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Teil 1: Installationstester und grundsätzliche Anforderungen an Prüfgeräte
Auswahl des richtigen Prüfgeräts

Es wird immer schwieriger, das für die durchzuführenden Arbeiten passende Prüfgerät zu finden. Verschiedenste Testmethoden, verschiedenste Hersteller, unterschiedliche Dokumentationssoftwaren – der Markt ist kaum überschaubar. Was ist wichtig, was ist nicht unbedingt notwendig und was ist nur Schnörkel? Auf diese Fragen wird in diesem Beitrag und im folgenden Heft eingegangen.

Auswahl des richtigen Prüfgeräts

(Bild 1) Kurbelinduktoren waren lange Zeit das einzige nutzbare Prüfgerät – es hat sich über 80 Jahre gut bewährt (Foto: M. Lochthofen/ep)

Schon seit der Einführung der ersten VDE-Vorschrift im Jahre 1896 gibt es die Forderung, Anlagen bei der Erstinbetriebnahme und danach in regelmäßigen Abständen messtechnisch zu prüfen. In den ersten Jahrzehnten stand dafür nicht viel mehr als ein Kurbelinduktor zur Verfügung (Bild 1). Seit den 60er Jahren kamen langsam auch Prüfgeräte für Schleifenimpedanzen hinzu wenige Jahre später wurden Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) immer häufiger eingesetzt. Auch diese mussten messtechnisch geprüft werden können.

Auf Drängen der Berufsgenossenschaften wurde 1979 die Pflicht zur Wiederholungsprüfung für Betriebsmittel eingeführt. Eine sorgfältige Dokumentation der durchgeführten Prüfungen wurde als sehr sinnvoll erkannt. Mit der BetrSichV wurde es Pflicht, die Ergebnisse der Prüfungen und somit oftmals auch Messwerte zu dokumentieren. Mittlerweile werden die Anforderungen an die Dokumentation bzw. Prüfberichte in VDE-Normen etwas konkretisiert, z. B. VDE 0100-600: 2008 [1] und TRBS 1201 [2].

Seit den ersten Anfängen hat sich viel getan auf dem Sektor der Mess- und Prüftechnik. Der Markt ist nahezu unüberschaubar und kaum ein Handwerker oder Betriebselektriker ist in der Lage, für sich „die richtigen“ Prüfgeräte zu finden. Auch die Frage „Wie dokumentiert man richtig?“ ist für die meisten ein Buch mit sieben Siegeln. Seit der Veröffentlichung des Beitrags [3] hat sich einiges auf dem Sektor der Prüfgeräte und der Dokumentation von Prüfergebnissen getan.

Sicherheitsaspekte

Prüfgeräte zum Nachweis der elektrischen Sicherheit müssen den einschlägigen Sicherheitsnormen entsprechen. Insbesondere die einzelnen Prüfverfahren sollen normgerecht sein. So müssen diese Normenangaben auf den Geräten zu finden sein:   

  • Normenreihe VDE 0413 oder DIN EN 61557 [4]
  • DIN VDE 0404-2 [5] oder DIN EN 61557-16
  • VDE 0113-1 [6] oder VDE 0413/DIN EN 61557
  •  VDE 0411-031 (DIN EN 61010-31) [7]

Die ersten Gerätetester (Bild 2) waren noch mit rudimentären Messmethoden ausgestattet und hatten zur Beurteilung meist nur rote und grüne Anzeigeelemente.

In Zeiten des globalen Internethandels kann sich jeder auch Prüfgeräte aus Asien, Australien oder Osteuropa beschaffen, die weder CE-Kennzeichnung tragen noch den grundlegenden Sicherheitsanforderungen genügen. Mit diesen nicht normgerechten Prüfgeräten lässt sich auch prüfen, nur nicht normgerecht. Von der Verwendung in Deutschland und der EU muss dringend abgeraten werden.

Im Gegensatz dazu gibt es in den letzten Jahren viele Hersteller, die unter verschiedenen Markennamen vertreiben. Hier lohnt es sich genauer hinzusehen, Preisunterschiede von 30 % sind keine Seltenheit! Manchmal ist nur die Farbe des Gehäuses anders, teilweise ist etwas andere Firmware auf den Geräten aufgespielt (Bild 3).

