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Elektrotechnik
Prüfung elektrischer Geräte nach DIN VDE 0701-0702 - Teil 2: Besichtigen des Prüflings, durchzuführende Messungen
ep6/2008, 4 Seiten
Besichtigen des zu prüfenden Geräts Einige zu besichtigende Bauteile, die Schwerpunkte dieses Prüfgangs sind, wurden in der Norm aufgeführt. Eigentlich eine unnötige Mühe, da jede Elektrofachkraft weiß, worauf es ankommt. Jedes Teil eines Geräts hat letztlich eine Schutzfunktion und muss sich in einem einwandfreien Zustand befinden. Deshalb sollte jedes Teil oder Teilchen mit der gleichen Sorgfalt kritisch und ganz bewusst besichtigt werden. Besonders zu beachten sind folgende Punkte: · Nach wie vor gilt, dass - nur äußerlich erkennbare Mängel und, - soweit wie möglich, die Eignung für den Einsatzort festzustellen sind. · Bei einer Wiederholungsprüfung ist der Prüfling nur dann zu öffnen, wenn der Verdacht auf einen Sicherheitsmangel nur auf diese Weise geklärt werden kann. Erfahrungsgemäß ist es aber besser, derartige „Zweifelsfälle“ grundsätzlich der Instandsetzung zuzuführen. Das „Öffnen“ eines Prüflings ist zumeist mit unvorhersehbaren Risiken verbunden und grundsätzlich als der erste Schritt einer Instandsetzung anzusehen. · Bei vollisolierten Geräten ohne berührbare leitfähige Teile - dies sind vor allem und in großer Zahl die Geräte der Sanitär- und der Kommunikationstechnik - entfallen alle in der Norm vorgegebenen Messungen. Dies zeigt, dass wirklich das Besichtigen der wichtigste Prüfschritt ist. Ein wesentlicher Unterschied zu dem in [4], Bild 2, dargelegten Prüfablauf ergibt sich jedoch bei ortsfest angeschlossenen Geräten, der in einem gesonderten Abschnitt erläutert wird. Prüfen des Schutzleiters, Messen seines Widerstands Zu Beginn des Prüfgangs ist darüber zu entscheiden, welche Messpunkte gewählt werden (Bild ). Nächster Schritt ist - soweit wie möglich - das Besichtigen des Messobjekts „Schutzleiter“. Dies wird in der Norm zwar nicht ausdrücklich verlangt, aber als selbstverständlich vorausgesetzt. Es betrifft vor allem den Zustand der Schutzleiterkontakte, z.B. des Steckers und etwa vorhandener Steckdosen, sowie die hin und wieder anzutreffenden Verbindungen zwischen den leitfähigen Teilen des Gerätekörpers (Bild ). Die Norm DIN VDE 0404 [5], nach der die Prüfgeräte hergestellt werden, bietet den Prüfgeräteherstellern hinsichtlich des Messstroms (Vorgabe: ISL 0,2 A, AC oder DC mit beliebiger Stromrichtung) eine erhebliche Freizügigkeit. Da das Messergebnis von der Art und dem Wert des Prüfstroms beeinflusst wird [6][7], muss der Prüfer wissen, welcher Messstrom bei seinem Prüfgerät zur Anwendung kommt und welchen Einfluss dieser auf den Messwert hat. Die in der Norm nunmehr sehr übersichtlich angegeben Grenzwerte für den Schutzleiterwiderstand (0,3 und bei längeren Anschlussleitungen bis 1 ) sind somit nur ein erster Anhaltspunkt der Bewertung. Erbringen die Messungen etwa den zu erwartenden Wert (Daten der Leitung, Übergangswiderstand), so kann schnell mit „in Ordnung“ über den Prüfling entschieden werden. Wird der zu erwartende Wert oder gar der Grenzwert überschritten, so muss überlegt und geklärt werden, welche Gründe es dafür gibt und ob sie akzeptiert werden können. Möglich ist z. B., dass sich im Schutzleiter des Prüflings ein EMV-Entstörelement befindet, dessen Widerstandswert (Impedanz) vom Messstrom abhängig ist und sich zum Schutzleiterwiderstand (Länge, Querschnitt) addiert [6]. Grundsätzlich ist zu beachten: Der Messwert des Schutzleiterwiderstands ergibt sich aus: · den Daten der Ader (Schutzleiterbahn), · dem gegebenenfalls im Schutzleiter eingesetzten Entstör-Element und · den Übergangswiderständen der Schutzleiterkontakte. Die Messung ist an allen Teilen durchzuführen, die bei der Wiederholungsprüfung oder der Instandsetzung zugänglich sind. Etwa vorhandene Verbindungsstellen zwischen zwei an den Schutzleiter anzuschließenden Gehäuseteilen müssen bei der Messung mit erfasst werden (Bild M1, M4). An leitfähigen Teilen, die auf anderen leitfähigen an den Schutzleiter angeschlossenen Teilen (Bild M7) angebracht sind, ist das Messen nicht erforderlich. An den auf Isolierteilen angeordneten leitfähigen Teilen (Bild M6) kann die Messung erfolgen. Das Messergebnis (Skalenendwert) bestätigt dann, dass keine Verbindung zum Schutzleiter existiert und eine Isolationswiderstandsmessung erforderlich ist. Normenangaben und Hinweise zur Messung des Schutzleiterwiderstands · Höhere Messströme ( 5 A) können geringere und exaktere Messwerte erbringen als solche mit 0,2 A [6]. Diese Werte sind dann als Messergebnis des Prüfgangs anzugeben, wenn mehrere Messungen am gleichen Objekt mit unterschiedlichen Messströmen vorgenommen wurden. Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 6 536 FÜR DIE PRAXIS Messen und Prüfen Prüfung elektrischer Geräte nach DIN VDE 0701-0702 Teil 2: Besichtigen des Prüflings, durchzuführende Messungen K. Bödeker, Berlin; R. Kindermann, Nürnberg Die beiden Normen zur Geräteprüfung [1][2] werden nunmehr vereinigt. Es gibt dann nur noch ein Dokument [3], in dem der Praktiker alle Vorgaben zur Prüfung elektrischer Geräte findet. Im ersten Teil dieser Beitragsfolge [4] wurden die einleitenden Passagen der neuen Norm erläutert. Die folgenden Ausführungen behandeln das Besichtigen des Prüflings und die durchzuführenden Messungen. Erfreulicher Weise hat sich am Prinzip der bisher vorgegebenen Messverfahren und somit auch an den anzuwendenden Prüfgeräten [1][2][3] nichts geändert. Autoren Dipl.-Ing. Klaus Bödeker ist freier Fachjournalist, Berlin; Robert Kindermann ist Mitarbeiter der Firma Gossen-Metrawatt, Nürnberg. RSL M2 M3 M4 M5 Messstellen für die Schutzleiter-Widerstandsmessung M1 bis M5 Messungen zwingend erforderlich M6 Messung nicht zwingend erforderlich, aber sinnvoll, um festzustellen, dass dieses Teil nicht an den Schutzleiter angeschlossen ist M7 Messung nicht erforderlich und nicht sinnvoll, da dieses Teil mit einem an den Schutzleiter angeschlossen Teil verbunden ist · Übergangswiderstände an den Schutzleiterkontakten und der Messstelle werden beim Vergleich des Messwerts mit dem Grenzwert nicht berücksichtigt. Die sie verursachenden Verschmutzungen sind vor der abschließenden Messung möglichst zu beseitigen [6], Werte von etwa 0,1 sind üblich. · Bei Geräten, die nach der Norm hergestellt wurden und im Originalzustand eine Anschlussleitung mit einem Schutzleiterwiderstand über 0,3 oder über 1,0 aufweisen, gilt der Wert dieses Schutzleiterwiderstands als Grenzwert. · Bei der Messung ist die Leitung zu bewegen, der Zustand der Leitungseinführungen ist auch mit der Handprobe zu kontrollieren. Prüfen der Isolierung durch Messen ihres Widerstands Auch beim