geräten.
• Differenzstrommessung mit einer Ableistromzange (Leckstromzange); z.B. Fluke 360.
2
Spannungsprüfung
Zwischen allen spannungsführenden Teilen und Erde (PE) ist
eine Spannungsprüfung mit einer Prüfzeit von ca. 1 s durchzuführen. Die zu verwendende Prüfspannung muss mindestens das 2-fache der Bemessungsspannung jedoch mindestens 1000 V Wechselspannung mit einer Frequenz von 50 Hz
oder 60 Hz betragen.
70
☞ Praxistipp!
Bauteile oder Geräte (z.B. Netzfilter), die nicht für diese Prüfspannung bemessen sind, sollen während der Prüfung abgeklemmt sein. Das ist in der Praxis kaum möglich!
Restspannung
Nach Abschalten der Versorgungsspannung darf kein berührbares aktives Teil nach 5 s eine Restspannung von mehr als
60 V haben (1s gilt für Maschinen mit Steckvorrichtungen).
Grenzwerte für die Restspannung
Grenzwert:
nach 5 s
nach 1 s
≤ 60 V
≤ 60 V (Maschinen mit Steckvorrichtungen)
☞ Praxistipp!
• Falls die erforderliche Entladungseinrichtung die korrekte
Funktion der Maschine stört, darf die Entladezeit
(auf ≤ 60 V) gemessen werden, und an der Maschine muss
ein Warnhinweis auf die Gefährdung durch Restspannung
und einzuhaltende Entladezeit angebracht sein.
Funktionsprüfung
Die Funktionen der elektrischen Ausrüstung und die Funktionen von Stromkreisen für die elektrische Sicherheit müssen
geprüft werden.
71
2
3 – Leitungssuche
Grundlagen Verfolgen und Zuordnen
von Leitungen
Das Aufgabengebiet der
Elektrofachkraft entwickelt
sich sehr stark zu einem vielseitigen Dienstleistungsanbieter. Unter anderem gehört
hierzu neben den beratenden Tätigkeiten auch die
Fehlersuche in elektrischen
Anlagen oder das Zuordnen
von Sicherungen zu den entsprechenden Stromkreisen.
Mit dem Leitungssucher
FLUKE-2042 steht für diese Anwendung das geeignete Prüfgeräte zur Verfügung.
3
Besichtigen
Der Leitungssucher FLUKE-2042 besteht aus einem Geber
und einem Empfänger. Der Geber speist eine modulierte
Wechselspannung auf die betroffene Leitung. Diese Wechselspannung erzeugt um den Leiter ein elektrisches Feld. Der
Empfänger ist mit einer Spule ausgestattet.
Wird der Empfänger in die Nähe des betroffenen elektrischen
Leiters gebracht, so verlaufen die Feldlinien durch die Spule
in dem Empfänger. Dies wird auch als schneiden durch die
Spule bezeichnet. Dadurch wird in der Spule eine kleine
Spannung erzeugt, die von der Elektronik des Empfängers
ausgewertet und zur Anzeige gebracht wird.
72
Das besondere an dem FLUKE-2042 ist das digital codierte
Gebersignal. Dadurch erfolgt eine eindeutige Zuordnung des
empfangenen Signals zu dem des Gebers. Falsche Anzeigen
auf Grund vorhandener Störfelder z.B. von elektronische Vorschaltgeräten oder Frequenzumformer werden somit vermieden (siehe Bild 2). Generell wird zwischen zwei Anwendungsprinzipien unterschieden.
Bild 2 - Funktionsprinzip des Leitungssucher FLUKE 2042
Spannungslose Anwendung
Eine typische Anwendung ist das Auffinden von versehentlich unter Gips gelegte Schalter- und Abzweigdosen. Fast
jeder kennt den Fall: bei einer Neuinstallation werden die
Schalter- und Abzweigdosen gesetzt und die Leitungen verlegt. Nachdem die Wände mit Gips verputzt wurden sind
nicht mehr alle Dosen auffindbar. In diesem Fall reicht es aus,
das Signal auf einen beliebigen Draht der zu verfolgenden
Leitung zu geben. Der zweite Pol des Signalgebers wird mit
Hilfe von einem Schutzleiter auf Erdpotenzial gelegt. Wichtig
ist, dass der Baustoff getrocknet ist.
73
3
Anwendung unter Spannung
In alten Anlagen ist sehr häufig keine Beschriftung der
Stromkreise vorhanden. Damit eine versehentliche Betriebsunterbrechung eines falschen Anlagenteiles vermieden wird,
muss dem betroffenen Stromkreis die richtige Sicherung
zugeordnet werden. Hierzu werden ebenfalls Leitungssuchgeräte verwendet.
Der Anschluss des Signalgebers erfolgt direkt an Phase und
Nullleiter (siehe Bild 3). Generell reduziert sich bei dieser
Anwendung die Signalortungstiefe.
L
20
42
R
CA
RE BLELO
CE
IVE CATOR
R
SE
UAC
Die elektrischen Feldlinien der Wechselspannung und die
des Signalgebers beeinflussen sich gegenseitig. Die geringere Ortungstiefe ist aber in diesem Fall nicht von weiterer
Bedeutung, da die Leitungen in dem geöffneten Verteilerschrank direkt zugänglich sind.
CAT III /300 V
3
I
III
LEVEL
2042T
R
CABLELOCATO
ITTER
TRANSM
Bild 3 - Anwendungsbeispiel, zuordnen von Stromkreisen zu Sicherungen
ohne Abschalten der Anlage
74
Vorgehensweise beim Leitungssuchen
Um in der praktischen Anwendung erfolgreich vorgehen zu
können, ist das theoretische Verständnis der Funktionsweise
notwendig. Daher wurde in diesem Beitrag dies auch vorangestellt. Die Vorgehensweise wird an dem Beispiel einer
zugeputzten Dose erläutert. In diesem Fall sind oftmals die
Lampenauslässe die einzigen zur Leitung zugänglichen Stellen. Hier wird das Signal des Gebers auf diese Leitung eingespeisst.
Angeschlossen wird der Geber wie bei der spannungslosen
Anwendung beschrieben. Als Erdanschluss wird der Schutzkontakt einer nahegelegenen Steckdose oder einer Verlängerungsleitung verwendet. Nun wird dem Verlauf der Leitung unter Putz gefolgt bis das Signal nicht mehr empfangen
wird. An dem Empfänger kann die Empfindlichkeit manuell
vom Bediener geregelt werden, denn je nach Verlegungstiefe in der Wand muss an dem Empfänger die Empfindlichkeit
erhöht oder reduziert werden. Sobald das Signal empfangen
wird, zeigt der Empfänger den Buchstaben “F” und die Signalstärke des empfangenen Signals an.
Desweiteren können am Signalgeber 3 verschiedene Sendepegel eingestellt werden. Auf diese Weise folgt man dem Leitungsverlauf bis an sein Ende und lokalisiert die zugeputzte
Abzweigdose oder Schalterdose. Wichtig bei der spannungslosen Anwendung ist eine gute Erdung von dem Ausgangsignal des Gebers. Auf der Leitung, die mit der Erde verbunden
ist, darf kein Signal empfangen werden. Ansonsten muss die
Erdverbindung korrigiert werden.
75
3
Beispiel zum Auffinden
einer Leitungsunterbrechung
Wird zum Orten einer Leitungsunterbrechung mit einem
Geber von einem Leitungsende eingespeist, kann die Unterbrechungsstelle durch ein Feldübersprechen unter schlechten Bedingungen nur grob eingekreist werden. In diesem Fall
hilft ein zusätzlicher Signalgeber mit einem anderen Signalcode. Bei abgeschirmten Leitungen, z.B. Antennenkabeln
wird das Signal auf den Schirm gegeben. Ebenfalls erleichtern möglichst umfassende Kenntnisse vorab zu den baulichen Gegebenheiten die Vorgehensweise.
In Massivbeton kann das Armiereisen einen negativen Einfluss auf die Signalverfolgung haben. So ist es durchaus möglich, dass die Armierung wie ein geerdeter Schirm wirkt und
das Signal nicht empfangen wird. Trotzdem zeigt auch bei
der Leitungssuche die Physik ihre Schranken. Grundsätzlich
empfiehlt es sich, vor dem ersten Feldeinsatz ein intensives
Training an einer bekannten Anlage durchzuführen. Somit
wird der Anwender mit der Bedienung am Besten vertraut.
3
Leitungssuche mit einem Leitungssuchgerät ist eine Dienstleistung des Elektrohandwerkers. Eventuelle Schäden in den
Wänden werden auf ein Minimum reduziert. Bedenkt man
den Unterschied zwischen der klassischen Methode mit
Hammer und Meißel und deren Folgen, so wird der Vorteil
mit dieser Methode schnell deutlich. Mit dem Leitungssucher
FLUKE-2042 steht für den praktischen Alltag ein vielseitiges
Hilfsmittel zur verfügung.
76
UAC
L
SE
CAT III /300 V
UAC
2042
R
R
ATO
LELOC R
CAB CEIVE
RE
SEL
2R
204
R
ATO
LELOC R
CAB EIVE
REC
III
I
LEVEL
2042T
R
CABLELOCATO
MITTER
TRANS
L
SE
2042
R
CAB
RE LELOC
CE
IVE ATO
R
R
UAC
Auffinden von Leitungsunterbrechungen
UAC
SEL
CAT III /300 V
204
2R
R
ATO
LELOC R
CAB EIVE
REC
CAT III /300 V
3
I
I
III
LEVEL
LEVEL
2042T
III
R
CABLELOCATO
MITTER
TRANS
Präzises Lokalisieren von
Unterbrechungen mit zusätzlichem
Signalgeber
2042T
R
CABLELOCATO
MITTER
TRANS
77
Fehlerortung in einer elektrischen Fußbodenheizung
Eine besonders interessante Anwendung ist die Fehlerortung
an einer elektrischen Fußbodenheizung. Neu verlegt und
trotzdem keine Funktion. Als Fehlerursache wird häufig
festgestellt, dass bei dem Verlegen der Fließen versehentlich
mit der Trennscheibe der Heizdraht durchgetrennt wurde.
Wichtigt ist, dass bei den Heizmatten mit Abschirmung das
Gebersignal auf der Schirm gegeben wird.
20
42
R
CA
RE BL
CE
ELO
IVE CA
R TO
R
SE
L
UAC
CAT III /300 V
I
III
LEVEL
2042T
R
CABLELOCATO
ITTER
TRANSM
Fehlersuche in einer elektrischen Fußbodenheizung
3
78
Leitungsverfolgung im Erdreich
Mit dem Leitungssucher Fluke-2042 ist auch möglich, im
Erdreich verlegte Leitung zu verfolgen. Dies ist sehr hilfreich
bei Arbeiten an Außen- und Hofbeleuchtungen. Die maximale Ortungstiefe beträgt 2,5 m. Dadurch wird das Leitungssuchgerät zu einem universell einsetzbaren Werkzeug.
3
79
4 – Netzqualität
Fehlersuche in 3-Phasennetzen:
Neue Ergonomie und Wirtschaftlichkeit
3-phasige Netzanalyse war bisher immer komplex und teuer.
Endlich ist sie kostengünstig und sogar nach EN 61000-4-30
und EN 50160 ganz einfach durchführbar.
Störungen in Energieversorgungsnetzen nehmen mehr und
mehr zu. Die Ursachen sind vielfältig, die Folgen in der Regel
sehr teuer. Produktionsstillstände und Rechnerausfälle in
kritischen Anwendungen können Millionenschäden bewirken. Die Messung der Netzqualität ist daher der erste Schritt,
die Fehlerfindung führt dann anschließend zur Problembehebung. Daher werden heute Messmittel benötigt, die
Protokollierung und Servicefunktionen vereinen.
Transienten
4
Eine häufige und alltägliche Ursache für Transienten sind Schalthandlungen im Netz. Diese sind
betriebsbedingt nicht zu
vermeiden.
Weiterhin
verursacht das Auslösen
einer Schmelzsicherung
im Niederspannungsnetz
eine erhebliche SpanAbb. 3.1: Transienten auf dem Netz,
nungsspitze, da diese
hier bis fast 3000 Volt.
Sicherungen strombegrenzend löschen. Die hiermit verbundene Steilheit des Stromabrisses ist für Transienten bis zu
mehreren tausend Volt verantwortlich, siehe Abb 3.1.
80
Wie sieht die nun Verbraucherseite aus? Anders als in der
früheren Technik mit relativ hohen Betriebs- und Steuerspannungen wird Mikroelektronik heute mit Spannungen ab
5 V abwärts betrieben (PC-Prozessoren z. B. mit zum Teil nur
1,6 V). Damit ist eine viel höhere Anfälligkeit gegen Störungen aus dem Stromversorgungsnetz gegeben.
Hinzu kommen Vernetzungen durch Netzwerk- und Signalkabel. Hierbei ist die Gefahr induktiver und kapazitiver
Einstreuung besonders groß. Kommen Pulsumrichter zum
Einsatz, so treten Transienten mit der Taktfrequenz, d.h.
mehrere 1000 mal pro Sekunde auf.
Oberschwingungen
Mit dem Aufkommen von Gleichrichtern entstanden die
ersten Oberschwingungserzeuger. Ihr Anteil war jedoch
gering, und die damalige Röhrentechnik vertrug auch Transienten. Stromrichter im großen Stil wurden ebenfalls nicht
eingesetzt. Weiterhin fanden bald Leuchtstofflampen große
Verbreitung. Ihre Spannungs-/Strom-Charakteristik erzeugt
ebenfalls Stromverzerrungen, hier wird insbesondere die
dritte Oberschwingung ausgebildet.
Heute finden wir eine Vielzahl elektronischer Verbraucher,
die zumeist mit gleichgerichteter Netzspannung betrieben
werden:
• Schaltnetzteile aller Art in z.B. PCs, Fernsehern, Videogeräten, nahezu in allen heutigen Verbrauchern, die
Gleichspannung benötigen
• Schaltnetzteile ersetzen zunehmend den Transformator bei
Niedervolt-Halogenleuchten
• Elektronische Vorschaltgeräte für Leuchtstoffröhren
81
4
• weit verbreiteter Einsatz von Stromrichtern für drehzahlvariable Antriebe.
Alle diese Lasten verursachen zunächst Oberschwingungen,
da die Kombination aus Gleichrichter und Glättungskondensator pulsförmige Ströme aus dem Netz entnimmt.
Abb 3.2: Typischer Strom einer Gleichrichterlast mit Spektrum
Die vorher erwähnten Gleichrichterlasten führen in der Netzrückwirkung zu einer Abflachung der Sinusform und damit zu
Oberschwingungen auch in der Netzspannung.
Der Neutralleiter führt die durch 3 teilbaren Oberschwingungsströme ab und wird dadurch unerkannt überlastet. Er
brennt oft unbemerkt ab, die dann eintretende Spannungsverlagerung durch offenen Sternpunkt ist verheerend für die
angeschlossenen Geräte. Ebenfalls besteht die Gefahr eines
Brandes durch den überhitzten Neutralleiter.
4
Eine weitere Auswirkung von Oberschwingungen ist die
Beeinflussung von Kompensationsanlagen. Hierbei werden
insbesondere die höheren Ordnungszahlen regelrecht „angesaugt“. Die Kompensationsanlage wird dann durch Überhitzung zerstört.
82
Bei der heutigen Oberschwingungsbelastung der Netze sind
Verdrosselungen meist nicht mehr ausreichend, der Stand
der Technik erlaubt heute den Einsatz intelligenter aktiver
Filter. Diese sind selbsteinstellend, resonanzfrei, kaskadierbar und kompensieren zudem jede Phase einzeln.
Spannungsschwankungen, -ausfälle und Flicker
Schwankungen über eine oder mehrere Perioden stellen
generell eine Beeinträchtigung vieler Verbraucher wie zum
Beispiel produktionstechnische Anlagen sowie deren Steuerund Regeltechnik dar. Treten sie gehäuft in kurzer Zeit auf
(5 - 30 Hz), so spricht man von Flicker.
Die Bewertung des Flickers nach EN 50160 ist eine Sache,
die Ortung eine andere. Denn Ziel ist ja, die Störungsquelle –
meist eine schwankende Last wie z.B. ein Schweißautomat
oder ein Fotokopierer – zu finden. Daher ist die „Ortungsfähigkeit“ eines Netzanalysators eine so wichtige Eigenschaft.
Unsymmetrie
Von Unsymmetrie spricht man, wenn die Spannungen der
drei Phasen nicht gleich sind oder Phasenverschiebungen
von ungleich 120 Grad auftreten. Ursachen sind die in aller
Regel unsymmetrisch verteilten Phasenbelastungen. Dabei
führt die Wirklast hauptsächlich zu den unterschiedlichen
Spannungen, die Blindlast, also der unterschiedliche cos ϕ,
zu den Phasenabweichungen von den idealen 120 Grad.
83
4
Bedienung und Handhabung
Abb 3.3: Klar strukturierte Anschlusspläne, die Leiterfarben sind je nach Landeskennung
zuweisbar.
Einzigartig ist die AutoTrend-Funktion: Vollautomatisch
werden immer sämtliche Messwerte erfasst, und es ist schon
während der laufenden Messung möglich, Ergebnisse zu
analysieren. AutoTrend bietet den Vorteil, dass man Zeit
spart, weil weder das Instrument speziell eingestellt zu werden braucht, noch die Messungen einzeln gestartet werden
müssen.
Abb 3.4: Fluke 434
4
84
Messung der Netzqualität
nach Normvorgaben
Die Messung nach Normvorgaben war früher kompliziert und
vor allem teuer. Dieses Problem ist durch den Fluke 434 elegant gelöst. Dabei kommt es auf drei Normen an:
EN 50160
In dieser Norm ist die vom Energieversorger zu liefernde
Spannungsqualität und die Grenzwerte (für Oberwellen,
Spannungsschwankungen, Flicker etc.) festgelegt.
EN 61000-4-30
Sie beschreibt, wie das Messgerät intern die Daten erfassen
und protokollieren muss. Z.B. werden zur Oberschwingungsmessung jeweils 10 Perioden erfasst.
EN 61010
Diese Norm beschreibt den Aufbau der Messtechnik hinsichtlich der Sicherheit des Anwenders. Da Netzanalysatoren in
Hochenergieumgebungen eingesetzt werden, ist die Einhaltung dieser Norm extrem wichtig.