Große Bedeutung hat auch die Messmittelkategorie gemäß DIN EN 61010-1 [8]. Je nachdem wo bzw. wie das Prüfgerät eingesetzt werden soll, muss es mindestens einer bestimmten Messmittelkategorie entsprechen. Damit ist gewährleistet, dass das Gerät beim Auftreten von Transienten (z. B. Schaltüberspannungen) nicht zerstört wird und niemanden dadurch gefährden kann.

An der gewöhnlichen Steckdose genutzte Geräte wie Gerätetester müssen mindestens die Messmittelkategorie CAT II aufweisen, andere Prüfgeräte, die auch in vorgelagerten Verteilungen zur Anwendung kommen, mindestens CAT III. Werden Messungen an Energieerzeugungsanlagen, im öffentlichen Verteilernetz oder an Trafostationen durchgeführt, so ist sogar CAT IV erforderlich. Die Messmittelkategorie ist auch immer mit einer maximalen Spannungsangabe gekoppelt. Beispielsweise ist dann folgende Angabe auf einem Gerät zu finden: „CAT III 600 V und CAT IV 300 V“ (Bild 4). Höherwertigere Schutzmaßnahmenprüfer sind derzeit kaum als Seriengeräte erhältlich.

Umgebungseinflüsse. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Frage, unter welchen Umgebungseinflüssen das Gerät eingesetzt werden soll:   

  • Ist es nur unter Laborbedingungen im Einsatz,
  • wird es in der Werkstatt benutzt oder
  • auch mal auf Baustellen?
  • Inwieweit muss es wassergeschützt werden?

Korrosive Atmosphäre und hohe Luftfeuchte sowie Einsatz in großen Höhen sind auch häufige k.o.-Kriterien für Prüfgeräte. Es sind für einige Geräte auch Gummi-Korsetts erhältlich, um es auch im härteren Einsatz nicht zu beschädigen. Doch leider sehen die Geräte gerne robuster aus, als es die Hersteller versprechen.

Baustelle

Für den Baustelleneinsatz geeignete Prüfgeräte zeigt Bild 5. Überlegungen hinsichtlich der Einsatzhäufigkeit sind auch nicht zu vernachlässigen. Bei Prüfgeräten, die nur seltener im Einsatz sind, spielt die Dauer der einzelnen Messungen kaum eine Rolle. Ist das Gerät jedoch bei einem Prüfdienstleister im Einsatz, dann wird es vermutlich über 30 Stunden in der Woche im Gebrauch sein und sollte dementsprechend auch die Messungen zügig abwickeln. Gerade wenn Prüfgeräte für den Dauereinsatz angeschafft werden sollen, ist es sinnvoll, beim Hersteller auch nach der Auslegungslebensdauer und den Wartungsintervallen zu fragen.

VDE 0100-Tester

Auch hier muss man sich darüber klar werden, was man wirklich braucht. Gerade bei Schutzmaßnahmentestern ist es für den Nutzer interessant, ob das Gerät mit Akkus oder nur mit Batterien betrieben werden kann. Einige Geräte bieten auch eine Ladebuchse, damit die Akkus betriebsmäßig nicht mehr ausgetauscht werden müssen.

Zu berücksichtigen ist weiterhin, welche Messverfahren bevorzugt sind und welche Messwerte grob erwartet werden. Es nützt nichts, wenn sie außerhalb des Betriebsmessbereichs liegen. Gerade bei Schleifenimpedanzmessungen ist es wichtig, dass das Prüfgerät im Bereich des erwarteten Messwerts überhaupt korrekt arbeitet. Deshalb sollte auch der „Betriebsmessbereich nach DIN EN 61557-3“ betrachtet werden. Dieser ist deutlich enger als der Anzeigebereich, der ja von 0,000 bis 99 999 alles anzeigen kann. Doch die Genauigkeit ist (z. B. im Bild 6) nur im Bereich von 1 Ω bis 1 000 Ω gegeben.

Bei allen Messungen, die ein Schutzmaßnahmenprüfgerät durchführen kann, lässt die Norm eine Betriebsmessunsicherheit von ±30 % zu. Diese setzt sich aus

  • der Toleranz des Messgeräts an sich zusammen und aus
  • den Beeinflussungen der Umgebungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchte, Batteriespannung, vorgelagertes Netz …).