Messen des Isolationswiderstands hat sich an der bisherigen Verfahrensweise nichts geändert. Es sind zwei Messungen oder besser gesagt zwei Prüfgänge durchzuführen. · Als Erstes ist der Widerstand der Basisisolierung, d. h der Isolierungen zwischen den aktiven Teilen und dem Schutzleiter sowie den an diesen angeschlossenen Teilen, zu messen (Bild a, M1 - Grenzwert 1 M). · Zum Zweiten geht es um das Messen des Widerstands der Schutzisolierung,1) d.h. der Isolierungen zwischen den aktiven Teilen und den berührbaren leitfähigen Teilen (Bilder a und b, M2 - Grenzwert 2 M), die auf diesen Isolierungen/Isolierteilen angeordnet und nicht an einen gegebenenfalls vorhandenen Schutzleiter angeschlossenen sind. Werden im Prüfling Kleinspannungen (SELV/ PELV) erzeugt, so wird die Messung zwischen dem Primär- und dem Sekundärkreis (Bild a und b, M3) nur bei der Prüfung nach einer Instandsetzung/Änderung verlangt (Grenzwert 2 M). Auch dies entspricht den bisherigen Festlegungen, ebenso wie die anzuwendende Messspannung, die nach wie vor DC 500 V beträgt. Nach wie vor gültig sind auch die für Geräte mit Heizelementen zugelassenen geringeren Grenzwerte. Zu beachten ist, dass · diese Werte nur vor der Inbetriebnahme, nicht aber nach dem Betreiben (Erwärmen) der betreffenden Heizelemente gelten und · der nächste Prüfgang, die Schutzleiterstrommessung, mit Netzspannung durchzuführen ist, wenn diese verminderten Grenzwerte in Anspruch genommen wurden. Bemerkenswert ist auch der nunmehr zulässige Verzicht auf die Isolationswiderstandsmessung · bei Geräten der Informationstechnik und · bei den die Kleinspannung SELV/PELV führenden Teilen, wenn durch das dabei notwendige Adaptieren (z. B. an Schnittstellen) oder durch den Messvorgang eine Beschädigung des Geräts erfolgen kann. Trotz der erheblichen Einschränkungen der Wirksamkeit der Isolationswiderstandsmessung, die sich als Folge · der oben angeführten Kompromisse sowie · des nur sehr eingeschränkten Erfassens der Isolierungen (Bild M2) ergibt, hat sie weiterhin Bedeutung. Wesentlich ist vor allem, dass der einer Verschmutzung besonders ausgesetzte Anschlussbereich der Geräte bei dieser Messung erfasst wird [8]. Normenangaben und Hinweise zur Messung des Isolationswiderstands · Befinden sich im zu prüfenden elektrischen Gerät Bauelemente, die das Anwenden der Messspannung DC 500 V nicht gestatten (z. B. Überspannungsableiter), so darf mit einer geringeren Spannung (z.B. DC 250 V) gemessen werden. · Auf die Messung darf verzichtet werden, wenn die Möglichkeit besteht, dass durch - die Messspannung z. B. an Informationsgeräten bzw. ihren Teilen, oder - das Adaptieren der Messstelle, z. B. an Steckerleisten, Beschädigungen entstehen können (Bild Messung 3). In diesen Fällen ist die Schutzleiterstrommessung mit Netzspannung, d.h. mit dem direkten oder dem Differenzstrom-Messverfahren vorzunehmen. · Bei Prüflingen, die netzspannungsabhängige Schaltelemente enthalten, werden die hinter deren Kontakten liegenden aktiven Teile und ihre Isolierungen von der Messspannung nicht erfasst. In diesen Fällen muss gesichert werden, dass bei der anschließenden Schutzleiterstrommessung alle diese Isolierungen erfasst werden. Das heißt, die Messung ist mit dem direkten oder dem Differenzstrom-Messverfahren vorzunehmen. · Elektrische Geräte werden vielfach mit EMV-Beschaltungen und diese wiederum