Die 430 Serie macht dank der einfachen Handhabung und
hervorragenden Benutzerführung die Normmessungen für
jeden leicht durchführbar. Mit der früheren Messtechnik war
das nicht ohne weiteres möglich, heute stehen die benötigten Messmittel zur Verfügung.
85
4
1
1
2
2
2
Abb 3.5: Übersichtliche EN 50160 Messung, Rot (1) = nicht bestanden,
Grün (2) = bestanden
Rote Balken kennzeichnen Normverstöße, grüne Balken zeigen die Einhaltung an. Zur tieferen Analyse wird der Cursor
auf den interessierenden Balken gefahren, die „Enter“-Taste
macht die Details sichtbar.
Zusammenfassung
Netzqualitätsmesstechnik stellt heute ein unverzichtbares
Werkzeug dar. Doch ob Ersatz- oder Neubeschaffung: bisher
stellten Bedienbarkeit und Preis immer die Wirtschaftlichkeit
einer solchen Beschaffung in Frage. Auch dieses kaufmännische Problem ist inzwischen gelöst.
4
Fluke 433 und 434 wurden als professionelle Messgeräte für
Anwendungen in der Industrie, im Gesundheitswesen, bei
Finanzdienstleistern und Banken, in Rechenzentren und
allen Bereichen konzipiert, in denen die Qualität der Stromversorgung kritisch ist. Zur Fehlersuche an dreiphasigen
Anlagen sind sie durch ihre Vielseitigkeit, automatische
Mess- und Aufzeichnungsfunktionen und einfache Bedienbarkeit die idealen Werkzeuge.
86
Sie messen alle Parameter eines Stromversorgungssystems in
Übereinstimmung mit der neuen EN-Norm EN 61000-4-30,
zum Beispiel Echteffektivspannung und -strom, Frequenz,
Leistung, Leistungsaufnahme, Unsymmetrie und Flicker.
Außerdem können sie Oberschwingungen aufzeichnen und
verfolgen, und sie erfassen auch automatisch Ereignisse wie
Transienten - von nur 5 Mikrosekunden und mit einer
Spannung von bis zu 6 kV - Unterbrechungen, schnelle
Spannungsänderungen sowie Spannungseinbrüche und
-erhöhungen. Diese Messungen nach Norm sind besonders
auch für Energieversorgungsunternehmen interessant.
Für den mobilen Einsatz optimiert, können diese robusten
Instrumente mehr als 7 Stunden lang mit einer Akkuladung
netzunabhängig betrieben werden. Der große Datenspeicher
fasst bis zu 50 Schirmbilder und bis zu 10 Messungen mit
jeweils 32 Parametern - einschließlich Geräteeinstellungen
und Trenddaten - die über einen Zeitraum von mehr als
einem Jahr aufgezeichnet werden und alle über die FlukeView® Software zur Analyse oder Einbindung in Protokolle an
einen PC übertragen werden können. Beide Modelle verfügen außerdem über vielseitige Oszilloskopfunktionen.
4
87
Kompensation von Oberschwingungen
mit aktiven Filtern
Oberschwingungen sind heute in unseren Netzen leider
allgegenwärtig. Doch mit aktiven Filtern lassen sie sich sehr
einfach beseitigen.
4
Alle modernen elektrischen Verbraucher benötigen Gleichströme, seien es nun PCs, Monitore, Energiesparlampen,
elektronische Vorschaltgeräte (EVGs), Antriebsumrichter usw.
Allen gemeinsam ist das Gleichrichten der Netzspannung
bevor die Weiterumformung in der Schaltwandlerstufe erfolgen kann. Der Glättungskondensator in Verbindung mit dem
Eingangsgleichrichter bewirkt dabei, dass der Strom pulsförmig gezogen wird. Dies führt zu Oberschwingungen. Das in
Abb. 1 gemessene Spektrum ist dabei typisch für die pulsförmigen Ströme, welche von Gleichrichterschaltungen aufgenommen werden. Besonders die Anteile der dritten und fünften Oberschwingung sind extrem hoch. Insgesamt ist der
Oberschwingungsgehalt oft größer als der Grundschwingungsanteil von 50 Hz. Auf die Spannung entsteht eine Rückwirkung der Form, dass der Sinus gerade im oberen bzw.
unteren Maximum abgeflacht wird. Dies ist die Rückwirkung
durch den Spannungsabfall, den der kurze, aber hohe Impuls
verursacht. Der Puls ist zudem ca. dreimal so hoch, als es
eine reine sinusförmige Energieaufnahme bei gleicher Leistung wäre. Der Grund liegt in der Kürze des Pulses, in dieser
Zeit muss nämlich die gleiche Energiemenge aufgenommen
werden wie bei einem sinusförmigen Laststrom.
88
Abb. 3.6: Tatsächliche Spannung und Strom eines Gleichrichterverbrauchers. Deutlich
sichtbar ist die Abflachung der Netzspannung im Scheitel. Rechts die Zerlegung
des Stromes in seine Oberschwingungen.
Abb. 3.6 zeigt die Verhältnisse der Oberschwingungen zur
Grundschwingung, allein die dritte Oberschwingung hat hier
mit 303 A bereits einen Anteil von 82 %. Der gesamte Oberschwingungsgehalt beträgt oft sogar mehr als die 50 Hz
Grundschwingung, hier sogar 108 %.
Schäden
In den aktiven Leitern, im PEN- oder N-Leiter, angeschlossenen Verbrauchern und Kondensatorkompensationsanlagen
entstehen häufig Schäden durch:
• Motorüberhitzungen
• Neutralleiterüberlastungen
• Brände
• Zerstörungen von Kompensationsanlagen.
4
Der Neutralleiter brennt oft unbemerkt ab, die dann eintretende Spannungsverlagerung durch offenen Sternpunkt ist
verheerend für die angeschlossenen Geräte. Ebenfalls
besteht die Gefahr eines Brandes durch den überhitzten
Neutralleiter.
89
Eine weitere Auswirkung von Oberschwingungen ist die
Beeinflussung von Kompensationsanlagen. Hierbei werden
insbesondere die höheren Ordnungszahlen regelrecht „angesaugt“.
Abb. 3.7: Links: Spannung und Strom einer Kompensationsgruppe.
Rechts: Spektrum des Stromes
Die starke Ausprägung der Oberschwingungen im Kondensatorstrom wird zu dessen Erhitzung und Zerstörung führen.
Neben dem Anlagenschaden kann so auch ein Brand verursacht werden. Bei der heutigen Oberschwingungsbelastung
der Netze sind Verdrosselungen oft nicht mehr ausreichend,
der Stand der Technik erlaubt heute den Einsatz intelligenter
aktiver Filter. Diese sind selbsteinstellend, resonanzfrei, kaskadierbar und kompensieren zudem jede Phase einzeln.
4
Verschleppte Ströme
Die häufig vorhandene TN-C oder TN-C-S Netzstruktur
bewirkt das Fließen von Betriebsströmen im PE und Potenzialausgleichssystem und damit eine Verschleppung in Datenleitungen, Gebäudearmierungen, Rohrleitungen und sonstige
geerdeten Teilen.
90
Abb 3.8: Ausbreitungswege von Störströmen im TN-C-Netz
An allen Hauptverteilungen, bei denen sich das 4-Leiter- auf
ein 5-Leiter-Netz verzweigt (TN-C auf TN-S), sind die
kritischen Punkte: an diesen Stellen erfolgt der Eintrag der
Störströme in das PE/PA-System.
Die verursachten Störungen sind vielfältig und bestehen
unter anderem aus:
• Datennetzstörungen
4
• z.B. unmotiviert schwankende Datennetzbelastung
• unerklärlich reduzierter Datendurchsatz
• Zerstörungen von Schnittstellen und PC-Komponenten
• verfälschte Speicherinhalte, Cache- und BIOS-Zugriffsprobleme
91
• Rechnerabstürze
• defekte Festplatten
• Erzeugung von störenden Magnetfeldern infolge Gebäudedurchströmungen, erkennbar z.B. an flimmernden Monitoren
• Korrosion von Rohrleitungen, Eintrag von Metallionen ins
Trinkwasser.
Die dadurch verursachten Schäden können Millionenhöhe
erreichen, beispielsweise durch Ausfallzeiten in Produktionsanlagen und Rechenzentren.
Leistungsverluste
Oberschwingungen erzeugen zusätzliche Verluste in magnetischen und elektrischen Komponenten. Diese wären ohne
Oberschwingungen nicht vorhanden und können eingespart
werden. Die verursachten Kosten belaufen sich auf mehrere
Prozent der jährlichen Stromrechnung. Nur werden sie nicht
erkannt, denn der Zähler kann nicht zwischen sinnvoll
verbrauchter Wirkarbeit und sinnlos verbrauchter Verlustarbeit unterscheiden.
4
Vorgehensweise
Die Aufgabenstellung besteht nun in der Suche der Störverursacher, der Ausbreitungswege der Ströme und eines Anlagenumbaus bzw. der Filterdimensionierung.
Besondere Beachtung müssen Datenleitungen finden, hier
treten erhebliche Mantelströme auf. Die Messungen im Beispiel bestätigten die erheblichen Stromverschleppungen.
92
Abb. 3.9: Mantelstrommessung auf einem Kabel, rechts sehr gut zu erkennen die
verformte Kurve durch Oberschwingungen
Die Abb. 3.9 zeigt einen typischen Mantelstrom auf einer
Datenleitung. Mit 50 Hz hat dieser nicht mehr viel zu tun, wie
das Oszillogramm der rechten Seite klar zeigt. Die Spitzen
des Gleichrichtervorganges in den Schaltnetzteilen finden
sich hier deutlich sichtbar wieder. Der Betrag von 160 mA
sieht wenig aus, ist jedoch für eine Datenleitung klar zu
hoch. Besonders beachtenswert ist der Spitze/Spitze-Wert,
geht doch die induktive Wirkung vom Abstand der Maxima
aus. Und das sind auf dieser einen Leitung schon 0,71 Ampere, und es sind hunderte von Datenleitungen! Damit besteht
eine deutliche Gefährdung der Schnittstellen sowie des
Rechnerbetriebes. Richtigerweise dürfen Datenleitungen
überhaupt keinen Mantelstrom führen. Dies gilt im Übrigen
für alle vergleichbaren Fälle, also auch in einer Büro- und
sogar Heimrechnerumgebung.
93
4
Die nun folgende Leistungsmessung beantwortet die Frage:
Kann eine klassische Kompensation die
Oberschwingungen kompensieren?
Da ein Kondensator Oberschwingungen „ansaugt“, werden
diese dann nicht auch kompensiert? Nein, denn es gibt zwei
Arten von Blindleistung.
1.) Grundschwingungsblindleistung. Diese bezieht sich nur
auf 50 Hz und kann mit einem Kondensator kompensiert
werden.
2.) Oberschwingungsblindleistung (früher auch „Verzerrungs-“ oder „Steuerblindleistung“ genannt). Diese entsteht aus den Frequenzen größer 50 Hz und kann nicht
kompensiert werden.
4
Eine Messung beweist dies: In Abb. 5 links wird ein cos φ
von 1,0 ausgewiesen, die Messwerte von Wirk- und Scheinleistung sind gleich. Die Blindleistung ist sehr gering. Erst in
Abb. 3.10 rechts wird deutlich, dass eine erhebliche, nicht
kompensierbare Blindleistung vorhanden ist. Betrachtet man
nämlich den Leistungsfaktor Lambda, so fällt auf, dass dieser
mit nur 0,59 viel zu niedrig ist. Links ist die Messung
bewusst auf die Grundschwingung eingeschränkt worden,
erst durch die Umschaltung auf die Messart „Gesamt“ wird
die Oberschwingungsblindleistung berücksichtigt. Die
Umstellung der Messart auf „Grundschwingung“ dient zur
Ablesung der mit Kondensatoren kompensierbaren Blindleistung. Direkt nach diesem Ablesewert kann die
Kompensation pro Phase bemessen werden.
94
Abb. 3.10: Leistungsmessung: Links ohne Berücksichtigung der Oberschwingungen,
rechts mit Berücksichtigung der Oberschwingungen.
Um die o.a. Messungen durchführen zu können, muss das
Messmittel folgende Eigenschaften aufweisen:
• Einfache Bedienung
• Erkennen von Oberschwingungen
• Messen beider Leistungsfaktoren cos ϕ und lambda
Dazu braucht es keinen Messgerätepark, alle Funktionen sind
im Netz- und Stromversorgungsanalysator Fluke 43B bzw.
Fluke 434/435 enthalten. Für die Mantelströme und Signalfehlersuche ideal ergänzt durch das Fluke Color ScopeMeter.
Abb. 3.11: Netz- und Stromversorgungsanalysator
Fluke 43B sowie Fluke 434. Einfache Handhabung
durch klare Menüstruktur.
Die messtechnische Seite ist also
leicht zu beherrschen: Die Ströme in
L1, L2, L3, N, PEN, PE und dem Potenzialausgleichsystem müssen zuallererst gemessen werden. Die Beurteilung ist ganz einfach: sieht man
Balken außer der „1“ (also 50 Hz),
sind Oberschwingungen vorhanden.
Sind Mantelströme vorhanden, werden Ströme ins PE/PA-System eingetragen.
95
4
Arbeitsweise des aktiven Filters:
Der Filter wird parallel zum störenden Verbraucher bzw.
Netzzweig angeschlossen. Es misst den Strom und generiert
Antioberschwingungen (180 Grad versetzt), welche die
Störungen aufheben.
Abb. 3.12: Arbeitsweise aktiver Filter
Messergebnisse
SineWave und 6-puls Gleichrichter
Verbraucher-Strom I (hier: Drehstromgleichrichter)
SineWave Kompensationsstrom IH = 30 A
I = 82 A, Klirrfaktor k = 41%
I1 = 75 A, Klirrfaktor k = 3.6 %
4
Netzstrom I1
mge Aktives Netzfilter SineWave
Abb. 3.13: Ergebnis der Filterung
96
Abb. 3.14: Wirksamkeit des SineWave, links ausgeschaltet, rechts eingeschaltet.
Abb. 3.14 zeigt den Vergleich eines Stromes mit aus- bzw.
eingeschaltetem SineWave. Deutlich zu erkennen ist die
Oberschwingungsfreiheit des aktiv kompensierten Stromes
rechts.
Zusammenfassung
Die Messtechnik ist vollständig und optimal mit dem Netzund Stromversorgungsanalysator Fluke 434 bzw. 435 und
ggf. einem ColorScopeMeter abgedeckt. Für den Umbau
oberschwingungsbetroffener Netze und Kondensatorkompensationsanlagen ist die Lösung mit einem aktiven Oberschwingungsfilter die beste.
Schon bei der Planung und Ausschreibung sollten daher die
speziellen Gegebenheiten des zu kompensierenden Netzes
und die Beschaffung entsprechender Messtechnik berücksichtigt werden.
97
4
Multimetermessungen an drehzahlgeregelten Antrieben: neue Tiefpasstechnik für korrekte Messungen
Multimetermessungen am Antriebssystem waren bisher
wegen der Pulsweitenmodulation immer sehr schwierig.
Endlich sind sie korrekt, kostengünstig und sogar ganz einfach durchführbar.
Problemstellung
Bis vor kurzem gab es kein Multimeter am Markt, welches
korrekte Messungen an pulsweitenmodulierten Motorantrieben ermöglicht. Techniker mussten Oszilloskope mitführen
oder Berechnungen im Kopf anstellen, um die richtigen Parameter einzumessen. Die neuen Fluke Digitalmultimeter 87 V
und 287/289 enthalten einen zuschaltbaren Tiefpass, welcher exakt die Grundschwingung des Frequenzumrichterausgangssignals ausfiltert. Nunmehr muss der Anwender sich
nicht mehr auf Schätzungen der Antriebsparameter verlassen.
4
Frequenzumrichterantriebe weisen viele Vorteile auf. Sie
sind energiesparend, leicht und exakt regelbar und verlängern die Systemlebensdauer vom Motor und angetriebenen
Komponenten. Aber die durch die Arbeitsweise bedingten
pulsweitenmodulierten Ausgangsspannungen enthalten
steilflankige Impulse und damit hochfrequente Anteile die
störend auf Messungen einwirken. Zudem ist der Effektivwert einer gepulsten Spannung höher als der ihrer Grundschwingung. Das ist auch leicht einzusehen: Der Effektivwert
enthält auch die Energieanteile der Oberschwingungen, die
Grundschwingung – und nur diese bildet im Motor das Drehmoment – steht für sich alleine. Somit zeigen Echteffektivwertmultimeter zwar den energetisch richtigen Wert, erst mit
98
Tiefpass jedoch wird der für das Drehmoment relevante
Grundschwingungseffektivwert isoliert ermittelt. Zusätzlich
müssen Multimeter für diesen Einsatz besonders abgeschirmt
sein, da die abgestrahlten hochfrequenten Störungen sonst
das Messergebnis verfälschen.
Abb 3.15: Ausgangsspannung und Störspektrum eines Umrichterantriebes, gemessen mit
Fluke ScopeMeter 199 Color
Multimeter ohne diese Maßnahmen zeigen Werte von bis zu
35 % mehr an als der Grundschwingungseffektivwert. Darüber hinaus erkennen sie bei der Frequenzmessung meist
die Pulsfrequenzrate, damit aber eine Frequenz, welche
hunderte Male größer ist als die für den Motor relevante
Grundschwingungsfrequenz.
Dieser Umstand ließ Techniker bis dato wenig gute Wahlmöglichkeiten: entweder kostspielige Messmittel mitführen
oder auf die Anzeige der Antriebssteuerung vertrauen. Gerade diese Anzeige ist jedoch oft ungenau oder Gegenstand der
Überprüfung. Der Wert der Steuerungsanzeige ist zumeist
gerechnet, dies machte die Fehlersuche am Antrieb oft zum
Ratespiel. Unnötig lange, teure Stillstandszeiten waren die
Folge.
99
4
Neue Technologie:
Vorteile der Vpwm-Funktion bei der Messung
Das Fluke Multimeter 87 V mit dem neuen wählbaren Tiefpassfilter kann Spannung, Strom und Frequenz auf der Ausgangsseite des Antriebs an den Antriebs- oder Motorklemmen richtig messen. Wenn der Filter aktiv ist, stimmen
die Messungen des 87 V sowohl für Spannung und Strom als
auch für Frequenz (Motordrehzahl) mit den Anzeigen der
Antriebssteuerung überein. Der Tiefpassfilter ermöglicht
auch bei Verwendung von Hall-Effekt-Stromzangen präzise
Strommessungen. All diese Messungen sind besonders
hilfreich, wenn Sie Messungen direkt am Motor vornehmen
und die Anzeige des Antriebs nicht zu sehen ist.