Einige Hersteller stellen Tabellen bereit, mit denen sich die Einflussfaktoren abschätzen lassen – damit kann man im Einzelfall durchaus noch eine Bewertung vornehmen. Für den einfachen Handwerker im Wohnungsbau sind sicherlich die 30 % Betriebsmessunsicherheit annehmbar. Ein Sachverständiger, der z. B. große Motorzuleitungen beurteilen soll, wünscht sich sicherlich sehr viel genauere Ergebnisse.

Die Vielfältigkeit der verwendeten Prüfungen und Prüfverfahren nimmt in den letzten Jahren zu. Nicht nur dass viele Prüfgeräte auch Prüfungen an Ladeeinrichtungen für E-Mobilität, PV-Anlagen, Überspannungsableitern oder Prüfungen von Isolationswächtern (IMD) zulassen – auch werden viele klassische Prüfungen mit verschiedenen Prüfverfahren angeboten. So waren früher Schleifenimpedanzmessungen hinter RCDs mit vielen Geräten nicht möglich. Normativ wird die Schleifenimpedanzmessung hinter RCDs nur in Ausnahmefällen gefordert, viele Praktiker wünschen sich diese jedoch. So wurde ein Verfahren mit vermindertem Prüfstrom entwickelt, das jedoch häufig sehr ungenau ist (auf nur ±1 Ω). Besser ist da schon das Pulsmessverfahren. Dabei werden mehrere Messpulse mit wenigen Millisekunden aber vollem Prüfstrom in das Netz gegeben. Die Ergebnisse sind erfahrungsgemäß sehr viel genauer. Ähnliche Ergebnisse erhält man mit einer „Gleichstrom! betäubung“ des RCD.

Zunehmend werden auch allstromsensitive Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen eingesetzt. Bei diesen ist zusätzlich auch das Ansprechen auf Gleichfehlerströme messtechnisch zu prüfen. Noch längst nicht jedes auf dem Markt befindliche Gerät kann allstromsensitive Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen korrekt prüfen, dies geht dann nur bei den Mittel- und Oberklassegeräten.

Einige Geräte bieten die Möglichkeit, in einem Prüfgang Auslösezeit, Auslösestrom und Berührungsspannung zu messen. Dies spart viel Zeit, doch muss jedem bewusst sein, dass die angegebene Auslösezeit nur rechnerisch ermittelt wurde.

Hat man mit der Anlagenprüfung in Krankenhäusern, der Chemieindustrie oder mit der Prüfung von mobilen Stromerzeugern zu tun, so wird man auf die spezielle Eignung des Geräts für IT-Systeme nicht verzichten können. Andernfalls kann durch fehlenden Erdbezug das Prüfgerät einen Fehler in der Verdrahtung vermuten und aus Sicherheitsgründen die Messung abbrechen.

Ebenso interessant ist es, wenn Messungen in Sondernetzen mit z. B. 48 V, 400/690-V-Netzen oder bei anderen Frequenzen durchzuführen sind. Einfache Geräte arbeiten häufig nur im Wechselspannungsbereich zwischen 110 und 440 V und führen viele Messungen nur bis max. 264 V gegen Erde aus. Für Sondernetze gibt es nur sehr wenige geeignete Prüfgeräte. Für aktive Messungen in Gleichstromversorgungsnetzen ist kein einziges auf dem deutschen Markt zu finden.

Oft ein Schattendasein hat die Erdungsmessung. Hier gibt es eine Vielzahl verschiedener Messverfahren. Der Blitzschutzfachmann wird hier sehr viel höhere Ansprüche haben als ein normaler Installateur. Hochwertige Geräte lassen auch die „ein-Zangen-Methode“ und die „zwei-Zangen-Methode“ zu und messen mit verschiedenen Frequenzen zwischen 85 und 127 Hz, um Störungen zu vermeiden.