zum Teil mit Entladewiderständen ausgestattet. Bei derartigen Geräten bestimmen die Entladewiderstände (etwa 40 k) und nicht der Isolationswiderstand das Messergebnis. Ein ordnungsgemäßes Prüfen der Isolationen ist somit nicht möglich. In diesen Fällen wird die Messung - notgedrungen - als „bestanden“ gewertet, wenn der Messwert dem Wert der Entladewiderstände entspricht. Prüfen der Basisisolierung, Schutzleiterstrommessung Der Schutzleiterstrom - die Summe aller Ableitströme und eines etwaigen Fehlerstroms (Bild ) - ist ein Maß für die bei einer Schutzleiterunterbrechung im Betriebszustand des Geräts entstehende Gefährdung von Personen. Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 6 537 Messen und Prüfen FÜR DIE PRAXIS 230 V 24 V M M 230 V 24 V M2 M2 a) b) Messung des Isolationswiderstands a) an einem Gerät mit Schutzleiter (Schutzleiter-Schutzmaßnahme; Schutzklasse I), bei dem auch andere Schutzmaßnahmen wirksam werden b) an einem Gerät ohne Schutzleiter (Schutzmaßnahme Schutzisolierung/verstärkte Isolierung), bei dem auch die Schutzmaßnahme Kleinspannung wirksam wird M1 Messung zwischen aktiven Teilen und dem Schutzleiter (Basisisolierung) M2 Messung zwischen aktiven Teilen und den berührbaren leitfähigen schutzisolierten Teilen M3 Messung zwischen den aktiven Teilen (Netzseite) und den Teilen, die Kleinspannung führen (sichere Trennung) 1) Schutzisolierung ist die nicht mehr genormte, aber noch übliche Bezeichnung für die Schutzmaßnahme doppelte oder verstärkte Isolierung. Elektropraktiker, Berlin 62 (2008) 6 538 Sein zulässiger Wert beträgt weiterhin 3,5 mA. Allerdings können auch höhere Werte akzeptiert werden, wenn sie · durch den Hersteller als „Kenndaten“ angegeben oder · im „Originalzustand“ des Geräts ermittelt oder · durch eine Vorgabe der Gerätenorm als „normgerecht“ bestätigt werden. Die Entscheidung darüber, ob die ihm vorliegende Information glaubwürdig ist, muss der Prüfer treffen. Möglich ist z.B. auch, dass er den „Originalwert“ des Schutzleiterstroms bei der Erstprüfung2) eines Geräts ermittelt und dann als Vorgabe (Grenzwert) für die Wiederholungsprüfungen verwendet. Das heißt, auch Geräte mit Schutzleiterströmen über 3,5 mA sind als einwandfrei zu bezeichnen, wenn der festgestellte Wert sachlich begründet werden kann. Ist dies nicht möglich, muss das Gerät der Instandsetzung, in diesem Fall besser gesagt, der Klärung zugeführt werden. In beiden Fällen ist der Betreiber zu informieren. Welche Konsequenzen sich aus diesem Überschreiten des Normengrenzwerts 3,5 mA (10 mA) für den Anwender des betreffenden Geräts ergeben, hat nicht der Prüfer, sondern der für die Sicherheit seiner Arbeitsmittel verantwortliche Betreiber [7] zu entscheiden. Diese Messung/Prüfung hat eine besondere Bedeutung, weil sie · im Betriebszustand (Spannung, Strom, Belastung) erfolgt und · dem Prüfer ermöglicht, seinen Prüfling gründlich kennen zu lernen. Das gilt natürlich auch für das Messen des Berührungsstroms. Hinzu kommt, dass der Betreiber auf diese Weise die Werte der Schutzleiterströme seiner Geräte erfährt. Somit kann er ungefähr einschätzen, ob und welche Probleme er durch die Ströme in den Schutzleitern seiner Anlage bekommen kann [6]. Als Messmethode wird zumeist die „Differenzstrom-Messmethode“ eingesetzt, weil bei der Ersatz-Ableitstrom- und auch bei der direkten Messung störende Besonderheiten