Abb 3.16a:
Messergebnisse am
Umrichterantrieb
- Ausgangsspannung
4
100
Abb 3.16b:
Messergebnisse am
Umrichterantrieb
- Ausgangsstrom
Abb 3.16c:
Messergebnisse am
Umrichterantrieb
- Ausgangsfrequenz
4
101
Sichere Messungen durchführen
Bevor Sie elektrische Messungen durchführen, vergewissern
Sie sich, ob Sie das richtige Werkzeug verwenden und wie
dieses Werkzeug angeschlossen und bedient wird. Kein
Messgerät ist 100-prozentig sicher, wenn es nicht ordnungsgemäß verwendet wird, und viele Messgeräte sind für Messungen an Antrieben mit regelbarer Drehzahl nicht geeignet.
Besonders die Belastung mit wiederkehrenden Transienten
mit sehr hoher Spannung ist hier kritisch. Abb. 3 zeigt die
Belastung mit über 1000 Volt Spitze, und das 8000 x pro
Sekunde (nämlich der Taktfrequenz des Umrichters). Bei langen Anschlussleitungen wird dieser Effekt noch weitaus
größer.
Abb 3.17: Ausgangsspannung eines Umrichters gemessen am Motorklemmbrett
Links: Übersicht, rechts: zeitlich gedehnte Darstellung
4
Sicherheitsspezifikationen für elektrische Messgeräte
Die meisten Drei-Phasen-Anlagen mit Frequenzumrichtern
sind CAT III-Messumgebungen, die von einer 400-V- oder
690-V-Verteilung gespeist werden. Hierbei können Kurzschlussströme bis über 100 Kiloampere auftreten. Achten Sie
daher beim Einsatz eines Digitalmultimeters für Messungen
an Systemen mit so hohen Spannungen unbedingt darauf,
dass es mindestens für CAT III 1000 V und vorzugsweise auch
für CAT IV 600 V spezifiziert ist. Die Kategorieeinstufung und
102
das Spannungslimit finden Sie normalerweise auf der Frontplatte an den Eingangsklemmen.
Das Fluke 87 V ist spezifiziert nach CAT IV 600 V und nach
CAT III 1000 V.
Zusammenfassung
Die Bedienung und Handhabung der Fluke 87 V ist extrem
einfach. Es braucht nur die gewünschte Funktion mit dem
Drehknopf gewählt werden. Die Vpwm–Funktion ist auf einen
simplen Tastendruck verfügbar. Die Problemlösungsdauer
verkürzt sich, Fehlbedienungen werden vermieden.
103
4
Durch den vollständigen Funktionsumfang des Fluke 87 V
lassen sich alle bei der Störung möglichen Störquellen mit
einem einzigen Gerät ermitteln. Liegt die die Störung in:
- der Eingangsstromversorgung?
- der Ausgangsspannung oder der Leitung zum Motor?
- Spannungsschwankungen im Gleichstromzwischenkreis?
- Temperaturproblemen?
4
Multimeter
stellen
mithin ein unverzichtbares Vielzweckwerkzeug dar. Die Digitalmultimeter der Fluke
Serie 80 V verfügen
über
Lebenslange
Gewährleistung und
Sicherheitsspezifikationen
nach
der
neuen Kategorie IV.
Sie zeigen Echteffektiv-Messwerte an und
wurden speziell für
anspruchsvolle Elektriker und Elektroniker im Fronteinsatz entworfen, die die
Messgeräte für Messungen bis zu 1000 V und 10 A AC oder
DC benutzen. Mit Fluke Stromzangen ist dieser Bereich bis
3000 A erweiterbar.
Mit der Möglichkeit zur Frequenzmessung, Kapazitätsmessung und Widerstandsmessung eignen sich diese Multimeter
sehr gut für alle Messaufgaben. Darüber hinaus sind sie in
der Lage, Temperaturen zu messen und anzuzeigen.
104
5 – Thermografie
Einleitung
Kontaktloses Temperaturmessen
bekommt heute durch seine
Genauigkeit und Schnellligkeit
der Auswertung immer mehr an
Bedeutung.
Die einfachste Art kontaktlos
Temperaturen
zu
messen,
beginnt bei Infrarot-Thermometer der Fluke Serie 60. Bei diesen
präzisen Messgeräten können
Oberflächentemperaturen gemessen werden, wobei die Temperatur als Zahlenwert angezeigt
wird.
Müssen Temperaturen und dessen Verlauf deutlich dargestellt oder weitreichend bewertet
werden, so ist eine Wärmebildkamera ein nicht mehr wegzudenkedes Hilfsmittel.
Für die Zukunft wird eine Wärmebildkamera ein Werkzeug,
wie heute ein Multimeter oder Stromzange werden. Noch vor
einigen Jahren konnte man Temperaturen nur mit großem
Messaufwand als Wärmebild darstellen. Wir haben heute
einen Stand erreicht bei dem man behaupten kann, dass
Wärmebildkameras eine Funktionsvielfalt verbunden mit
hoher Auflösungen zu einem günstigen Preis erreicht haben.
105
5
Fluke setzt dabei großen Wert auf einfache Bedienung, Funktionsvielfalt und
der Welt bekannten „Fluke“-Qualität.
Dabei ist die patentierte Fusion®-Technologie durch Parallaxenkorrektur von Sicht- und Wärmebild
ein fast unverzichtbares Hilfsmittel, welches man in fast allen
Wärmebildkameras von Fluke findet.
Software
Der volle Leistungsumfang einer Fluke Kamera zeigt sich erst
zusammen mit der Auswertesoftware. Kamera und Software
sind perfekt aufeinander abgestimmt, dass man auch hier
wieder präzise Auswertungen, für fast jede Situation durchführen kann.
Kamera-Typen – „Ti“ und „TiR“
Durch die Vielzahl von Kameratypen ist es möglich, abgestimmt auf die Anwendung die richtige Kamera zu finden.
Generell unterscheidet man bei Fluke Kameras für den allgemeinen gewerblichen Bereich, Industriellen- und für den
Gebäudebereich.
Kameras der Serie „TI“ sind überschlägig für Gewerbe und
Industrie vorgesehen.
Unsere Serie mit der Bezeichnung „TiR“ sind für die spezielle
Anwendungen an und in Gebäuden konzipiert.
5
Sollten Sie Probleme haben einen Anwendungsfall genau
zuordnen zu können, so haben unsere Kunden die Möglichkeit einer telefonischen Produktberatung unter Tel DE:
07864 / 8009 545, CH: 044 580 75 00, AT: (01) 928 95 00
anzusprechen. Dort wird man Ihnen gerne weitere Hilfestellung bei der Auswahl der richtigen Wärmebildkamera geben.
106
Wie funktioniert Thermografie:
Wir kennen die Situation sichtbares Licht
durch unsere Augen
wahrnehmen zu können. Sichtbares Licht ist
Energie in Form von
elektromagnetischer
Strahlung mit einer entsprechenden Wellenlänge und Frequenz.
Infrarotstrahlung ist ebenfalls eine elektromagnetische
Strahlung, doch mit höherer Frequenz und Wellenlänge,
welche vom menschlichen Auge nur in Ausnahmefällen
teilweise wahrgenommen werden kann.
D.h. das wir Infrarotstrahlung erst einmal nicht mit dem Auge
wahrnehmen können. Durch die Verwendung von thermischen Detektoren, so genannten Mikrobolometern können
Wärmebildkameras heute mit ungekühlten Bolomtern arbeiten. Unter einem Bolometer versteht man ein Bauteil,
welches in der Lage ist, elektromagnetische Strahlung zu
messen.
Durch entsprechende Auswerteeinheiten werden diese
Werte in ein für uns sichtbares Wärmebild umgewandelt.
Heute finden drei Größen von Mikrobolometern Ihre Verwendung, 160 x 120, 240 x 360 und 640 x 480 Pixeln. Diese
Messungen könen immer dann durchgeführt werden, wenn
die Oberflächentemperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes von -273,5 °C liegt, da ansonsten die Molukularstruktur
eines Stoffes keine elektromagnetische Strahlung abgeben
kann.
107
5
Anwendungsgebiete
Die passende Kamera
Die erste Frage die sich ein Interessent einer Wärmebildkamera stellt, ist natürlich wo kann man die Thermografie
wirtschaftlich einsetzen? Die Frage kann sehr schnell beantwortet werden, überall dort wo Temperaturen an Oberflächen oder Temparaturverläufe an Oberflächen überprüft
werden müssen.
Es gibt eine Vielzahl von Störungen, in der Temparaturen
eine bedeutende Rolle einnimmt, welche aber mit Hilfe einer
Wärmebildkamera sehr schnell lokalisiert werden können.
Schließlich ist die Temperatur die zweithäufigste physikalische Größe, welche gemessen wird.
Um Ihnen eine Hilfestellung bei der Auswahl geben zu
können, haben wir Ihnen nachfolgend einige Anwendungsbeispiele zusammengefasst.
5
108
Handwerk:
Eine optimale Anwendung einer Wärmebildkamera findet
man im Bereich Sanitärhandwerk und Heizungsbau.
Es liegt auf der Hand, dass in diesen Bereichen immer mit
unterschiedlichen Temperaturen gearbeitet wird, einmal mit
Warm- und Kaltwasser als Gebrauchswasser, das andere Mal
als Heizungswasser mit seinen Vorlauftemperaturen bis 75°C
oder mehr.
Hier können Kameras wie die Fluke TiS, Ti9, Ti10 als auch
die Ti25 sehr präzise eingesetzt werden.
Sanitärhandwerk:
Zu unserem Komfort gehört es heutzutage, Leitungen so gut
wie möglich unter Putz zu installieren.
Dieser optische Vorteil bringt in einem
Störungsfall
einer
undichten Leitung
ein großes Problem
mit sich. Wir wollen
dies an einer undichten
Wasserleitung
veranschaulichen:
Bei einer undichten
Wasserleitung gibt es das Problem, dass sich das Wasser erst
einmal einen Weg bahnt, der von seinen Umgebungsbedingungen vorgegeben wird. So wird das Wasser einer undichter Fußbodenheizung erst einmal den Weg auf dem Rohfußboden finden, mit dem größten Gefälle.
109
5
So wird das Wasser einer undichten Wasserleitung erst einmal den Weg zu dem Material finden, welches die größte
Hygroskopizität (Feuchtegehalt) besitzt.
Dies bringt für den Handwerker das Problem mit sich, das die
Stelle an dem das Wasser einen Schaden produziert nicht die
Stelle ist, an dem das Wasser austritt.
Somit sind Reparaturarbeiten nur mit hohem Zeitaufwand
und Kosten verbunden. Sobald ein Temperaturunterschied
von mind. 8…10 °C zwischen dem austretenden Wasser und
den Oberflächentemperaturen des Leckageortes vorhanden
ist, kann mit der Wärmebildkamera sehr einfach die Austrittstelle lokalisiert werden.
Heizungsbau
Zur
Optimierung
einer Heizungsanlage
gehört
der
hydraulische
Abgleich. Dieser soll
dafür sorgen, dass
die Wärmeverteilung
an einem Heizkörper
oder an ein Fußbodenheizung gleichmäßig erfolgt.
5
Zu einem wird damit bis zu 15% Energie eines Hauses eingespart, zum anderen erhält jeder Raum genau diese Energie
die er benötigt. Somit ist es für den Heizungsbauer sehr einfach den Kunden davon zu überzeugen, wie Heizkörper vor
so einem Abgleich eingestellt waren und diese und dessen
Wärmeverteilung nach einem hydraulischen Abgleich eingestellt sind.
110
Auch als Nachweis für eine fachmänische Arbeit können solche Bilder sehr gut herangezogen werden.
Photovoltaik
Auch hier gewinnt die Thermografie
immer mehr an Bedeutung. Zur
schnellen überschlägigen Bewertung
von Photovoltaikanlagen kann die
Thermografie eingesetzt werden.
Sehr schnell sind dabei sogenannte
HOTSPOTS zu erkennen. Diese lassen
schlechte Verbindungen eventuell in
Sperrichtung betrieben Zellen und
fehlerhafte Bypass Dioden erkennen.
In der aktuellen Norm DIN EN 62446
VDE 0126-23 2010-07 wird schon auf
die Prüfung mittels Wärmebildkamera
hingewiesen. Zur Bewertung einer
Photovoltaikanlage empfiehlt die
Norm Mindest-Beleuchtungsstärke am
PV-Generator-Ebene von mehr als 600 W/m2, so dass zur
Erzeugung von wahrnehmbaren Temperaturschwankungen
ein ausreichender Strom vorhanden ist.
Diese Untersucheng darf laut Norm als Bestandteil einer Erstprüfung oder einer wiederkehrenden Prüfung aufgenommen
werden.
Hier können Kameras wie die Fluke Ti9, Ti10, Ti25, Ti27,
Ti29 als auch die Ti32 sehr präzise eingesetzt werden.
111
5
Industrie: Elektrotechnik
In der Elektrotechnik zeigt sich der Vorteil einer Wärmebildkamera sehr schnell. Wir kennen alle die Situation Wiederholungsprüfungen an elektrischen Anlagen durchführen zu
müssen, können aber die elektrische Anlage nicht abschalten
um alle Messungen durchführen zu können. Durch Einsatz
dieser Zukunftstechnologie ist man aber in der Lage eine
Übersicht über die Funktionssicherheit einer Anlage zu erhalten.
Wir möchten dies anhand eines Beispiels darstellen:
Öffnen wir die Türe eines Stromverteilerschrankes und versuchen bei voller Funktionsfähigkeit die Funktionssicherheit
zu überprüfen. Wir werden feststellen dass dies nur mit großem Aufwand möglich ist. Das gleiche versuchen wir nun mit
einer Wärmebildkamera.
Wir entfernen die Kunststoffabdeckungen und beginnen nun
die Stromleiter und Sicherungen mit der Wärmebldkamera zu
bewerten. Was werden wir erkennen?
5
Sehr schnell können wir unter
entsprechender Auslastung –
diese sollte mind. 40 % betragen – feststellen, welche Leiter
und welche Sicherungen abweichende Temperaturen haben,
ohne dass die Person Arbeiten
unter Spannung ausführen muss.
Gezieltes Abschalten eines Produktionsablaufes kann
dadurch in die Wege geleitet werden. Teure Ausfallzeiten
werden dadurch erheblich reduziert. Hier können Kameras
wie die Fluke Ti10, Ti25, Ti27, Ti29 und Ti32 sehr präzise
eingesetzt werden.
112
Gebäude:
Aufgrund der Tatsache, dass der Atomaustieg in Deutschland beschlossen ist,
wird die Sanierung
von Gebäuden immer
wichtiger.
Um Alternativenergien
in
einem
Gebäude
sinnvoll
einsetzen zu können,
bedarf es grundsätzlich erst einmal eines hohen Dämmstandards. Dabei ist die Bewertung einer Bausubstanz durch die
Thermografie die beste Grundlage einer guten Sanierung.
5
Die von Fluke speziell entwickelten Wärmebildkameras der
Serie TIR helfen Ihnen wichtige Schwachstellen im Vorfeld
zu finden um eine optimale Dämmmaßnahme zu gewähren.
113
Oft hört man, das nach Dämmmaßnahmen Schimmel in den
Wohnungen Einzug gefunden hat. Dies rührt in vielen Fällen
daher, dass vor einer Dämmmaßnahme keine thermografische Bewertung durchgeführt wurde.
Aufgrund von fehlenden Feuchtigskeitssperren oder eines
defekten Fassadenputzes haben Häuser sehr häufig Feuchtigkeitsprobleme ohne dass dessen Eigentümer dies bemerken.
Solange durch undichte Fenster genügend Luftaustausch
vohanden ist, wird dieses Problem nicht wahrgenommen.
Wird nun die Dämmung auf eine feuchte Wand angebracht,
so wird sich an der feuchten Stelle eine kältere Oberflächentemperatur bilden als an der Oberfläche der trockenen Wand.
Dies hat dann zu Folge, dass es trotz erhöhten Wärmeschutzes an dieser Wand zur Schimmelbildung kommt. Generell
sollte einer Dämmmaßnahme immer eine thermografische
Bewertung vor einer Dämmmaßnahme und nach einer
Dämmmaßnahme bei Temperaturunterschieden zwischen
Innen- und Außentemperaturen von > 10 °C durchgeführt
werden.
Hier können Kameras wie die Fluke TiR, TiR1, TiR27, TiR29
und TiR32 sehr präzise eingesetzt werden.
Alle Informationen zu Wärmebildkameras
finden Sie unter:
5
www.fluke.de/ti
114
6 – Oszilloskope,
Prozesskalibrierung
Messungen mit kompakten, tragbaren
Oszilloskopen:
So einfach geht es!
Messungen mit Oszilloskopen galten lange Zeit als kompliziert. Mit den richtigen Messmitteln sind sie nun ganz einfach
durchzuführen.
Nachteile früherer Oszilloskope
Die klassische Bauweise der Oszilloskope ist zumeist als
platzverzehrendes, in die Tiefe gerichtetes Tischgerät ausgeführt. Es gibt auch Ausführungen, welche wie verkürzt
gebaute Tischgeräte wirken. Alle diese Systeme haben aber
zum Teil gewaltige Nachteile:
• Anfällige Drehknopfbedienung
• Massepotenzial ist mit Schutzerde fest verbunden
• Mobiler Einsatz schlecht oder gar nicht möglich
• Aufwändige, komplizierte Bedienung
• Belastung mit hohen Spannung gefährlich.
Jedoch ist die Entwicklung auch in diesem Sektor heute
soweit vorangeschritten, dass Oszilloskope nunmehr in eine
moderne, kompakte und gleichzeitig wesentlich ergonomischere Bauform gebracht werden können.
