Messung der Schleifenimpedanz

Aus- und Weiterbildung
Fokus Elektrosicherheit
Messung der
Schleifenimpedanz
Durch einen Defekt kann eine fehlerhafte Verbindung entstehen zwischen
einem aktiven Leiter und einem geerdeten Gehäuse (Körper). Der daraus
resultierende Fehlerstrom gefährdet Personen, Tiere und Sachen oder löst
einen Brand aus. Im Normalfall schaltet eine Schutzeinrichtung den fehlerhaften Stromkreis zuverlässig ab. Die Wirksamkeit dieser Schutzmassnahme wird mittels Messung der Schleifenimpedanz und des Kurzschlussstromes nachgewiesen. Diese Messung gehört zu den elementaren Bestandteilen einer Elektrokontrolle.
Michael Knabe*
Grundlagen der Messung
Bei einem satten Erd- oder Kurzschluss
wird der fliessende Strom nur durch
die Schleifenimpedanz beeinflusst. Der
Kurzschlussstrom errechnet sich aus
der anliegenden Spannung und der
Schleifenimpedanz (Bilder 1 + 2).
Für die Messung des Kurzschlussstromes werden Installationstester eingesetzt. Die vorhandene Netzspannung
wird dabei unbelastet gemessen. Drückt
man die Start-Taste, so wird im Messgerät eine Last ans Netz angeschlossen,
welche einen Spannungsfall zur Folge
hat. Aus dieser Spannungsdifferenz, der
Netzspannung und dem Messstrom
1
60 | Elektrotechnik 3/13
kann der Kurzschlussstrom errechnet
werden (Bild 3).
Betriebsmessunsicherheit
Gemäss EN 61557-3 (4.1) ist eine maximale Betriebsmessunsicherheit von
± 30 % zulässig. Neben den äusseren
betrieblichen Bedingungen (Feuchtigkeit, Temperatur usw.) wird die Messung aber noch durch weitere Faktoren
beeinflusst:
Einflussfaktoren
Leitererwärmung im Fehlerfall: Die Messungen werden meist in unbelastetem
Zustand der Anlage durchgeführt, d. h.
wenn die Leiter «kalt» sind. Im Be-trieb
und bei einem Kurzschluss erwärmen
2
sich jedoch die Leiter, was eine Erhöhung des Widerstandes zur Folge hat.
Spannungsschwankungen: Eine schwankende Netzspannung kann eine korrekte Messung stark beeinträchtigen. Hier
schafft die Mehrfachmessung Abhilfe,
die zu einem genaueren Durchschnittswert führt.
Leistungsfaktor cos : Die Messtoleranzen der Installationstester werden
bis zu einem definierten cos eingehalten.
Netzbelastung: Stark belastete Netze
können bei kleinen Laständerungen, die
das Messgerät erzeugt, anders reagieren
als unbelastete Netze.
Übergangswiderstand Fehlerstelle: Der
tatsächliche Widerstand an einer Fehlerstelle wird bei der Messung nicht berücksichtigt.
Praxistipps
Messleitungen abgleichen: Die Werte
der Messleitungen müssen vom gemessenen Resultat abgezogen werden. Dieses Abgleichen kann vor allem wichtig
sein beim Messen von kleinen Impedanzen.
Messgerätefehler vermeiden: Der Einsatz von Geräten mit hoher Auflösung
und hoher Genauigkeit ist für den Profi
elementar.
Fachkurs
3
Prinzipielle und stark vereinfachte Funktion der
Kurzschlussstrommessung.
gen elektrischer Anlagen im Allgemeinen: Das Messen und Protokollieren
der entsprechenden Werte machen eine
elektrische Anlage oder Installation
noch nicht sicher. Unabdingbar ist eine
korrekte Interpretation der Resultate,
die sehr schwierig sein kann. Nur sie
stellt sicher, dass die Versorgung im
Fehlerfall innert nützlicher Frist automatisch abgeschaltet wird. Hier ist der
versierte Fachmann mit entsprechenden Anlagen- und Fachkenntnissen gefordert, um die Sicherheit der Installation korrekt einzuschätzen. Bei einem
Hausanschlusskasten (HAK) im Wohnungsbau sind Kurzschlussströme von
ca. 1 kA keine Seltenheit. Industrieanlagen weisen hingegen oft mehr als 10 kA
Kurzschlussstrom auf.
Auch bei der Messung der Schleifenimpedanz gilt: Der Schutz der anwesen-
Einstellung des Messge4
rätes: Der Kurzschlussstrom sollte aufgrund
der aktuellen Netzspannung am Messort
errechnet werden. Einige Messgeräte lassen
andere Einstellungen
zu.
Messzubehör: Niederohmiges Messzubehör
kann zu genaueren Resultaten führen. Spitzen
sind in der Regel niederohmiger als Klemmen.
Mehrfachmessung anwenden: Mehrfachmessungen
minimieren
Fehler aufgrund von
Beispiel eines Impedanztesters für kleine Impedanzen.
kurz-zeitigen
Spannungsschwankungen.
Referenz
L-N-Messung: Die Messung des IKL-N ergibt ei- den Personen muss stets oberstes Gebot
nen Referenzwert, der annähernd sein. Da die Messung unter Spannung
gleich hoch sein sollte wie das Resultat ausgeführt wird und oft auch die Abdeeiner IKL-PE-Messung.
ckungen entfernt werden müssen, ist
Alle Aussenleiter messen: Bei Dreh- die Anwendung einer persönlichen
stromleitungen alle Aussenleiter mes- Schutzausrüstung (PSA) zwingend not■
sen. Die Ergebnisse müssen annähernd wendig.
gleich sein.
Spezielle Messgeräte: Für kleine Impedanzen, sprich grosse Kurzschlussströme, spezielle Messgeräte verwenden,
welche einen grösseren Laststrom geMichael Knabe
ist eidg. dipl. Elektroinstallateur und
nerieren können (Bild 4).
Fazit
Die Messung der Schleifenimpedanz,
deren Resultate durch verschiedenste
Einflussfaktoren verfälscht werden können, zeigt die Problematik von Messun-
bei Electrosuisse als Inspektor im Inspektionsteam Nordost tätig. Durch die
tägliche Arbeit als Inspektor ist er profunder Kenner und Anwender der
Messtechnik in der Praxis. Durch diverse Fachreferate und Beiträge gilt er
als Spezialist in diesem Themenkreis.
Erstprüfung
gemäss NIN
Die Teilnehmer lernen im Kurs, wie eine baubegleitende Erstprüfung / Schlusskontrolle
durchgeführt werden muss, welche die NIV
für eine neu erstellte elektrische Installation
vor deren Inbetriebnahme vorschreibt.
Geübt wird der Ablauf einer Erstprüfung an
Installationsmodellen. Tipps und Tricks für
die praktische Erstprüfung werden behandelt. Mit dem Ziel einer möglichst effizienten Messtätigkeit nach Ziffer 6 der NIN
werden die Kursbesucher im fachgerechten
Gebrauch der Mess- und Prüfinstrumente
geschult.
Eine kurze Auffrischung der Theorie rundet
die Schulung ab.
Nächste Kurse:
25.04.2013 in Olten
27.05.2013 in Fehraltorf
Jetzt anmelden unter
[email protected] oder
www.electrosuisse.ch
Electrosuisse
Weiterbildung
Luppmenstrasse 1
CH-8320 Fehraltorf
Tel. 044 956 12 96
Fax 044 956 12 49
[email protected]