zu beachten sind (hierzu siehe [6]). Normenangaben und Hinweise zur Messung des Schutzleiterstroms · Bei Geräten mit eingeschalteten Heizelementen einer Gesamtleistung > 3,5 kW gilt als Grenzwert 1 mA/kW, (höchstens jedoch 10 mA). · Bei älteren Prüfgeräten wird möglicherweise ein zu hoher Messwert angezeigt, weil bei deren Messwertangaben der Minderungsfaktor von Ableitströmen höherer Frequenzen nicht berücksichtigt wurde. · Bei Verlängerungsleitungen, abnehmbaren Geräteanschlussleitungen und mobilen Mehrfachsteckdosen ohne elektrische Bauteile zwischen aktiven Leitern und Schutzleiter kann diese Messung entfallen. · Die Messung ist bei Wechselstromgeräten in beiden Steckerstellungen vorzunehmen [3][6], gegebenenfalls hat dies in allen Schalterstellungen zu erfolgen. Der höchste Messwert ist als Messergebnis des Prüfgangs zu betrachten. Achtung! Durch das Einschalten des Messstromkreises wird der Prüfling in Betrieb genommen! Prüfen der Schutzisolierung, Berührungsstrommessung Beim Berühren der nicht an den Schutzleiter angeschlossenen leitfähigen Teile eines ordnungsgemäßen elektrischen Geräts kann ein Ableitstrom (Berührungsstrom, Körperstrom) auftreten. Er ist in der Regel sehr gering ( 0,1 mA) und kaum messbar (Bild a und b, M1). Wird ein Gerät mit defekter Schutzisolierung (Bruchstelle, Schmutz, Nässe) berührt, so kann durch die Berührung ein Strom entstehen, der bezeichnet wird · als Fehlerstrom (bezogen auf seine Ursache) oder · als Berührungs- oder Körperstrom (bedingt durch den Ort, an dem er fließt). Er ist ein Maß für die bei defekter Schutzisolierung entstehende Gefährdung. Der höchstens zulässige Wert des Berührungsstroms beträgt weiterhin 0,5 mA. Im Gegensatz zum Schutzleiterstrom gibt es keinen Grund, der einen höheren Berüh- 230 V 24 V 0,15 mA PE L N Prüfgerät, Messung des Schutzleiterstroms mit der Differenzstrom-Messmethode Schutzleiterstrom Ableitstrom der Beschaltung (kapazitiv) Ableitstrom der Isolierungen geometrische Addition der Ableitströme zum Schutzleiterstrom (nicht maßstäblich) Messung des Schutzleiterstroms mit der Differenzstrom-Messmethode an einem Gerät mit Schutzleiter ohne Fehler in der Basisisolierung (kein Fehlerstrom) 230 V 24 V 230 V 24 V a) b) 0,00 mA 0,00 mA Prüfgerät Prüfgerät Berührungsstrom Ableitströme Messung des Berührungsstroms an den schutzisolierten berührbaren leitfähigen Teilen mit der Methode der direkten Messung a) an einem Gerät mit Schutzleiter (Schutzleiter-Schutzmaßnahme; Schutzklasse I), bei dem auch die Schutzmaßnahmen Schutzisolierung (doppelte Isolierung) und Kleinspannung wirksam werden b) an einem Gerät ohne Schutzleiter mit der Schutzmaßnahme Schutzisolierung (verstärkte Isolierung; Schutzklasse II), bei dem auch die Schutzmaßnahme Kleinspannung wirksam wird M1 Messung zwischen aktiven Teilen und den berührbaren leitfähigen schutzisolierten Teilen M2 Messung zwischen den aktiven Teilen (Netzseite) und den Teilen, die Kleinspannung führen (sichere Trennung) 2) Erstprüfung eines elektrischen Geräts ist die nach der Betriebssicherheitsverordnung erforderliche Prüfung durch seinen Betreiber vor der ersten Inbetriebnahme eines Arbeitsmittels. FÜR DIE PRAXIS Messen und Prüfen rungsstrom rechtfertigen würde. Auch schon bei geringeren Werten von z. B. 0,1 mA muss sich der Prüfer fragen „Ob ein solcher Messwert und das dann möglicherweise vom Prüfer