115
6
Die früheren Nachteile sind heute überwunden, stellen doch
die modernen Oszilloskope folgende Vorteile gegenüber:
• Einfachste Bedienung
• Vollautomatische Messfunktionen
• Gerät komplett erdfrei, auch im Netzbetrieb, mit bis zu 4
Kanälen messen
• Potenziale der Eingangsmassen komplett galvanisch
gegeneinander getrennt
• Auch mobiler Einsatz jederzeit möglich: 7 Stunden
Betriebsdauer mit LiIon Akkumulatoren (Batteriefach für
Schnellwechsel der Akkus vorhanden)
Speziell die galvanische Trennung der Eingangsmassen und
deren Potenzialfreiheit untereinander sowie gegen Erde sind
ein riesiger Vorteil für jeden Anwender. Die Belastbarkeit von
1000 V gibt ihm die Sicherheit, die Trennung an sich einen
großen Vorteil bei der Störungsfreiheit der Messung. In der
Handhabung ist jetzt auch noch zusätzlich die Möglichkeit
gegeben, bei zweikanaligen Messungen Signale mit unterschiedlicher Bezugsmasse darzustellen.
Abb 4.1: Oszilloskop in kompakter
Bauform mit voller Ausstattung
eines Laborgerätes.
6
116
Die ColorScopeMeter Serie 190-II mit bis zu 4 Kanälen, brillantem Farbdisplay und einem Digital-Nachleucht-Modus
stellen die neueste Entwicklung auf dem Gebiet der Oszilloskope dar. Obwohl in einer Hand zu halten, handelt es sich um
Volloszilloskope mit der kompromisslosen Leistungsfähigkeit
von Tischgeräten.
Automatisches Replay
Bei der Replay-Funktion werden die letzten 100 Bilder immer
im Speicher gehalten, so kann bei „durchgehuschten“
Fehlern jederzeit per Replay die fragliche Stelle aufgesucht
werden. Ein Novum in der Oszilloskoptechnik an sich.
Abb 4.2: Replay Funktion. Mittels der >| und |< Tasten können die letzten 100 Bilder
wieder sichtbar gemacht werden.
Die Replay-Funktion ermöglicht auch die Speicherung von
100 Singleshots, so lassen sich ganze Messreihen automatisieren. Besonders hilfreich ist hierbei die Referenzkurvenfunktion, die automatische Gut/Schlecht-Vergleiche ermöglicht.
117
6
Die ScopeMeter-Serie 190-II verfügt
über drei Tiefspeichersysteme zur
leistungsstarken Fehlersuche
Automatisches Erfassen und Wiedergeben
von 100 Bildschirmanzeigen.
Hiermit können die letzten 100 Bildschirmanzeigen noch einmal wiedergegeben werden, um sich ein einmaliges Ereignis
genauer anzusehen. Bei normalem Betrieb speichert diese
Funktion kontinuierlich die letzten 100 aufeinanderfolgenden
Bildschirmanzeigen, die Sie anschließend durchlaufen und an
der für Sie besonders interessanten Stelle stoppen können.
Außerdem können die weiterführenden Triggerfunktionen
des ScopeMeters 190 genutzt werden, um 100 spezielle
Ereignisse für die spätere Analyse aufzuzeichnen.
TrendPlot™.
Für Fehler, die während eines längeren Zeitraums vielleicht
nur einmal auftreten, dient diese Funktion als „papierloser
Schreiber“, der die 18000 Minimum-, Maximum- und Mittelwerte eines gewählten Parameters über einen Zeitraum von
bis zu 8 Tagen mit einer Auflösung von 1 Minute aufzeichnet.
6
ScopeRecord™.
Hierbei handelt es sich um einen kontinuierlichen Abtastmodus, in dem das ScopeMeter die Punkte (bestehend aus
Minimum- und Maximumwerten) fortlaufend mit einer Rate
von 125 MS/s (MegaSamples/s) speichert. Dadurch wird es
möglich Ereignisse von nur 8 ns Dauer zu erfassen, die mit der
100-fachen Zoomfunktion deutlich dargestellt werden
können. Das Oszilloskop verfügt über einen 30000-PunkteSpeicher, der eine kontinuierliche Erfassung über bis zu 48
Stunden ermöglicht.
118
Referenzsignale für einfache visuelle Vergleiche
Mit der neuen Funktion Signalreferenz wird ein zuvor abgespeichertes Messsignal zum direkten Vergleich aktueller
Messsignale herangezogen. Gerade bei Abgleicharbeiten
oder Kontrollmessungen an bereits installierten Systemen
hilft diese Funktion, schneller Veränderungen aufzuspüren
und entsprechende Gegenmaßnahmen einzuleiten. Die vollautomatische Triggerung auf „bestanden/nicht bestanden“
vervollständigt diese Funktion.
Abb 4.3: Signalvergleich anhand
eines Referenzsignals
Zur Oszilloskop-Funktionalität kommt ein
Echteffektivwert messendes Digitalmultimeter hinzu, so dass eine
Vielzahl
weiterer
Messmöglichkeiten
verfügbar ist.
Digitaler Nachleucht-Modus
Durch den regelbaren, digitalen Nachleucht-Modus, der in
den ScopeMetern mit Farbdisplay verfügbar ist, können komplexe Messsignale mit schnellen Amplituden- oder Frequenzänderungen über einem Basis-Signal (z.B. bei Jitter oder
Modulation) unmittelbar abgebildet werden. Damit fallen
Abweichungen vom Grundsignal sofort auf. Die Display-Auffrischrate ist dabei so hoch, dass die Darstellung Helligkeitsund Farbverläufe wie bei einer analogen Bildröhre wiedergibt.
119
6
Abb. 4.4: Darstellung von
Videosignalen
Connect-and-View
Triggerund für
immer stabile
Darstellung
Die Connect-and-View
Triggerung
erfasst
mittels eines Signalprozessors auch diskontinuierliche und komplizierte Signale,
wie z.B. Datenströme auf Busleitungen oder Pulsweitenmodulierte Signale und stellt sie stabil dar. Dennoch kann der
Benutzer jederzeit auf manuelle Triggerung umschalten und
auch spezielle Bedingungen berücksichtigen, z.B. Doppelflankentriggerung zum Erfassen von Eye-Pattern der Lasersignale von CD- und DVD-Playern.
6
Abb. 4.5: Weiterführende Triggerfunktionen.
Links als Beispiel der Eye-Pattern eines Lasersignals von CD- und DVD-Playern.
Rechts Abgriff mit HF-Erdungshaken.
120
Signalanalyse
Signale sollen häufig bestimmten Parametern genügen, hierzu sind Vermessungs- und Analysefunktionen erforderlich.
Mittels der Zoomfunktion können tiefe Details ganz einfach
sichtbar gemacht werden.
Abb. 4.6:
Zoomfunktion durch
Anwendung des
Tiefspeichers, hier
am Burst eines
Videosignals
Wichtig
zur
Signalanalyse
ist weiterhin
die Möglichkeit der Vermessung der Signale mittels Cursoren sowie
Signalformmathematik. Diese mächtigen Werkzeuge sind im
Laborbetrieb auch unabdingbar. Aus diesem Grund sind
diese Funktionen in die kompakte Technik integriert worden.
Sogar RealTime FFT steht zur Verfügung.
Abb. 4.7: Links Signalanalyse mit Cursoren; Mitte Automatische Messfunktion;
Rechts Spektrumdarstellung.
6
121
Die geforderte breite Funktionsvielfalt und darüber hinaus
hohe Analysepower werden in den Fluke Color ScopeMetern
serienmäßig geboten:
• Volle Signalformmathematik
• Spektrumanalyse
• komplexe Triggerfunktionen möglich
• Cursormessungen
• automatische Messung von Signalparametern
• sehr schnelles Display mit feiner Auflösung von Helligkeitsunterschieden für modulierte Signale.
Insgesamt zeigt sich der Trend, dass herkömmliche Oszilloskoptechnik durch die kompakten Fluke ScopeMeter mehr und
mehr abgelöst wird. Diese Entwicklung hat sich seit geraumer Zeit sehr stark beschleunigt.
Damit sind wir beim zweiten Teil der Antwort, der Grund
liegt in den speziellen Vorteilen, die nur die Fluke ScopeMeter bieten:
• Einfache Handhabung
• sofortige und stabile Signaldarstellung durch Connect-andView
• Bisher nicht verfügbare Möglichkeiten: Replay und
Referenzfunktion
• Potenzialfreie und gegeneinander isolierte Eingänge
6
• Arbeiten an hohen Spannungen sogar bis 600 V / CAT IV,
1000 V / CAT III problemlos möglich
• echte Portabilität und lange Akkulaufzeit.
122
Zusammenfassung
Oszilloskope sind bei meisten elektrischen und elektronischen Messaufgaben unverzichtbare Werkzeuge. Wenn
dieses Messmittel ausfällt, muss schnellstens Ersatz beschafft
werden. Doch ob Ersatz- oder Neubeschaffung: bisher stellten Größe und Preis immer die Wirtschaftlichkeit einer
Oszilloskopbeschaffung in Frage. Auch dieses kaufmännische
Problem ist inzwischen gelöst.
Die Fluke ScopeMeter Serie 190-II ermöglichen eine schnelle
und präzise Signalanalyse, so dass auch unter schwierigen
Bedingungen komplexeste Aufgaben gelöst werden. Analoge
Bandbreite bis zu 200 MHz, eine Echtzeit-Abtastrate bis zu
2,5 GS/s pro Kanal sowie getrennte, potenzialfreie Eingänge
bis zu 600 V / CAT IV, 1000 V / CAT III sind wesentliche
Eckdaten dieser Oszilloskop-Familie. Dazu gehören auch
Connect-and-View®-Triggerung, Erfassung und Wiederholung der letzten 100 Schirmbilder und einen ScopeRecordModus, der für die Serie 190-II jetzt eine Speichertiefe von
30000 Punkten aufweist. Die Fluke ColorScopeMeter decken
von der einfachen Signalbetrachtung bis hin zur Signalintegration und komplexen Analyse alle Messmöglichkeiten
ab, die im modernen Anwenderalltag benötigt werden und
das zu einem äußerst attraktiven Preis.
6
123
Kalibrierung von
Prozessinstrumenten
Am Beispiel der Kalibrierung eines Temperaturtransmitters
soll die typische Vorgehensweise bei der Kalibrierung eines
Prozessinstruments aufgezeigt werden.
Temperaturkalibrierung
Temperatur spielt bei vielen industriellen und kommerziellen
Prozessen eine wichtige Rolle. Beispiele hierfür sind Überwachung von Kochtemperatur in der Lebensmittelverarbeitung, die Temperaturmessung von geschmolzenem Stahl
in einem Hüttenwerk oder die Temperaturregelung von
Trockenräumen eines Papierherstellers.
Analoge Temperaturtransmitter sind die am weitesten verbreiteten Prozessinstrumente. Sie erfassen die Temperatur
mit Hilfe eines Messfühlers und wandeln das Sensorsignal
am Eingang in ein Stromschleifensignal von 4 – 20 mA am
Ausgang um, das an eine Temperatur-Regeleinheit weitergeleitet wird. Bei dieser Regeleinheit kann es sich um ein
Ventil handeln, das sich öffnet oder schließt, um mehr oder
weniger Dampf in einen Heizkreislauf oder Brennstoff in
einen Brenner eintreten zu lassen.
Typische Anwendungen der Temperaturkalibrierung.
Für die folgenden Anwendungen sind Multifunktionskalibratoren Fluke 724, 725 oder dokumentierende Prozesskalibratoren der Serie Fluke 740 geeignet.
6
124
Kalibrierung eines analogen Transmitters
mit Thermoelement-Eingang
Zur Kalibrierung benötigen Sie
folgende drei Funktionen:
- Temperatur simulieren
- Versorgungsspannung für
den Transmitter liefern
- Den Schleifenstrom am Ausgang messen.
Die folgenden Beispiele zeigen, wie man einen Thermoelement-Transmitter Typ K
kalibriert, der für den Temperaturbereich von 0 – 150 °C
spezifiziert ist und die gemessene
Eingangstemperatur
linear in einen Ausgangsstrom
von 4 bis 20 mA wandelt.
Messaufbau:
1. Ausgang des Kalibrators mit dem Eingang des Thermoelement-Transmitters verbinden. Der Ausgang des Kalibrators
simuliert ein Temperatureingangssignal für den Transmitter. Achtung: Kalibratorausgang und Transmittereingang müssen mit Thermoelementleitung (in diesem Fall für
Typ K) verbunden werden, auf keinen Fall mit Kupferleitungen, die Thermospannungen erzeugen würden!
2. Stromschleifenausgang des Transmitters mit dem mAEingang des Kalibrators verbinden.
125
6
3. Bei einem Zweileiter-Transmitter mit Stromschleifenausgang kann der Kalibrator über diese Stromschleife die
Versorgungsspannung (typisch 24 V) liefern.
Einstellung des Kalibrators
Den Ausgang des Kalibrators auf Geberfunktion Thermoelement Typ K einstellen. Den Eingang auf Messfunktion mA.
Dann die Versorgungsspannung für die Stromschleife einschalten.
Aufnahme und Beurteilung der Messwerte
Am Kalibrator werden jetzt die Geberwerte eingestellt, in
diesem Beispiel drei Schritte: 0°C, 75°C, 150°C. Die auf den
Transmitter gegebenen Werte erzeugen am Ausgang des
Transmitters zugehörige mA-Werte, siehe folgende Wertetabelle:
Beispiel zur Berechnung des Messfehlers des Temperaturtransmitters:
Thermoelement Typ K
simulieren
Strom
Mess- Formel zur
(mA)
spanne Fehlerberechnung
messen
0 °C
4,02
150 °C
([4,02-4)/16 –
0/150] * 100
0,1250
75 °C
11,95
150 °C
([11,95-4)/16 –
75/150] * 100
-0,3125
150 °C
20,25
150 °C
([20,25-4)/16 –
150/150] * 100
1,5625
6
Fehler
in %
Jetzt wurde der Istzustand des Transmitters aufgenommen
und muss mit seiner zulässigen Ungenauigkeit verglichen
werden. Ist z.B. eine Ungenauigkeit von 2 % erlaubt, ist die126
ser Transmitter innerhalb der Toleranz und kann weiterhin
so verwendet werden. Er kann dann mit einem Aufkleber für
die bestandene Kalibrierung versehen werden. Wenn eine
Ungenauigkeit von 1 % erlaubt ist, wäre dieser Transmitter
bei 150 °C außerhalb der zulässigen Toleranz.
Achtung! Falls ein Transmitter bei der Aufnahme des Istzustandes außerhalb der Toleranz ist, muss der Verantwortliche
für die Prozesssteuerung informiert werden. Er muss untersuchen, ob der zu große Messfehler Fehler innerhalb der Steuerung und somit auch der Produktion hervorgerufen haben
könnte.
Wenn der Transmitter außerhalb der Toleranz ist, muss er
justiert werden. Danach müssen nochmals die gleichen Messungen wie oben beschrieben durchgeführt werden und die
entsprechende Messreihe aufgenommen werden. Man
spricht dann von Messreihen vor der Justierung und nach der
Justierung. Nach erfolgreicher Justierung (innerhalb der Toleranz) kann der Transmitter mit einem Aufkleber für die
bestandene Kalibrierung versehen werden.
Messen der Temperatur
Prozesstemperaturen lassen
sich mit Hilfe eines Temperaturkalibrators oder eines
Digitalthermometers überprüfen. In diesem Beispiel können sowohl der Regler als
auch sein Eingangsfühler bei
der Betriebstemperatur des
Prozesses überprüft werden.
127
6
Geben der Temperatur, Überprüfung und Dokumentation
der Anzeige
Die Funktion einer Temperaturanzeige kann überprüft
werden, indem man ein kalibriertes Signal an den Fühlereingang anlegt und die
Ergebnisse notiert. Mit Hilfe
von dokumentierenden Kalibratoren der Serie 740 kann
die Funktion der Anzeige
dokumentiert werden, indem
der Anzeigewert über das Tastenfeld eingegeben wird.
Außerdem errechnet der Kalibrator automatisch den Fehler.
743B DOCUMENTING PROCESS CALIBRATOR
MEAS
SOURCE
SETUP
TC
RTD
7
8
9
4
5
6
2
3
0
.
1
V
RTD
mA
V
Hz
V
mA
RANGE
CLEAR
(ZERO)
ENTER
V
mA
RTD
CAT
30V
MAX
SOURCE
MEAS
30V
MAX
30V
MAX
300V
MAX
TC
Überprüfen von Thermostat- oder Temperaturreglern
Die Funktion eines Thermostaten oder Temperaturreglers kann durch die Messung der Ausgangssignale
bei Zuführung eines Temperatursignals an den Eingang
ermittelt werden. In diesem
Beispiel variiert ein Fluke
Kalibrator der Serie 740 das
Eingangssignal und überwacht dabei gleichzeitig den Kontaktschluss am Ausgang.
Der Kalibrator kann dann den Kontaktschluss, die Kontaktöffnung und die Hysterese dokumentieren.
743B DOCUMENTING PROCESS CALIBRATOR
MEAS
SOURCE
7
4
1
V
RTD
mA
V
Hz
V
9
5
6
2
3
0
.
mA
SETUP
TC
RTD
8
CLEAR
RANGE
(ZERO)
ENTER
mA
V
RTD
CAT
30V
MAX
SOURCE
MEAS
30V
MAX
30V
MAX
6
128
300V
MAX
TC
Druckkalibrierung
In nahezu allen Betrieben trifft man auf Druckmessgeräte,
Drucktransmitter, Pegel- und Durchflussmessgeräte. Diese
müssen regelmäßig kalibriert werden, damit der Betrieb
effizient und sicher arbeiten kann.
Es gibt verschiedene Arten von Druckkalibratoren.
Zum Messen von Druck gibt es Modelle mit:
• internen Sensoren oder externen Druckmodulen.
Druck zur Kalibrierung der Prüflinge wird erzeugt
durch:
• im Kalibrator eingebaute Handpumpe
• externe Handpumpe
• Gasflasche oder elektrische Pumpe mit Druckregler.
6
129
Beispiele für Druckmessung und -kalibrierung:
Messen von Druck
Zum Messen von Druck wird ein Druckkalibrator oder ein
geeignetes Druckmodul für den zu testenden Druck angeschlossen. Der gemessene Druck kann in verschiedenen
technischen Einheiten angezeigt werden. Hier ist ein Fluke
725 Multifunktions-Kalibrator mit Druckmodul abgebildet.
Geben von Druck
6
Zum Kalibrieren eines Instruments mit Druckeingang wird
Druck von einer externen Quelle (zum Beispiel von einer
130
Handpumpe) zugeführt. Auf dem Kalibrator wird der Druck
angezeigt. Hier ist ein dokumentierender Prozesskalibrator
der Serie Fluke 740 abgebildet.