zu erspürende Kribbeln ,noch` als Anzeichen für einen ordnungsgemäßen Zustand, eine einwandfreie Isolierung des Geräts und seiner Isolierungen bezeichnet werden kann“. Als Messmethode wird zumeist die „direkte Messung“ eingesetzt, weil bei der Ersatz-Ableitstrom- und auch bei der Differenzstrom-Messmethode störende Besonderheiten zu beachten sind [9]. Normenangaben und Hinweise zur Messung des Berührungsstroms · Die Messung ist bei Wechselstromgeräten in beiden Steckerstellungen vorzunehmen [3][9], gegebenenfalls hat dies in allen Schalterstellungen zu erfolgen. Der höchste Messwert ist als Messergebnis des Prüfgangs zu betrachten. · Sind berührbare leitfähige Teile so angeordnet, dass sie gemeinsam mit einer Hand berührt werden können, ist die Summe ihrer Berührungsströme als Messwert anzusehen. Achtung! Durch das Einschalten des Messstromkreises wird der Prüfling in Betrieb genommen! Messungen an Teilen mit Kleinspannung Da auch bei den eine Kleinspannung führenden berührbaren Teilen die Wirksamkeit der Schutzmaßnahme „Kleinspannung mit sicherer Trennung“ nachzuweisen ist, müssten an diesen Teilen die Messungen des Isolationswiderstands (Bild M3) und des Berührungsstroms (Bild M2) vorgenommen werden. Es wird in der Norm jedoch ausdrücklich angegeben, dass auf diese Messungen verzichtet werden darf, wenn der Prüfer der Meinung ist, dass · durch das dabei nötige Adaptieren (z. B. an Schnittstellen) oder · durch den Messvorgang, d.h. durch die Messspannung, eine Beschädigung des Geräts erfolgen kann. Dieser Kompromiss ist keine ideale Lösung und nur vertretbar, wenn sowohl das betreffende Erzeugnis als auch die Kleinspannungsquellen im Erzeugnis eine ordnungsgemäße Qualität (GS-Zeichen) aufweisen. Die Prüfungen an diesen Teilen beschränken sich somit auf das Besichtigen und ein kontrollierendes Messen der Höhe der Leerlauf-Kleinspannung. Literatur [1] DIN VDE 0701-1:2000-09 Instandsetzung, Änderung und Prüfung elektrischer Geräte; Allgemeine Anforderungen. [2] DIN VDE 0702:2004-06 (Entwurf Dezember 2007) Wiederholungsprüfungen an elektrischen Geräten. [3] DIN VDE 0701-0702 Prüfung nach Instandsetzung, Änderung elektrischer Geräte - Wiederholungsprüfung elektrischer Geräte - Allgemeine Anforderungen für die elektrische Sicherheit. [4] Bödeker, K.; Kindermann, R.: Prüfung elektrischer Geräte nach DIN VDE 0701-0702 - Teil 1: Vorhergehende Normen, allgemeine Forderungen. Elektropraktiker, Berlin 62(2008)5, S. 438-441. [5] DIN VDE 0404:2002-05 Prüf- und Messeinrichtungen zum Prüfen der elektrischen Sicherheit von elektrischen Geräten. [6] Bödeker, K.: Prüfung ortsfester und ortsveränderlicher Geräte. Berlin: Verlag Technik 2005. [7] Betriebssicherheitsverordnung vom 27. September 2002 (BGBl. I S. 3777), zuletzt geändert durch Artikel 5 der Verordnung vom 6. März 2007 (BGBl. I S. 261). [8] Bödeker, K., Kindermann, R.: Wiederholungsprüfung nach DIN VDE 0702. Elektropraktiker-Sonderheft „Messen und Prüfen elektrischer Anlagen und Betriebsmittel“. [9] Bödeker, K.; Kindermann, R.: Isolationsfehler ermitteln. Elektropraktiker-Sonderheft „Messen und Prüfen elektrischer Anlagen und Betriebsmittel“. Messen und Prüfen FÜR DIE PRAXIS Teil 3: Erproben und Dokumentieren Fortsetzung ELEKTRO PRAKTIKER Punktgenau - schnell - einfach Kleinstes Laserdistanzmessgerät der Welt! 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