Kalibrierung eines Drucktransmitters
Die Kalibrierung eines analogen Drucktransmitters verläuft
ähnlich wie bei einem Temperaturtransmitter. Nur muss die
Eingangsgröße Druck mit Hilfe einer Pumpe erzeugt werden.
Im abgebildeten Beispiel wird ein Transmitter kalibriert, der
den Eingangsdruck von 0 bis 6 bar in einen Schleifenstrom
von 4 bis 20 mA wandelt. Der verwendete Druckkalibrator
Fluke 718 ist durch eingebauten Drucksensor und eingebaute
Pumpe besonders einfach bedienbar.
Messaufbau:
1. Den Eingang des Transmitters an den Druckanschluss des
Kalibrators anschließen. mA-Messleitungen anschließen.
2. Kalibrator einstellen: Druckeinheit (bar, kPa, psi). Versorgungsspannung für Stromschleife (24V) aktivieren.
3. Justierung des Nullpunkts: bei geöffnetem Ablassventil
(entspricht Druck von 0 bar) die Taste ZERO drücken.
131
6
4. mA-Wert am Transmitterausgang bei Druck 0 bar notieren
5. Ablassventil schließen.
6. Mit der Handpumpe etwa 3 psi auf den Transmitter geben.
Dann mit Feineinsteller den Druck so genau wie möglich
auf 3,000 bar einstellen. Zugehörigen mA-Wert notieren.
7. Druck auf 6,000 bar einstellen und mA-Wert notieren.
8. Die Fehler an den notierten Messpunkten mit der folgenden Formel berechnen:
Fehler = ([ (I - 4 mA)/16 mA] - [(p - 3 bar)/12 bar]) * 100 %
(I ist der gemessene Strom in mA und p der gemessene Druck
in bar. 16 mA ist die Messspanne am Ausgang des Transmitters, 6 bar die Messspanne am Eingang).
Die Dokumentierung und ggf. die Justierung werden wie bei
der Temperaturkalibrierung durchgeführt.
Differenzdruck-Messungen
6
Kalibratoren oder Druckmodule mit Differenzdruckfunktion
sind für eine Vielzahl von Anwendungen nützlich, z.B. zum
Messen des Flüssigkeitsstands in einem Tank oder zum
Kalibrieren eines Differenzdruck-Transmitters.
132
Beispiele für häufige verwendete Druckpumpen
(Druckpumpen 700PTP/700HTP)
Pneumatische Testpumpe Fluke 700 PTP
Tragbare Druckpumpe zur Erzeugung von Vakuum bis 0,8 bar oder Überdruck bis ca. 20 bar. Sie verfügt über zwei
Anschlüsse, einen für den Druckkalibrator, einen für den
Prüfling. Mit dem Feineinsteller kann der Druck sehr präzise
eingestellt werden.
Hydraulische Testpumpe Fluke 700 HTP
Bei hohem Druck muss als Medium Flüssigkeit verwendet
werden, da Luft kompressibel ist. Die Testpumpe Fluke 700
HTP dient zur Erzeugung von Druck bis 700 bar mit destilliertem Wasser oder Hydrauliköl auf Mineralbasis.
Sie verfügt über zwei Anschlüsse, einen für den Druckkalibrator, einen für den Prüfling. Mit dem Feineinsteller kann
der Druck sehr präzise eingestellt werden.
Verbindungsschläuche müssen wegen des hohen Drucks
stahlverstärkt sein.
133
6
7 - Anhang
Rechtliche Vorschriften
Für die Sicherheit elektrischer Anlagen sorgen zwingende
gesetzliche Vorschriften:
• Energiewirtschaftsgesetz
• Betriebssicherheitsverordnung
• Arbeitsschutzgesetz
• Arbeitsstättenverordnung
• Gesetz über technische Arbeitsmittel, Geräte- und
Produktsicherheitsgesetz
• Unfallverhütungsvorschriften der Berufsgenossenschaften
• Unfallverhütungsvorschriften der
Gemeindeunfallversicherungsverbände
In allen diesen Gesetzen und Verordnungen wird gefordert,
dass hinsichtlich Sicherheit elektrischer Anlagen und
Betriebsmittel die anerkannten Regeln der Technik, also DIN
VDE-Bestimmungen zu beachten sind.
7
134
Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV)
Durch die seit dem 03.10.2002 gültige Betriebssicherheitsverordnung erfolgte eine Neuregelung
der Bereitstellung, der Benutzung und des Betriebs von Arbeitsmitteln und überwachungsbedürftiger Anlagen. In dieser Bestimmung werden die in verschiedenen Rechtsverordnungen
verstreuten Anforderungen zusammengefasst. Die Betriebssicherheitsverordnung basiert auf den
Forderungen bzw. ist die Umsetzung von EU-Richtlinen (Europäisches Recht).
Übersicht der neuen gesetzlichen Bestimmungen
GERÄTESICHERHEITSGESETZ
ARBEITSSCHUTZGESETZ
INVERKEHRBRINGEN UND
INBETRIEBNAHME
BETREIBEN VON
ARBEITSMITTELN
GEFAHRENANALYSE
- MASCHINEN 9. GSGV
- EXPLOSIONSSCHUTZ 11. GSGV
GEFÄHRDUNGSBEURTEILUNG
- MASCHINEN 9. GSGV
- EXPLOSIONSSCHUTZ 11. GSGV
Eine wichtige Neuerung betrifft die Unfallverhütungsvorschrift BGV A3 (VBG 4)
Die bisherige BGV A2 "Elektrische Anlagen und Betriebsmittel" hat ab 1. 1. 2005 die neue Bezeichnung
BGV A3 erhalten und wird zusätzlich ergänzt durch verschiedene BGR- und BGI-Regeln. Die bisherige
Bezeichnung BGV A2 bleibt weiter bestehen, erhält jedoch einen anderen Inhalt bzw. wird in „Betriebsärzte
und Fachkräfte für Arbeitssicherheit“ umbenannt.
Die Festlegung weiterer Regeln ist noch in Bearbeitung, d.h. die aktuellen Neuerungen sind bei
den jeweiligen Berufsgenossenschaften zu finden.
Einige wichtige Konkretisierungen bzw. Änderungen der BetrSichV
gegenüber der BGV A3 sind u.a.:
§ 3 Gefährdungsbeurteilung Der Arbeitgeber hat durch Gefährdungsbeurteilung die notwendigen
Maßnahmen für die sichere Benutzung der Arbeitsmittel zu ermitteln. Für
Arbeitsmittel sind insbesondere Art, Umfang und Fristen erforderlicher
Prüfungen zu ermitteln.
§10 Prüfungen
Der Unternehmer hat dafür zu sorgen, dass alle elektrischen Anlagen und
Betriebsmittel auf ihren ordnungsgemäßen Zustand geprüft werden.
§11 Aufzeichnungen
Der Arbeitgeber hat die Ergebnisse der Prüfungen aufzuzeichnen und
aufzubewahren.
7
Welche Konsequenzen ergeben sich durch diese Neuerungen?
Die Prüfungen werden weiterhin nach den gültigen DIN-VDE-Bestimmungen durchgeführt!
In den DIN VDE-Bestimmungen der Reihe DIN VDE 0701 und DIN VDE 0702 sind der Prüfablauf
und die Grenzwerte der erforderlichen Prüfungen festgelegt.
135
Die Betriebssicherheitsverordnung
(BetrSichV)
ist als Gesetz der BGV A3 übergeordnet und regelt
die Zuständigkeit der Verantwortung, hier heißt es
u.a.:
§ 3 Gefährdungsbeurteilung
(1) Der Arbeitgeber (Unternehmer) hat (=muss) bei der
Gefährdungsbeurteilung nach § 5 des Arbeitsschutzgesetzes die notwendigen Maßnahmen für die sichere Bereitstellung und Benutzung der Arbeitsmittel zu ermitteln.
Dabei hat er insbesondere die Gefährdungen zu berücksichtigen, die mit der Benutzung des Arbeitsmittels selbst
verbunden sind und die am Arbeitsplatz durch Wechselwirkungen der Arbeitsmittel untereinander oder mit
Arbeitsstoffen oder der Arbeitsumgebung hervorgerufen
werden.
(3) Für Arbeitsmittel sind insbesondere Art, Umfang und
Fristen erforderlicher Prüfungen zu ermitteln. Ferner hat
der Arbeitgeber die notwendigen Voraussetzungen zu
ermitteln und festzulegen, welche die Personen erfüllen
müssen, die von ihm mit der Prüfung oder Erprobung von
Arbeitsmitteln zu beauftragen sind.
7
§ 4 Anforderungen an die Bereitstellung und Benutzung
der Arbeitsmittel
(1) Der Arbeitgeber hat die erforderlichen Maßnahmen zu
treffen, damit den Beschäftigten nur Arbeitsmittel bereitgestellt werden, bei deren bestimmungsgemäßer Benutzung Sicherheit und Gesundheitsschutz gewährleistet
sind.
136
(3) Der Arbeitgeber hat sicherzustellen, dass Arbeitsmittel
nur benutzt werden, wenn sie für die vorgesehene Verwendung geeignet sind.
§ 10 Prüfung der Arbeitsmittel
(2) Unterliegen Arbeitsmittel Schäden verursachenden Einflüssen, die zu gefährlichen Situationen führen können,
hat der Arbeitgeber die Arbeitsmittel entsprechend den
selbst ermittelten Fristen durch hierzu befähigte Personen
überprüfen und erforderlichenfalls erproben zu lassen.
(3) Der Arbeitgeber hat sicherzustellen, dass Arbeitsmittel
nach Instandsetzungsarbeiten, welche die Sicherheit der
Arbeitsmittel beeinträchtigen können, durch befähigte
Personen auf ihren sicheren Betrieb geprüft werden.
§ 11 Aufzeichnungen
Der Arbeitgeber hat die Ergebnisse der Prüfungen aufzuzeichnen. Die Aufzeichnungen sind über einen angemessenen Zeitraum aufzubewahren, mindestens bis zur nächsten
Prüfung.
Notwendige Schritte zur Umsetzung der BetrSichV im Betrieb:
1) Erfassung aller Arbeitsmittel
2) Ermittlung der von dem Arbeitsmittel ausgehenden
Gefährdung (Gefährdungsbeurteilung nach ArbSchG).
Betrachtung und Beurteilung der Wechselwirkungen zu
anderen Arbeitsmitteln, Arbeitsstoffen und der Arbeitsumgebung.
3) Maßnahmen festlegen, dass die Benutzung der Arbeitsmittel die ganze Lebensdauer gewährleistet ist.
4) Festlegung der notwendigen Prüfungen mit den dazugehörigen Prüffristen.
137
7
5) Bestimmung und Unterweisung geeigneter Personen,
welche die Prüfungen durchführen können.
6) Überprüfung der Wirksamkeit der Maßnahmen.
BGV A3 Unfallverhütungsvorschrift
elektrischer Anlagen und Betriebsmittel
[früher: BGV A2, VBG 4]
Die Unfallverhütungsvorschriften der Berufsgenossenschaften sind autonome Rechtsverordnungen. Sie werden nach
einem bestimmten Verfahren bei den Berufsgenossenschaften erarbeitet, beschlossen, danach vom Bundesministerium
für Arbeit und Soziales genehmigt und durch Bekanntgabe
im Bundesanzeiger rechtsverbindlich, sind also Rechtsvorschriften. Sie gelten nur für Unternehmen und Versicherte
der Mitgliedsbetriebe der Berufsgenossenschaften. Wie aber
einige Urteile, z. B. das bekannte Saarbrücker Urteil, aussagen, sind sie für alle gewerblich genutzten Anlagen und
Geräte gültig.
Die Anwendung und Durchführung der Unfallverhütungsvorschriften wird von den Berufsgenossenschaften überwacht,
bei Nichtbefolgung drohen Sanktionen oder Haftung.
Speziell für die Elektrotechnik gilt die Unfallverhütungsvorschrift BGV A3 Elektrische Anlagen und Betriebsmittel. Sie
übernimmt Festlegungen aus DIN VDE und wertet sie
dadurch rechtlich auf.
7
138
Tabelle 1A: Wiederholungsprüfungen ortsfester elektrischer Anlagen und Betriebsmittel
Richtwerte für
Prüffristen
Art der Prüfung
Prüfer
Elektrische Anlagen und
ortsfeste Betriebsmittel
4 Jahre
auf ordnungsgemäßen Zustand
Elektrofachkraft
Elektrische Anlagen und ortsfeste Betriebsmittel in “Räumen und Anlagen besonderer
Art“
(DIN VDE 0100, Gruppe 700)
1 Jahr
auf ordnungsgemäßen Zustand
Elektrofachkraft
Schutzmaßnahmen mit
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen in nichtstationären
Anlagen
1 Monat
auf Wirksamkeit
Elektrofachkraft
oder elektrotechnisch unterwiesene
Person bei Verwendung geeigneter
Mess- und Prüfgeräte
Fehlerstrom-, Differenzstromund FehlerspannungsSchutzschalter
– in stationären Anlagen
– in nichtstationären Anlagen
6 Monate
arbeitstäglich
auf einwandfreie
Funktion durch
Betätigen der
Prüfeinrichtung
Benutzer
Benutzer
Anlage/Betriebsmittel
Tabelle 1B: Richtwerte für Prüffristen ortsveränderlicher elektrischer Betriebsmittel
Anlage/Betriebsmittel
Prüffrist, Richt- und
Maximalwerte
– Ortsveränderliche
Richtwert 6 Monate,
elektrische Betriebsauf Baustellen
mittel (soweit benutzt) 3 Monate.
– Verlängerungs- und
Geräteanschlussleitungen mit Steckvorrichtungen
Wird bei den Prüfungen
eine Fehlerquote < 2 %
erreicht, kann die Prüffrist entsprechend verlängert werden.
– Anschlussleitungen
mit Steckern
Auf Baustellen, in Fertigungsstätten und Werkstätten oder unter ähnlichen Bedingungen
mindestens jährlich.
– bewegliche Leitungen mit Steckern und
Festanschluss
In Büros oder unter
ähnlichen Bedingungen
mindestens alle zwei
Jahre.
Art der Prüfung
Prüfer
auf ordnungsgemäßen Zustand
Elektrofachkraft,
bei Verwendung geeigneter Prüfgeräte
auch elektrotechnisch unterwiesene
Person
7
139
Tabelle 1C: Prüfungen für Schutz- und Hilfsmittel und persönliche Schutzausrüstungen
Prüfobjekt
Prüffrist
Art der Prüfung
Prüfer
Isolierende Schutzkleidung
(soweit benutzt)
vor jeder
Benutzung
auf augenfällige
Mängel
Benutzer
12 Monate,
6 Monate für
isolierende
Handschuhe
auf Einhaltung der
in den elektrotechnischen Regeln
vorgegebenen
Grenzwerte
Elektrofachkraft
Isolierte Werkzeuge, Kabelschneidgeräte; isolierende
Schutzvorrichtungen und Betätigungs- und Erdungsstangen
vor jeder
Benutzung
auf äußerlich erkennbare Schäden
und Mängel
Benutzer
Spannungsprüfer, Phasenvergleicher
vor jeder
Benutzung
auf einwandfreie
Funktion
Benutzer
Spannungsprüfer, Phasenvergleicher und Spannungsprüfsysteme (kapazitive Anzeigesysteme) für Nennspannungen über 1 kV
6 Jahre
auf Einhaltung der
in den elektrotechnischen Regeln
vorgegebenen
Grenzwerte
Elektrofachkraft
Quelle: Tabelle 1A bis 1C: BGV A3
Ortsfeste Betriebsmittel sind fest angebrachte Betriebsmittel
oder Betriebsmittel, die keine Tragevorrichtung haben und deren
Masse (für Haushaltsgeräte 18 kg) so groß ist, dass sie nicht
leicht bewegt werden können.
Ortsveränderliche Betriebsmittel sind Betriebsmittel, die während des Betriebs bewegt werden oder die leicht von einem
Platz zum anderen gebracht werden können, während sie an
den Versorgungsstromkreis angeschlossen sind.
7
Stationäre Anlagen sind solche, die mit ihrer Umgebung fest
verbunden sind, z.B. Installationen in Gebäuden, Baustellenwagen, Containern und auf Fahrzeugen. Nichtstationäre Anlagen
sind dadurch gekennzeichnet, dass sie entsprechend ihrem
bestimmungsgemäßen Gebrauch nach dem Einsatz wieder
abgebaut (zerlegt) und am neuen Einsatzort wieder aufgebaut
(zusammengeschaltet) werden. Hierzu gehören z.B. Anlagen auf
Bau- und Montagestellen (fliegende Bauten).
140
Übersicht der nationalen Bestimmungen
In den folgenden nationalen Bestimmungen und Vorschriften
sind entsprechende Prüfungen vorgeschrieben
in den deutschen Unfallverhütungsvorschriften
in den österreichischen Normen ÖVE/ÖNORM E 8001 / 8701-1
in den schweizerischen Niederspannungs-Installations-Verordnungen/Normen (NIV/NIN)
Bestimmungen
ORTSFESTE
BETRIEBSMITTEL
(ANLAGEN/INSTALLATIONEN)
ORTSVERÄNDERLICHE
BETRIEBSMITTEL
(GERÄTE)
DIN VDE 0100
Teil 610
DIN VDE 0105
Teil 1, 100
DIN VDE 0701
Teil 1
ÖVE E 8001-1
und
ÖVE E
8001-6-61
ÖVE E
8001-6-62
ÖVE E 8701-1
NIV/NIN
NIV/NIN
Errichten von
Betrieb von
Starkstroman- Starkstromanlagen mit Nenn- lagen mit ortsspannungen
festen elektribis 1000 V
schen Geräten
Prüfungen,
Allgemeine
Erstprüfungen
Festlegungen;
Wiederkehrende Prüfungen
DIN VDE 0702
MEDIZINISCHELEKTRISCHE
GERÄTE
MASCHINEN
DIN VDE 0751
Teil 1
DIN VDE 0113
EN 60204
EN 60204
EN 60204
Instandsetzung, WiederholungsÄnderung und
prüfungen an
Prüfung
elektrischen
elektrischer
Geräten
Geräte
Wiederholungsprüfungen und
Prüfungen vor
der
Inbetriebnahme
von medizinischelektrischen
Geräten
oder Systemen
Elektrische
Ausrüstung
von Maschinen
Sicherheit von
Maschinen
141
7
DIN VDE-Bestimmungen
DIN VDE 0100, Teil 600
Errichten von Niederspannungsanlagen; Prüfungen
DIN VDE 0105, Teil 1,
Teil 100
Betrieb von elektrischen Anlagen
DIN VDE 0701-0702
Prüfung nach Instandsetzung,
Änderung elektrischer Geräte
Wiederholungsprüfungen an
elektrischen Geräten
DIN VDE 0113 / EN 60204, Sicherheit von Maschinen
Teil 1
Elektrische Ausrüstung von
Maschinen
Allgemeine Anforderungen
7
142
Übersicht weiterer „zur Zeit“
gültiger DIN VDE-Bestimmungen
Einige der hier aufgeführten Normen sind im DIN VDE-Vorschriftenwerk als „Auswahl für das Elektroinstallateur-Handwerk“ abgedruckt. Die Auswahl wurde in Zusammenarbeit
mit dem Zentralverband der Deutschen Elektrohandwerke
(ZVEH) gestaltet. Sie enthält z.B.:
• Leitsätze für sicherheitsgerechtes Gestalten technischer
Erzeugnisse
• DIN VDE-Bestimmungen für Errichtung und Betrieb von
Starkstromanlagen bis 1000 V, für solche in medizinisch
genutzten Räumen, von baulichen Anlagen für Menschenansammlungen, Leuchtröhrenanlagen und in explosionsgefährdeten Bereichen
• Bestimmungen für die Strombelastbarkeit von Kabeln und
Leitungen
• Bestimmungen für elektrische Ausrüstung von Industriemaschinen
• Bestimmungen für die Instandsetzung, Änderung und
Prüfung elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und
ähnliche Zwecke
• Bestimmungen für die Errichtung und Betrieb von Fernmeldeanlagen
• Bestimmungen für Blitzschutz- und Antennenanlagen
Zusammen mit den einschlägigen DIN-Normen ist diese
Auswahl Bestandteil der bundeseinheitlichen Werkstattausrüstung von Elektro-installationsbetrieben nach den
Richtlinien des BundesInstallateurausschusses.
143
7
Bestimmung
Bezeichnung
VDE 0024
Satzung für das Prüf- und Zertifizierungswesen des
Verbandes Deutscher Elektrotechniker (VDE)
DIN VDE 0100 und
DIN VDE 0100 g
Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen
bis 1000 V, Änderungen zu DIN VDE 0100
DIN VDE 0100, Teil 410
Errichten von Niederspannungsanlagen
Teil 4-41 Schutzmaßnahmen –
Schutz gegen elektrischen Schlag
DIN VDE 0100, Teil 444
Elektrische Anlagen von Gebäuden Schutz gegen elektromagnetische Störungen
DIN VDE 0100, Teil 540
Errichten von Niederspannungsanlagen – Auswahl und
Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Erdungsanlagen,
Schutzleiter und Schutzpotenzialausgleichsleiter
DIN VDE 0100, Teil 600
Errichten von Niederspannungsanlagen – Prüfungen
DIN VDE 0100, Teil 710
Errichten von Niederspannungsanlagen Anforderungen für Betriebsstätten, Räume und Anlagen
besonderer Art - Teil 710: Medizinisch genutzte Bereiche
DIN VDE 0105, Teil 1,
Teil 100
Betrieb von elektrischen Anlagen
DIN VDE 0105, Teil 115
Besondere Festlegungen für landwirtschaftliche
Betriebsstätten
DIN VDE 0113, Teil 1/
DIN EN 60204, Teil 1
Sicherheit von Maschinen; Elektrische Ausrüstung von
Maschinen
DIN VDE 0128, Teil 1
Leuchtröhrengeräte und Leuchtröhrenanlagen mit einer
Leerlaufspannung über 1 kV, aber nicht über 10 kV Allgemeine Anforderungen
7
144
Bestimmung
Bezeichnung
DIN VDE 0165, Teil 1
Elektrische Betriebsmittel für gasexplosionsgefährdete
Bereiche – Elektrische Anlagen für gefährdete Bereiche
(ausgenommen Grubenbaue)
DIN VDE 0185
Blitzschutzanlagen
DIN VDE 0276,
Teil 1000
Starkstromkabel - Strombelastbarkeit, Allgemeines;
Umrechnungsfaktoren
DIN VDE 0470, Teil 1
Schutzarten durch Gehäuse (IP-Code)
DIN VDE 0701-0702
Prüfung nach Instandsetzung, Änderung elektrischer
Geräte – Wiederholungsprüfung elektrischer Geräte –
Allgemeine Anforderungen für die elektrische Sicherheit
DIN VDE 0800, Teil 1
Fernmeldetechnik - Allgemeine Begriffe, Anforderungen
und Prüfungen
DIN VDE 0800, Teil 2
Fernmeldetechnik - Erdung und Potenzialausgleich
DIN VDE 0800, Teil 10
Fernmeldetechnik - Übergangsfestlegungen für
Errichtung und Betrieb der Anlagen
DIN VDE 0800,
Teil 174-2
Informationstechnik - Installation von Kommunikationsverkabelung - Installationsplanung und -praktiken in
Gebäuden
DIN VDE 0855, Teil 1
Kabelnetze für Fernsehsignale, Tonsignale und
interaktive Dienste – Sicherheitsanforderungen
DIN EN 50160
Merkmale der Spannung in öffentlichen
Elektrizitätsversorgungsnetzen
DIN EN 50173-1, Teil 1
Informationstechnik Anwendungsneutrale Kommunikationskabelanlagen Teil 1: Allgemeine Anforderungen
7
145
Tabellen mit Werten zur Beurteilung von ÜberstromSchutzeinrichtungen, Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen
(RCDs), Erdungswiderständen, Leiterquerschnitten.
Die folgende Tabelle 2 gilt bei der Nennwechselspannung
gegen geerdeten Leiter U0 von 230 V und 50 Hz für Abschaltströme Ia bei Abschaltzeiten 5 s und 0,4 s sowie maximale
zulässige Schleifenimpedanzen Zs für die Nennströme In von
• Niederspannungssicherungen nach DIN EN 60269-1
(VDE 0636-10) der Betriebsklasse gG
• Leitungsschutzschalter nach DIN EN 60898-1
(VDE 0641-11) und DIN EN 60898-2 (VDE 0641-12)
• Leistungsschalter nach DIN EN 60947-2 (VDE 0660-101)
und DIN EN 60947-6-2 (VDE 0660-115)
7
146
Tabelle 2: TN-Systeme
(Auszug aus DIN VDE 0100-600 : 2008-06 Tabelle NA.1)
Sicherungseinsatz nach
DIN EN 60269-1
(VDE 0636 Teil 10)
der Betriebsklasse gG
LS-Schalter DIN VDE 0641-11- (VDE 0641 Teil 11) und
Leistungsschalterb) für die überschlägige Prüfung
ta ≤ 0,4 s; ta ≤ 0,5s
Die Kurzschlussauslösung erfolgt in der Regel in f ≤ 0,1 s
Ina)
A
2
4
6
10
16
20
25
32
35
40
50
63
80
100
125
160
Ia
Zs
Ia
Zs
(5 s) (5 s) (0,4 s) (0,4 s)
A
Ω
A
Ω
9,2 25,00 16
14,38
19 12,11
32
7,19
27
8,52 47
4,89
47
4,89 82
2,80
65
3,54 107
2,15
85
2,71 145
1,59
110
2,09 180
1,28
150
1,53 265
0,87
173
1,33 295
0,78
190
1,21 310
0,74
260
0,88 460
0,50
320
0,72 550
0,42
440
0,52
580
0,40
750
0,31
930
0,25
Ia = 5 In
Zs
(Charakt. B)
Ia = 10 In
Zs
(Charakt. C)
A
Ω
30
50
80
100
125
160
175
200
250
315
7,67
4,60
2,88
2,30
1,84
1,44
1,31
1,15
0,92
0,73
A
20
40
60
100
160
200
250
320
350
400
500
630
Ia = 12 In
Zs
(Charakt. K)
Ω
11,5
5,75
3,83
2,30
1,44
1,15
0,92
0,72
0,66
0,58
0,46
0,36
A
24
48
72
120
192
240
300
384
420
480
600
756
Ω
9,58
4,79
3,19
1,92
1,20
0,96
0,77
0,60
0,55
0,48
0,38
0,30
a) Nennstrom für Nennwechselspannung gegen geerdeten
Leiter U0 von 230 V und 50 Hz.
b) Für Leistungsschalter nach DIN EN 60947-2 (VDE 0660
Teil 101) sind die Werte für Ia als Vielfaches von In den
jeweiligen Normen oder Herstellerkenlinien zu entnehmen
und die Schleifenimpedanu Zs zu ermitteln, wobei für die
Ermittlung der Schleifenimpedanz die in der Norm enthaltene Fehlergrenze von +20 % zu berücksichtigen ist.
7
147
Beispiel: Ermittlung der Schleifenimpedanz bei Leistungsschaltern:
Erforderlicher Kurzschlussstrom für die unverzögerte Auslösung: 100 A
Erhöhung um die Grenzabweichung + 20 % (von 100 A), also
auf: 120 A
Daraus folgt: Zs =
U0
Ia
=
230 V
120 A
= 1,916 Ω
Für die überschlägige Prüfung dürfen mit hinreichender
Genauigkeit verwendet werden:
• Ia = 5 In für LS-Schalter nach Normen der Reihe DIN VDE
0641-11 mit Charakteristik B
• Ia =10 In für LS-Schalter nach Norm der Reihe DIN VDE
0641-11 mit Charakteristik C und Leistungsschalter nach
DIN EN 60947-2 (VDE 0660 Teil 101) bei entsprechender
Einstellung.
• Ia = 12 In für Leistungsschalter nach DIN EN 60947-2 (VDE
0660 Teil 101) bei entsprechender Einstellung und LSSchalter Charakteristik K bis 63 A.
7
148
Tabelle 3:
Bemessungsdifferenzstrom IΔN von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) nach DIN EN 61008 (VDE 0664 Teil
10) und DIN EN 61009 (VDE 0664 Teil 20) und maximal
zulässiger Erdungswiderstand RA gemessen an den Körpern von Betriebsmitteln.
(Auszug aus DIN VDE 0100 Teil 600; 2008-06 (Tabelle NA.3)
Erdungswiderstand
Maximal zulässiger
Erdungswiderstand,
gemessen an Körpern
von Betriebsmitteln
Bemessungsdifferenzstrom IΔN
10 mA
30 mA
100 mA
300 mA
500 mA
1A
RA bei
5000 Ω
1666 Ω
500 Ω
166 Ω
100 Ω
50 Ω
Diese Tabelle enthält theoretische Werte. Aufgrund der möglichen Schwankungen beim Erdungswiderstand sollten
deutlich niedrigere Widerstände gemessen werden als in
dieser Tabelle angegeben. Die Schwankungen zwischen trockenem und feuchtem Erdreich kann den fünfachen Wert
ausmachen.
Anmerkung:
Im TT-System werden grundsätzlich von den VNB’s RCD/FI
verlangt, da Schleifenwiderstände in der Praxis hier nicht
erreicht werden.
7
149
8 - Produktinformation
Empfehlungsliste für die Werkstattgrundausrüstung
Fluke Meisterpaket 1654B:
1) Installationstester Fluke 1654B für Prüfungen
nach DIN VDE 0100
2) Gerätetester Fluke 6500 mit Speicher für Prüfungen
nach DIN VDE 0701-0702
3) Software Fluke DMS/COMPL für Messergebnisse nach
DIN VDE 0100 und 0701-0702
4) Spannungsprüfer Fluke T140
5) Digitale Strommesszange Fluke 373
6) Multimeter Fluke 117
8
150
Fluke T100
Spannungsprüfer Fluke T100
• Spannungsprüfer zum Prüfen von Gleich- und
Wechselspannungen mit Polaritätsanzeige
• VDE geprüft und zugelassen nach den aktuellen
Normen EN 61243-3 und DIN VDE 0682, T. 401
• Optische und akustische Durchgangsanzeige
• Patentierter Drehfeldrichtungsanzeiger, keine
„dritte Hand“ erforderlich
• Einpolprüfung zur Phasenermittlung ohne
Gegenpotenzial
• Messstellenbeleuchtung
• IP 65 – strahlwassergeschützt und staubdicht
• Einfacher Batterietest zur Eigenfunktionsprüfung
• Einzigartige Messstellenbeleuchtung für Arbeiten
und schlechten Lichtverhältnissen
Fluke T120
• Spannungsprüfer zum Prüfen von Gleich- und
Wechselspannungen mit Polaritätsanzeige
• VDE geprüft und zugelassen nach den aktuellen
Normen EN 61243-3 und DIN VDE 0682, T. 401
• wie Fluke T100, jedoch mit LC-Display
Spannungsprüfer Fluke T120
Fluke T140
• Spannungsprüfer zum Prüfen von Gleich- und
Wechselspannungen mit Polaritätsanzeige
• VDE geprüft und zugelassen nach den aktuellen
Normen EN 61243-3 und DIN VDE 0682, T. 401
• wie Fluke T100, jedoch mit LC-Display
• LC-Display mit Hintergrundbeleuchtung
• Widerstandsmessbereich
• Zuschaltbare Last
Spannungsprüfer Fluke T140
8
151
Fluke 2AC VoltAlert
Spannungstester
Spannungstester Fluke 2AC
• Spannungserkennung von 200 bis 1000 Volt
Wechselspannung für eine Vielzahl von Anwendungen im gewerblichen, privaten und industriellen Bereich.
• NEU! Immer aktiv ohne dass erst eingeschaltet
werden muss. Die spezielle Schaltung mit niedriger Energieaufnahme verlängert die Batterielebensdauer und sorgt dafür, dass Ihr 2AC immer
einsatzbereit ist.
• NEU! Mit der „Battery Check“- Taste kann vor
dem Einsatz überprüft werden, ob sich die Batterien in einem guten Zustand befinden.
Fluke T5-600/T5-1000
Spannungs-, Durchgangs- und Stromtester Fluke T5-600 und T5-1000
Die Elektrotester T5 von Fluke ermöglichen Ihnen
die Prüfung von Spannung, Durchgang und Strom
mit einem einzigen kompaktenMessgerät. Sie
brauchen nur die Messfunktion für Spannung,
Widerstand oder Strom zu wählen - den Rest
erledigt der Tester.
Modell T5-600 eignet sich für Messungen bis
600 V AC/DC,
Modell T5-1000 für Messungen bis 1000 V.
Die Strommessfunktion mit feststehender Gabel auch als OpenJaw™ Technik bezeichnet - ermöglicht die Prüfung von Strömen bis 100 A, ohne
dass der Stromkreis unterbrochen wird.
Fluke 9062
8
Drehfeldanzeiger und Motordrehrichtungstester Fluke 9062
152
• Drei Geräte in Einem:
1. Drehfeldrichtungsanzeiger – Anzeige der
3 Phasen und der Drehfeldrichtung mit LED
2. Motordrehrichtungstester
3. Berührungslose Erkennung der Drehrichtung an
geschlossenen Motoren
• Schnelle Ermittlung der Phasenfolge im Drehstromnetz
• Magnetfelderkennung zur Feststellung, ob ACMagnetventile beaufschlagt sind
• Berührungslose Anzeige der Drehrichtung an
laufenden Motoren, ideal, wenn die Motorwelle
nicht sichtbar oder schwer zugänglich ist
(z.B. Heizungsumwälzpumpen)
Fluke 9062
Drehfeldanzeiger und Motordrehrichtungstester Fluke 9062
• Drei Geräte in Einem:
1. Drehfeldrichtungsanzeiger – Anzeige der
3 Phasen und der Drehfeldrichtung mit LED
2. Motordrehrichtungstester
3. Berührungslose Erkennung der Drehrichtung an
geschlossenen Motoren
• Schnelle Ermittlung der Phasenfolge im Drehstromnetz
• Magnetfelderkennung zur Feststellung, ob ACMagnetventile beaufschlagt sind
• Berührungslose Anzeige der Drehrichtung an
laufenden Motoren, ideal, wenn die Motorwelle
nicht sichtbar oder schwer zugänglich ist
(z.B. Heizungsumwälzpumpen)
Fluke 9040
• Anzeige der drei Phasen mit LCD
• Anzeige der Drehfeldrichtung mit LCD
• Schnelle Ermittlung der Phasenfolge im
Drehstromnetz
• Spannungs- und Frequenzbereich auch für
Industrienetze geeignet
• LC-Anzeige für guten Kontrast zum Ablesen bei
sehr hellen Lichtverhältnissen (z. B. im Freien)
Drehfeldrichtungsanzeiger Fluke 9040
Fluke 2042
Leitungssucher Fluke 2042
• Auffinden von Leitungen in der Wand, Leitungsunterbrechungen, Kurzschlüssen in Leitungen
• Leitungsverfolgung im Erdreich
• Auffinden von Sicherungen und Zuordnung zu
Stromkreisen
• Auffinden von versehentlich zugeputzten Steckund Verteilerdosen
• Auffinden von Unterbrechungen und Kurzschlüssen in ungeschirmten Fußbodenheizungen
• Verfolgen von metallischen Wasser- und
Heizungsrohren
• Leitungsverfolgung im Erdreich
• Sicheres Lokalisieren durch Anzeige eines
definierten Signals auf dem Empfänger
153
8
Fluke 233
Mit dem Fluke 233 Echteffektiv-Digitalmultimeter
mit abnehmbarem Anzeige-Modul sind Sie auch in
ungewöhnlichen Messsituationen äußerst flexibel.
Platzieren Sie das abnehmbare Display dort, wo
Sie es sehen können und das Messgerät an dem
gewünschten Ort. Somit hat das umständliche
Hantieren mit Leitungen und Gerät beim Versuch,
an schwer erreichbare Stellen zu gelangen, ein
Ende.
Digitalmultimeter Fluke 233
Fluke 175
• Echt-Effektivwert (AC) für Strom und
Spannungsmessung
• 6000 Digit Anzeigeumfang
• 0,15% Grundgenauigkeit (DC)
• LC-Display mit analoger Balkenanzeige
• Bereichsautomatik abschaltbar
• Display Hold und Auto-hold
• Frequenz- und Kapazitätsmessung
• Widerstand; Durchgangs- und Diodenprüfung
• Min-Max-Mittelwerterfassung
• Filtermodus zur „Glättung“ sehr instabiler Signale
• Batteriewechsel ohne Öffnung des Gehäuses
Fluke 177
wie FLUKE 175 jedoch mit 0,09% Grundgen. (DC),
Hintergrundbeleuchtung
Fluke 179
wie FLUKE 175 jedoch mit 0,09% Grundgen. (DC),
Hintergrundbeleuchtung, Temperaturmessung
Digitalmultimeter Fluke 175
Digitalmultimeter Fluke 177
Digitalmultimeter Fluke 179
8
154
Fluke 365
Fluke Serie 370 –
Neue innovative
Stromzangenserie
Mit unserer neuen Strommesszangen-Serie bieten wir innovative und nü tzliche
Funktionen, die auch die anspruchsvollsten Anforderungen am Arbeitsplatz
erfü llen.
Mü ssen Sie oft Arbeiten in vollgestopften Schaltschränken durchfü hren? Fluke
365 bietet eine kleine abnehmbare Zange, während Sie vier andere Modelle mit
der flexiblen Stromzange iFlex nutzen können, die Sie zwischen dicht gedrängten
Kabeln hindurchfü hren oder um große Leiter legen können. Im Schaltschrank anschließen und an anderer Stelle Messwerte ablesen. Die Strommesszange 381
enthält ein abnehmbares Anzeige-Modul, das unkompliziert Fernablesungen ermöglicht.
Alle sechs unserer neuen Strommesszangen verfü gen ü ber verbesserte Grundfunktionen wie beispielsweise eine große Anzeige mit Hintergrundbeleuchtung,
Echteffektivmessungen von Wechselspannungen und –strömen sowie ein langlebiges, robustes Gehäuse. Zusätzlich entsprechen fü nf unserer Modelle der Sicherheitsspezifikation CAT IV gemäß EN 61010-1. Kurz gesagt: Diese fü r Sie entwickelte, wahrhaft flexible Strommesszangen-Serie vereint Innovation und höchste
Sicherheit. Unser Ziel ist es, Ihnen die Arbeit zu erleichtern.
8
155
Fluke 1654B
Die Modelle 1654B, 1653B und 1652C bauen auf
der Serie 1650 auf, die einen hervorragenden Ruf
hinsichtlich Vielseitigkeit, Robustheit und
einfacher Bedienung genießt. Sie wurden weiterentwickelt, um den Wunsch der Benutzer nach
produktiveren Messgeräten besser erfüllen zu
können.
Folgende Funktionen sind neu bei diesen
Installationstestern:
• Schnelle Schleifenimpedanzmessung mit hohem
Prüfstrom
• Strom für die Prüfung von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) – variabel einstellbar für
benutzerdefinierte Einstellungen
• Schnelle Prüfung von RCDs mittels Gut/SchlechtIndikatoren
• Spannungsmessung wählbar zwischen L-N,
L-PE und N-PE
• „Zero-Adapter“ für die einfache Messleitungskompensation, als neues Zubehör erhältlich und
in Standardlieferung enthalten
• Prüfung von RCDs Typ B
• Schleifen- und Leitungsimpedanzmessung mit
höherer Auflösung (mΩ)
• Erweiterter Speicher
Fluke 6500 mit Speicher
Automatischer Gerätetester für Prüfungen nach
DIN VDE 0701-0702
• Integrierte alphanumerische Tastatur für schnelle
Dateneingabe
• Zusätzliche CompactFlash-Speicherkarte zur
Speichererweiterung und für Backup-Datenspeicherung - für den Datenaustausch ist es
ausreichend, wenn nur noch die Speicherkarte
zur Auswertung zurückgebracht wird.
• Voreingestellte automatische Prüfabläufe
auswählbar für effizientes Arbeiten
• Geeignet für elektrotechnisch unterwiesene
Personen, da Gut/Schlecht-Aussagefunktion
Gerätetester Fluke 6500
8
156
Fluke 43B
Einphasiger Netz- und Stromversorgungsanalysator Fluke 43B
Das perfekte Messgerät zum Aufspüren der
Ursache von Stromversorgungsproblemen in
einphasigen Systemen.
Fluke 43B eignet sich optimal für die Diagnose
und Fehlerbehebung bei Problemen mit der
Stromversorgungsqualität und allgemeinen
Geräteausfällen.
Er kombiniert die Fähigkeiten eines Netz- und
Stromversorgungsanalysators, eines 20-MHzOszilloskops, eines Multimeters und eines „papierlosen Schreibers“ in einem einzigen, bedienungsfreundlichen Instrument mit menügeführter
Funktionsauswahl.
Fluke 434/435
Dreiphasige Netz- und Stromversorgungsanalysatoren der Serie 430
Einfache und schnelle Messungen gemäß den
Anforderungen von EN 61000 und EN 50160.
Die dreiphasigen Netz- und Stromversorgungsanalysatoren Fluke 434 und 435 helfen Ihnen,
Probleme in Energieverteilungsnetzen schon im
Frühstadium zu erkennen, zu lokalisieren, zu
verhindern und zu beheben. Diese bedienungsfreundlichen Handmessgeräte bieten zahlreiche
innovative Funktionen, mit denen Sie eventuelle
Probleme schneller und sicherer in den Griff
bekommen können.
• Sie können praktisch jeden Parameter des
Energieversorgungssystems messen: Spannung,
Strom, Frequenz, Leistung, Leistungsaufnahme
(Energieverbrauch), Unsymmetrie und Flicker,
Oberschwingungen und Zwischenharmonische.
Sie erfassen Ereignisse wie Spannungseinbrüche
und -erhöhungen, Transienten, Unterbrechungen
und schnelle Spannungsänderungen.
• AutoTrend: Kein Zeitverlust durch die Vorgabe
der Aufzeichnungsparameter; alle Daten werden
immer automatisch aufgezeichnet. Sie können
die Trends mit Hilfe von Cursor-Messfunktionen
und Zoom-Funktion analysieren, wobei die
Aufzeichnung im Hintergrund fortgesetzt wird.
• Vier Kanäle: Gleichzeitige Messung von
Spannung und Strom auf allen drei Phasen und
dem Neutralleiter.
8
157
Fluke 411D, 416D und 421D
Laser-Entfernungsmesser
Fluke Serie 400
Sie möchten die Entfernung zwischen zwei
Messobjekten bestimmen? Sie müssen eine
Abstandsformel berechnen? Dazu müssen Sie kein
Bandmaß oder einen Maßstab lesen.
Der Laser-Entfernungsmesser von Fluke übernimmt diese Aufgabe für Sie.
Fluke stellt eine komplette Reihe von LaserEntfernungsmessern vor. Sie sind schnell, einfach
anzuwenden und passen an jeden Werkzeuggürtel.
Messungen bis zu 60 m mit dem 416D und 100 m
mit dem 421D mit einer Ungenauigkeit von
1,5 mm.
Fluke 51 II/52 II/53 IIB/54 IIB
Thermometer der Serie 50 II
Mobiler Einsatz mit Genauigkeit eines Laborgerätes. Die Thermometer Fluke 50 Serie II bieten eine
schnelle Ansprechzeit und die Genauigkeit eines
Laborgerätes (0,05% + 0,3 °C) in einem tragbaren
Instrument.
• Großes, hintergrundbeleuchtetes Doppel-Display
zur Anzeige jeder Kombination von T1, T2
(nur 52 und 54), T1-T2 (nur 52 und 54) plus
Funktionen MIN, MAX oder AVG (Mittelwert)
• Relativzeit für MIN, MAX und AVG liefert einen
Zeitbezug für bestimmte Ereignisse
• Elektronische Offset-Funktion zur Verbesserung
der Genauigkeit durch Kompensation von
Thermoelement-Fehlern
Fluke 566/568
Multifunktionsthermometer für berührungslose
Infrarot- und Kontaktmessungen
Vielseitige Messfunktionen, einfach einstellbar mit
dem 3-Tasten-Bildschirmmenü (in sechs Sprachen
wählbar) und auf dem Punktmatrix-Display schnell
und sicher ablesbar. Mit nur wenigen Tastenbetätigungen kann der Benutzer schnell in erweiterten
Funktionen navigieren und den Emissionsgrad
einstellen, die Datenprotokollierung starten oder
Alarme ein- und ausschalten.
8
Infrarot- und Kontaktthermometer
Fluke 566 oder 568
158
Fluke Wärmebildkameras –
Für Dienstleister und Instandhalter
Fluke TiS, Ti9, Ti10, Ti10, Ti25, Ti27, Ti29 und Ti32
Inwiefern reduziert die Thermografie Kosten
und Zeitaufwand?
Eine Sammlung von Thermografie-Fallstudien und Anwendungsberichten
finden Sie unter www.fluke.eu/ti.
• Im Inneren von Schaltschränken und in Unterverteilungen:
(Schaltanlagen, Bedienfelder, Steuerungen, Sicherungen, Transformatoren,
Steckdosen, Beleuchtung, Leiter, Freileitungen, Antriebssteuerungen)
• Motoren, Pumpen und mechanische Bauteile:
(Elektromotoren und Generatoren, Pumpen, Kompressoren, Verdampfer, Lager,
Kupplungen, Getriebe, Dichtungen, Riemen, Rollen, Trennschalter)
• Prozesse: (Tanks und Behälter, Rohrleitungen, Ventile und Abscheider,
Reaktoren, Isolierung)
• Heizung/Lü ftung/Klima:
(Klimaanlagen, Heizungen, Luftaufbereitung, Kü hlanlagen)
• Energieverteilung/Versorgungsunternehmen: (Transformatoren, Stromschienen,
Isolatoren, Fernleitungen, andere Freileitungen, Anschlü sse, Trennschalter,
Kondensatorgruppen)
8
159
Fluke Wärmebildkameras –
Für die Gebäudediagnose
Fluke TiS, TiRx, TiR, TiR1, TiR27, TiR29 und TiR32
Inwiefern reduziert die Thermografie Kosten
und Zeitaufwand?
Eine Sammlung von Thermografie-Fallstudien und Anwendungsberichten
finden Sie unter www.fluke.eu/ti.
• Verringerung des Energieverbrauchs:
– (Erfassung von Luftlecks aufgrund von unsachgemäß installierten oder
verschlissenen Dichtungen an Fenstern und Tü ren
– Überprü fung von mangelhafter, beschädigter oder unsachgemäß
installierter Isolierung
• Lokalisierung von eindringender Feuchtigkeit und möglichem Schimmel
• Verlängerung der Lebensdauer von Dächern durch Erkennung und Behebung
von Lecks
• Lokalisierung von beschädigten oder undichten Bauteilen der Klimatechnik
(Klimaanlagen, Heizungen, Luftaufbereitung, Kü hlanlagen)
8
160
Fluke 725
Multifunktions-Prozesskalibrator 725
Elektrische Größen, Temperatur und Druck.
Fluke 725 ist ein vielseitiger, bedienungsfreundlicher Feldkalibrator. Mit den Mess- und Geberfunktionen können Sie praktisch alle Parameter
messen und kalibrieren.
• Extrem kompakt und schlank - dadurch
besonders leicht zu transportieren
• Robustes, zuverlässiges Design widersteht auch
den rauen Umgebungsbedingungen vor Ort
• Von der übersichtlichen Anzeige für Messen/
Geben können Eingangs- und Ausgangswerte
gleichzeitig abgelesen werden
• Messen von Spannung, mA, Widerstandsthermometern (RTDs), Thermoelementen, Frequenz,
Widerstand und Druck
• Geben/Simulieren von Spannung, mA,
Thermoelementen, RTDs, Frequenz, Widerstand
und Druck
• Gleichzeitiges Geben und Messen zum
Kalibrieren von Transmittern
• Messen/Geben von Druck mit einem der 29
Druckmodule der Serie Fluke 700P
• Geben von mA mit gleichzeitiger Druckmessung
zur Durchführung von Ventil- und I/p-Tests
• Unterstützt Durchflussmesser-Prüfung mit
Frequenz- und CPM-Funktionen (Counts pro
Minute)
• Durchführen von schnellen Linearitätsprüfungen
mit autom. Stufen- und Rampenfunktionen
Fluke 741B/743B/744
Dokumentierende Prozesskalibratoren
der Serie 740B
Die dokumentierenden Prozesskalibratoren der
Serie 740B lösen fast alle Aufgaben der Kalibrierung und Fehlersuche im Bereich der Prozesssteuerung.
• Kalibrierung von Temperatur, Druck, Spannung,
Strom, Widerstand und Frequenz
• Gleichzeitiges Messen und Geben
• Automatische Erfassung von Kalibrierergebnissen
• Dokumentation von Prozeduren und Ergebnissen,
um den Anforderungen von ISO 9000, FDA, ISO
TS/16949, AQAP und anderen Richtlinien zu entsprechen
• Messen/Simulieren von elf Thermoelement- und
acht Widerstandsthermometertypen
161
8
Fluke ScopeMeter® Serie 190II
ScopeMeter® der Serie 190 II
Messen Sie jetzt in Bereichen, in denen
Oszilloskope bisher nicht einsetzbar waren.
Die neuen Fluke ScopeMeter® der Serie 190 II
vereinen ein bislang unerreichtes Maß an Leistung
mit Robustheit und Portabilität. Und es sind die
ersten tragbaren Zwei- und VierkanalOszilloskope mit der Sicherheitsspezifikation
CAT III 1000 V/CAT IV 600 V. Zur Auswahl stehen
Modelle mit 60, 100 oder 200 MHz Bandbreite,
alle mit Echtzeit-Abtastraten bis 2,5 GS/s und
einer Auflösung von 400 ps, damit auch schnelle
Rausch- und andere Störsignale aufgezeichnet
werden können. Alle Modelle verfügen über einen
tiefen Speicher mit bis zu 10.000 Abtastwerten
pro Kanal, sodass Sie auch sehr kleine Teile der
Signalform detailliert untersuchen können. Dank
der Schutzart IP 51 sind sie außerdem gegen
Staub, Tropfwasser, Feuchtigkeit und große
Temperaturschwankungen geschützt. HandheldTestwerkzeuge der Fluke ScopeMeter-Serie sind
akkubetrieben und somit die idealen Begleiter
für Serviceprofis im Feld.
Fluke 123/124/125
Drei Messgeräte in Einem.
Die kompakten ScopeMeter der Serie 120 sind
robuste Geräte für die Fehlersuche in industriellen
Anlagen und Systemen. Wahrhaft faszinierende
Geräte, die ein Oszilloskop, ein Multimeter und
einen „papierlosen“ Schreiber in einem einzigen,
preisgünstigen und bedienungsfreundlichen
Instrument vereinen.
Sie eignen sich für Messungen an Maschinen,
Instrumenten, Regelkreisen und Stromversorgungssystemen.
8
Industrie ScopeMeterTM Serie 120
162
9 – Begriffserklärung
Ω
SI-Einheitenzeichen für Widerstand (Ohm). Die Einheit Ohm ist benannt nach dem
Physiker Georg Simon Ohm (1789-1854).
Vielfache der Einheit: kΩ = Kiloohm = 103 Ω, MΩ = Megaohm = 106 Ω, GΩ = Gigaohm =
109 Ω, TΩ = Teraohm = 1012 Ω
Teile der Einheit: mΩ = Milliohm = 10-3 Ω, µΩ = Mikroohm = 10-6 Ω
A
SI-Einheitenzeichen für elektrische Wechsel- oder Gleichströme (Ampere).
Ampere ist benannt nach dem französischen Physiker André Ampère (1735-1836).
Vielfache der Einheit: kA = Kiloampere = 103 A, MA = Megaampere = 106 A
Teile der Einheit: mA = Milliampere = 10-3 A, µA = Mikroampere = 10-6 A,
nA = Nanoampere = 10-9 A
Ableitstrom
Der Ableitstrom, auch Leckstrom genannt, ist ein Strom, der über die Isolation eines Prüflings abfließt. Dieser kann entweder über das Gehäuse und den PE oder über zusätzliche
Erdanschlüsse (z.B. Antennenanschluss, Wasseranschluss) eines Prüflings abfließen.
Absolutdruck
Die Messung des Absolutdrucks bezieht sich auf den Drucknullpunkt (absolutes Vakuum).
Ableitstrom vom Anwendungsteil
Strom der von Netzteilen und berührbaren leitfähigen Teilen zu den Anwendungsteilen
fließt
Ableitstrom vom Anwendungsteil – Ersatzmessung
Ableitstrom welcher durch das Messverfahren Ersatzmessung ermittelt wurde, (frühere Bezeichnung Ersatz-Patientenableitstrom)
Ableitstrom vom Anwendungsteil –
Netzspannung am Anwendungsteil
Ableitstrom welcher durch das Anlegen einer Hilfsspannung zwischen Netzschutzleiter
(und Gehäuseteile) gegen Anwendungsteile ermittelt wurde, (frühere Bezeichnung Patientenableitstrom-Netzspannung am Anwendungsteil)
Anwendungsteil
Teil des ME-Gerätes das bestimmungsgemäß in Kontakt mit dem Patienten kommt
Berührungsspannung
Diejenige Spannung, die zwischen gleichzeitig berührbaren Teilen während eines Isolationsfehlers auftreten kann. Grenzwert nach DIN VDE 0100 Teil 410 ist max. 50 V.
163
9
Berührungsstrom
Eine Strommessung von leitfähigen Teilen eines Prüflings gegen Erde, Grenzwert nach
DIN VDE 0701-0702 ist 0,5 mA, die Messung kann entweder direkt, mit dem Differenzstromverfahren oder mit dem Ersatz-Ableitstromverfahren durchgeführt werden. Die
Berührungsstrommessung wird bei Geräten der Schutzklasse II mit berührbaren leitfähigen
Teilen oder auch bei Geräten der Schutzklasse I, welche berührbare leitfähige Teile besitzen, die nicht mit PE verbunden sind, durchgeführt.
Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV)
Durch die seit dem 03.10.2002 gültige Betriebssicherheitsverordnung erfolgte eine Neuregelung der Bereitstellung, der Benutzung und des Betriebs von Arbeitsmitteln und überwachungsbedürftiger Anlagen. In dieser Bestimmung werden die in verschiedenen Rechtsverordnungen verstreuten Anforderungen zusammengefasst. Die
Betriebssicherheitsverordnung basiert auf den Forderungen bzw. ist die Umsetzung von
EU-Richtlinien (Europäisches Recht).
Bezugserde
Unter Bezugserde versteht man die „neutrale Erde“. Bezugserde ist der Bereich, der außerhalb des Einflussbereiches eines Erders liegt. Liegen zwei beliebige Punkte im neutralen
Bereich, wird durch einen Erdungsstrom kein merklicher Spannungsfall verursacht.
BG
Berufsgenossenschaft
BGV
Berufsgenossenschaftliche Vorschriften (bisherige Bezeichnung: VBG)
BGV A3 [früher BGV A2 bzw. VBG 4]
Unfallverhütungsvorschriften für elektrische Anlagen und Betriebsmittel der Berufsgenossenschaft der Feinmechanik und Elektrotechnik
CEN
Europäisches Komitee für Normung
CENELEC
Europäisches Komitee für elektrotechnische Normung
cos ϕ
Auch Leistungsfaktor genannt, bezeichnet man als das Verhältnis zwischen Wirkleistung
und Scheinleistung
Crestfaktor
Auch „Scheitelfaktor“ genannt, gibt das Verhältnis zwischen Scheitelwert und Effektivwert
eines Stromes oder einer Spannung an. Wird der Crestfaktor eingehalten, so ist keine zusätzliche Beeinträchtigung der Messgenauigkeit zu erwarten.
Cu-Kabel
Kupferkabel
Differenzdruck
Messgeräte oder Kalibratoren für Differenzdruck verfügen über einen Eingang für niedrigeren Druck (Low) und höheren Druck (High). Gemessen wird die Differenz aus beiden
Drücken.
9
164
Differenzstrom
Dies ist nach DIN VDE 0701-0702 ein Messverfahren zur Bestimmung des Schutzleiteroder Berührungsstromes. Dieser wird durch eine Summen-Strommessung aller aktiver
Leiter (L1-L2-L3-N) eines Prüflings ermittelt. Hiermit kann der gesamte Ableitstrom eines
Prüflings erfasst werden. Diese Messung muss angewandt werden, wenn der Prüfling
zusätzliche Erdanschlüsse hat oder nicht isoliert aufgestellt werden kann.
DIN
Deutsches Institut für Normung e.V.
DKE
Deutsche elektrotechn. Kommission im DIN und VDE
Drucktransmitter (p/I - Umformer)
Wandeln einen Druck am Eingang in ein Stromschleifen-, Spannungs- oder Feldbussignal.
Dieses ist einer der am häufigsten in der Prozessindustrie eingesetzten Transmitter-Typen.
Echt-Effektivwertmessung
Wird auch als True RMS oder quadratischer Mittelwert bezeichnet. Darunter versteht man
den Wert eines Wechselstroms oder einer Wechselspannung, der die gleiche Leistung
(Wärme) am gleichen Widerstandswert erbringt, wie ein ebenso großer Gleichstrom oder
eine ebenso große Gleichspannung. Das Wort True RMS ist eigentlich ein Modewort.
Mathematisch richtig ist nur die Bezeichung r.m.s.-root mean square. Es gibt nur einen
mathematisch richtigen Effektivwert. Bei Messgeräten, z.B. digitalen Multimetern, hat sich
die Bezeichnung TRMS im Volksmund eingebürgert. Bei der Angabe TRMS muss in der
Regel der Crestfaktor in den technischen Daten mit angegeben werden.
EMV
Elektro-Magnetische Verträglichkeit
Erder
Unter Erder versteht man einen Leiter, der in die Erde oder Beton eingebettet ist und mit
ihr in leitender Verbindung oder großflächig mit Erde in Berührung steht.
Ersatz-Ableitstrom
Dies ist nach DIN VDE 0701-0702 ein alternatives Messverfahren zur Bestimmung des
Schutzleiter oder Berührungsstromes. Bei Geräten mit Heizelementen der Schutzklasse I ist
dies eine Ersatzmessung für die Isolationsmessung. Diese kann angewendet werden, falls
die geforderten Isolationswerte nicht erreicht werden.
Bei diesem Messverfahren wird ohne Netzspannung der Ableitstrom ermittelt, welcher
über den Schutzleiter oder ein berührbares Teil abfließt.
Ersatz-Geräteableitstrom
Geräteableitstrom welcher durch das Messverfahren Ersatzmessung ermittelt wurde, (neue
Bezeichnung laut DIN VDE 0751-1 Ausgabe 2008-08: Geräteableitstrom-Ersatzmessung)
Ersatz-Patientenableitstrom
Patientenableitstrom welcher durch das Messverfahren Ersatzmessung ermittelt wurde,
(neue Bezeichnung laut DIN VDE 0751-1 Ausgabe 2008-08: Ableitstrom vom Anwendungsteil-Ersatzmessung)
Ex-Schutz
Explosionsschutz
165
9
Fehlerspannungsschutzschalter
Auch FU-Schutzschalter genannt, soll das Bestehenbleiben zu hoher Berührungsspannungen verhindern. FU’s finden in Neuinstallationen zunehmend keinen Einsatz mehr. Es
werden FI-Schutzschalter verwendet bzw. eingebaut. Neue Bezeichnung für FI = RCD.
Fehlerstrom
Der Strom, der durch einen Isolationsfehler zum Fließen kommt.
FELV
Functional Extra Low Voltage (Funktionskleinspannung ohne sichere Trennung). Stromquelle nach DIN VDE 0100-410 mit einer Spannung, <50 V AC bzw. <120 V DC welche
nicht die Anforderungen für SELV und PELV bezüglich sicherer Trennung und Basisisolierung erfüllt.
Erdungen und Verbindungen der FELV-Stromkreise mit Schutzleitern sind zulässig. Gehäuse der Betriebsmittel müssen Basisschutz (gegen direktes Berühren) erfüllen und mit dem
Schutzleiter der Primärseite verbunden sein.
Formfaktor
Der Formfaktor gibt das Verhältnis zwischen Effektivwert und Gleichrichtwert eines Stromes oder einer Spannung an. Bei sinusförmigen oder zweiweggleichgerichteten Spannungen oder Strömen ist das Verhältnis 1,1107. Wenn man den Formfaktor kennt, kann man
aus einem gemessenen Gleichrichtwert, der oft von einem Drehspulmessgerät oder einem
Multimeter stammt, den Effektivwert errechnen.
Geräteableitstrom
Strom der von Netzteilen über den Schutzleiter sowie über berührbare leitfähige Teile des
Gehäuses und Anwendungsteilen zur Erde fließt.
Geräteableitstrom – Ersatzmessung
Geräteableitstrom, welcher durch das Messverfahren Ersatzmessung ermittelt wurde.
(frühere Bezeichnung Ersatz-Geräteableitstrom)
Hz
SI-Einheitenzeichen für Frequenz. Die Einheit ist benannt nach dem Physiker Heinrich
Hertz (1857-1894).
Vielfache der Einheit: kHz = Kilohertz = 103 Hz, MHz = Megahertz = 106 Hz,
GHz = Gigahertz 109 Hz
ISO
International Organization for Standardization
Isolationsmessung
Die Bestimmung des Isolationsvermögens von Leitern untereinander oder gegen Schutzleiter mit Hilfe einer Prüfspannung (Messgleichspannung). Dazu wird üblicherweise eine
Prüfspannung von 500 V DC benutzt. Die Grenzwerte sind unterschiedlich, siehe Praxistipps.
IT-System
Netzform, bei der keine direkte Verbindung zwischen aktiven Leitern und geerdeten Teilen
besteht. Die Körper der elektrischen Anlage müssen geerdet sein. Der Fehlerstrom beim
Auftreten nur eines Körper- oder Erdschlusses ist niedrig, eine Abschaltung ist nicht erforderlich. Es müssen jedoch Maßnahmen getroffen werden, um bei Auftreten eines weiteren
Fehlers Gefahren zu vermeiden.
9
166
LAN
Local Area Network. Eine Anordnung von Computern, die lokal (örtlich, z.B. in einem Haus)
miteinander verbunden (vernetzt) sind, mit dem Zweck des Datenaustausches. Im Gegensatz dazu steht das WAN = wide area network (Computerverbund über Grundstücksgrenzen hinaus).
LCD
Liquid Crystal Display (Flüssigkristallanzeige)
LD
Laser Diode
LED
Lumineszenz Emitting Diode (Leuchtdiode)
LWL
Lichtwellenleiter
ME-Gerät
(medizinisches elektrisches Gerät)
Elektrisches Gerät, dass einen Anwendungsteil hat oder Energie vom/zum Patienten
überträgt, und einen der der folgenden Zwecke erfüllt:
- Diagnose, Behandlung, Überwachung eines Patienten
- Kompensation oder Linderung einer Krankheit, Verletzung oder Behinderung
Messkategorie
siehe Seite 101
N
Neutral-Leiter (früher MP genannt)
OTDR
Optical Time Domain Reflectometer (optisches Laufzeitmessgerät)
Netzimpedanz
Ist die Summe der Impedanzen (Scheinwiderstände) in einer Stromschleife, bestehend aus
der Impedanz der Stromquelle, der Impedanz des Außenleiters von einem Pol der Stromquelle bis zur Messstelle und der Impedanz der Rückleitung (Neutralleiter) von der Messstelle bis zum anderen Pol der Stromquelle.
Patientenableitstrom
Strom der von den Patientenanschlüssen über den Patienten zur Erde fließt, oder durch eine ungewollte Fremdspannung am Patienten verursacht wird und über die Patientenanschlüsse eine Anwendungsteils Typ F zur Erde fließt
Patientenableitstrom – Netzspannung am Anwendungsteil
Patientenableitstrom welcher durch das Anlegen einer Hilfsspannung zwischen Netzschutzleiter (und Gehäuseteile) gegen Anwendungsteile ermittelt wurde, (neue Bezeichnung laut DIN VDE 0751-1 Ausgabe 2008-08: Ableitstrom vom Anwendungsteil-Netzspannung am Anwendungsteil)
Patientenumgebung
Bereich in welchem eine Verbindung bzw. Berührung zwischen einem ME-Gerät und dem
Patienten oder über andere Personen zum Patienten möglich ist
167
9
PE-Leiter
Protective Earth-Leiter (Schutzleiter)
PELV
Protective Extra Low Voltage (Funktionskleinspannung). Stromquelle nach DIN VDE 0100,
Teil 410. Z.B.: Stromkreise und Körper dürfen geerdet sein. PELV-Stecker dürfen nicht in
SELV-Steckdosen eingeführt werden.
Potenzialausgleich
(Potenzialausgleichsschiene) Verbindet zentral leitfähige Teile wie z.B. metallene Rohrsysteme, Hauptpotenzialausgleichsleiter, Hauptschutzleiter, Haupterdungsleiter, Fundamenterder, Blitzschutzerder, Erder von Antennen und Fernmeldeanlagen, Metallkonstruktionen,
Anlagen und Gerüste.
psi
Amerikanische Druckeinheit. psi=Pounds per Square Inch, 1 psi = 0,06895 bar = 6,895 kPa.
Folgende Bezeichnungen zeigen schon die Art des Drucks: psi oder psiG= psi Gage = Relativdruck, psiA= psi Absolutdruck (in Relation zum absoluten Vakuum), psiD= psi Differenzdruck.
Relativdruck
Druck bezogen auf den Umgebungsluftdruck (atmosphärischen Druck). Entspricht dem
Absolutdruck abzüglich dem atmosphärischen Druck.
Schleifenimpedanz
(Impedanz einer Fehlerschleife) Ist die Summe der Impedanzen (Scheinwiderstände) in einer Stromschleife, bestehend aus der Impedanz der Stromquelle, der Impedanz des Außenleiters von einem Pol der Stromquelle bis zur Messstelle und der Impedanz der Rückleitung
(z.B. Schutzleiter, Erder und Erde) von der Messstelle bis zum anderen Pol der Stromquelle.
Schutzarten
Bei elektronischen Mess- und Prüfgeräten und anderen Betriebsmitteln wird der Schutz
gegen Fremdkörper (Schmutz) und gegen Wasser durch zwei Ziffern hinter dem Kurzzeichen IPxx angegeben. Die erste Ziffer kann von 0 bis 6 reichen. Sie gibt den Schutz gegen
das Eindringen von Fremdkörpern an. 0 bedeutet keinen Schutz, 6 bedeutet Schutz gegen
Staubeintritt. Die zweite Ziffer kann von 0 bis 8 reichen. Sie gibt den Schutz gegen das
Eindringen von Wasser an. 0 bedeutet keinen Schutz, 8 bedeutet Schutz gegen Wassereintritt beim Untertauchen.
Schutzklassen
Schutzklasse I: Geräte mit Schutzleiter, Schutz mittels Schutzleiter
Schutzklasse II: Geräte ohne Schutzleiter, Schutz mittels Schutzisolierung
Schutzklasse III: Schutz mittels Schutzkleinspannung
Schutzleiterstrom
Dies ist ein Teil des Ableitstroms eines Prüflings der im Schutzleiter (PE) zurückfließt.
Grenzwert nach DIN VDE 0701-0702 ist 3,5 mA. Ermittelt wird der Schutzleiterstrom entweder durch eine direkte Strommessung im Schutzleiter eines Prüflings, dem Ersatz-Ableitstromverfahren odermit dem Differenzstromverfahren. Die direkte Messung kann ange-
9
168
wandt werden, wenn der Prüfling keine zusätzliche Erdanschlüsse hat oder isoliert aufgestellt werden kann.
SELV
Safety Extra Low Voltage (Schutzkleinspannung). Stromquelle nach DIN VDE 0100, Teil 410.
Z.B. Stromkreise und Körper dürfen nicht geerdet sein. SELV-Steckdosen dürfen keine
Schutzkontakte haben. SELV-Stecker dürfen nicht in PELV-Steckdosen eingeführt werden.
Statischer Druck
Der Druck im ruhenden Medium an einem beliebigen Punkt innerhalb des Systems.
Strom-Druck-Umformer (I/p-Transmitter)
Umformer, der einen Strom in einen Druck umformt. In Prozessanlagen sehr häufig eingesetzter Umformer. Eine typische Prozessanlage enthält oft einige hundert I/p-Transmitter.
Spezifischer Erdwiderstand
Ist der spezifische Widerstand der Erde. Er wird in Ωm angegeben. Er stellt den Widerstand eines Erdwürfels von 1 m Kantenlänge zwischen zwei gegenüberliegenden Würfelflächen dar.
TÜV
Technischer Überwachungs-Verein
UVV
Unfall-Verhütungs-Vorschriften
V
SI-Einheitenzeichen für elektrische Wechsel- oder Gleichspannungen (Volt).
Volt ist benannt nach dem italienischen Physiker Alessandro Volta (1745-1827).
Vielfache der Einheit: kV = Kilovolt = 103 V, MV = Megavolt = 106 V.
Teile der Einheit: mV = Millivolt = 10-3 V, µV = Mikrovolt = 10-6 V, nV = Nanovolt = 10-9 V
VBG
Vorschriftenwerk der Berufsgenossenschaften. Neue Bezeichnung: BGV (Berufsgenossenschaftliche Vorschriften)
VDE
Verband Deutscher Elektrotechniker
VDI
Verein Deutscher Ingenieure
VNB
Verteilungsnetzbetreiber (alte Bezeichnung EVU)
W
SI-Einheitenzeichen für Leistung. Die Einheit Watt ist benannt nach dem Erfinder James
Watt (1763-1819). Vielfache der Einheit: kW = Kilowatt = 103 W, MW = Megawatt = 106 W.
Teile der Einheit: mW = Milliwatt = 10-3 W, µW = Mikrowatt = 10-6 W.
ZVEH
Zentralverband der Dt. Elektrohandwerke e.V.
ZVEI
Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronik-Industrie
169
9
Messkategorien
Für Messkategorie wurde in der früheren Ausgabe der DIN VDE 0411-1:1994 der Begriff
Überspannungskategorie verwendet.
(ehemals CAT I)
Nicht zum direkten Anschluss an Netzspannung (Batteriestromkreise, Sekundärstromkreise,
Stromkreise mit getrennter Stromversorgung).
Messkategorie II
Die Messkategorie II ist gültig für elektrische Betriebsmittel, in denen keine Blitzspannungen berücksichtigt werden müssen, aber durch Schaltvorgänge Überspannungen
entstehen könnten. Betriebsmittel dieser Kategorie sind z.B. elektrische Betriebsmittel
zwischen Gerät und Steckdose, innerhalb elektrischer Geräte ohne Eingangstrafo
(z.B. Haushaltsgeräte).
Messkategorie III
Die Messkategorie III beinhaltet zusätzlich zur Kategorie II elektrische Betriebsmittel, an die
besondere Anforderungen bezüglich Sicherheit und Verfügbarkeit gestellt werden.
Beispiele: Hausinstallationen, Schutzeinrichtungen, Steckdosen, Schalter... .
Messkategorie IV
Elektrische Betriebsmittel, bei denen auch Blitzeinwirkungen berücksichtigt werden
müssen, zählen zur Kategorie IV. Dazu gehören z.B. Anschluss an Freileitungen, Erdkabel
zu Wasserpumpen... .
Messkreiskategorien
III
II
IV
Zuführung der Versorgungskabel
Zähler
Nebengebäude
Zähler
SC Freib
urg
Zuführung der
Versorgungskabel
1.FC Köln
Erdkabel
DJK Heuweiler
Zuführung der
Versorgungskabel
Nebengebäude
Transformator
Zähler
Erdkabel
(CAT I)
Nicht zum
direkten Anschluss
an Netzspannung
9
170
CAT II
elektrische
Betriebsmittel
zwischen Gerät
und Steckdose
innerhalb elektrischer
Geräte
ohne Eingangstrafo
(Haushaltsgeräte)
CAT III
CAT IV
Hausinstallationen
Schutzeinrichtungen,
Steckdosen,
Schalter....
Anschluss an Freileitungen,
Erdkabel zu Wasserpumpen,...
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171
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Das neue Fluke 233 verändert die Welt der Digitalmultimeter:
Mit seinem abnehmbaren Anzeige-Modul sind Sie in allen Messsituationen
äußerst flexibel – auch in schwer zugänglichen oder gar gefährlichen
Bereichen.
Ihre Vorteile
• Durch den automatischen Update-Service bleiben Sie
immer auf dem Laufenden (z.B. DIN VDE Bestimmungen)
• In der App sind komplette Fachberichte und Videos
integriert
Für Apple
und Android.
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Gedruckt in der Bundesrepublik Deutschland.
Änderungen vorbehalten. Dieses Werk ist gratis.
Pub_ID: 10929_ger · Rev. 05
PFDPM0000007-04 · 07/11 · 5. Auflage
*) kostenpflichtig, 99 ct/min aus dem deutschen Festnetz
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MESSFIBEL
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