Doch ein Gerät, das alles kann, gibt es nicht. Manchmal ist es noch eine Alternative, Einzelgeräte zu benutzen. Für den Heizungs-monteur ist wohl häufig ein Gerät ausreichend, das nur zuverlässig die Niederohmigkeit des Schutzleiters nachweisen kann. Komplexe Alleskönner sind hier fehl am Platz. Oftmals sind die Geräte für gelegentliche Nutzung zu unübersichtlich aufgebaut und die wenigen Tasten zur Bedienung mit mehreren Funktionen belegt, so dass sich ein nicht versierter Benutzer nur schwer zurechtfindet. Einfache Einzelgeräte mit einem Wahlschalter und einfachen Bedienoptionen sind für gelegentlichen Gebrauch eine beliebte und willkommene Alternative.

Mit dem Handling und vor allem mit den Hilfen der Prüfgeräte muss man sich eingehend auseinander setzen. Auch im oberen Preissegment gibt es noch Prüfgeräte, die z. B. bei einer Schleifenimpedanzmessung keine Bewertung anhand von voreingestellten Schutzorganen treffen können, sondern einfach nur zwei Messwerte zeigen. Da sind schon gute Kopfrechenkünste gefordert oder bei der RCD-Messung ein gutes Gedächtnis, um alle richtigen Auslösewerte parat zu haben (Bilder 7 und 8).

Da auch die Geschwindigkeit bei Messung und Dokumentation eine entscheidende Rolle spielt, sollte frühzeitig entschieden werden, ob das Gerät

  • keinen Speicher besitzt,
  •  einen reinen Messwertspeicher besitzt oder
  •  mit einem Anlagenbaum programmierbar ist und
  •  eventuell schon vorher festgelegte Prüfparameter eingespeichert werden können.

Messwertspeicher. Nur die einfachsten Prüfgeräte haben heutzutage keinen Messwertspeicher. Diese sind lediglich noch für die schnelle Messung zwischendurch rationell einsetzbar. Vergessen werden darf auch nicht die Schnittstelle. Es gibt immer noch ziemlich abenteuerlich anmutende Konstruktionen mittels Infrarotport mit Anschluss an der seriellen Schnittstelle (RS-232), auch RS232 an sich ist oft noch Standard. Zeitgemäß ist natürlich die Kommunikation über BlueTooth.

Geräte mit Messwertspeicher sind mindestens über eine kostenlose Herstellersoftware auslesbar. Diese kann dann auch einfache Protokolle erstellen. Meistens sind die Möglichkeiten jedoch sehr begrenzt und ein Notizblock wird beim Prüfen obligatorisch benötigt, um den Speicherplatz hinterher einem Messpunkt zuzuordnen.

Der Vielprüfer jedoch erwartet mehr Komfort. Hier sind dann grafisch Anlagenbäume in das Anlagenprüfgerät übertragbar, teilweise lassen sich vorher am PC schon die Prüfschritte und die Prüfparameter vorgeben sowie Daten aus anderen Softwaren übernehmen. Als High-End gilt es derzeit, wenn z. B. die Anlagendaten, die mit DDS-CAD erstellt wurden in den GMC Pofitest Master übertragen werden und die Dokumentation nach der Prüfung mittels ETC oder Elektromanager dokumentiert wird. Einfach und schnell ist dies jedoch nicht unbedingt, besonders bei kleineren oder unübersichtlichen Projekten ist die händische Dokumentation noch immer schneller.

Autor: M. Lochthofen

Der Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

Literatur
[1] DIN VDE 0100-600 (VDE 0100-600):2008-06 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 6: Prüfungen.

 [2] TRBS 1201 Prüfen von Arbeitsmitteln und überwachungsbedürftigen Anlagen. Ausgabe August 2012 mit Änderungen im August 2014.

 [3] Lochthofen, M.: Das geeignete Prüfgerät auswählen. Elektropraktiker, Berlin 63(2009)10, S. 780-784.

 [4] DIN EN 61557-Reihe (VDE 0413-Reihe) Elektrische Sicherheit in Niederspannungsnetzen bis AC 1 000 V und DC 1 500 V – Geräte zum Prüfen, Messen oder Überwachen von Schutzmaßnahmen.

 [5] DIN VDE 0404-2 (VDE 0404-2):2002-05 Prüf- und Messeinrichtungen zum Prüfen der elektrischen Sicherheit von elektrischen Geräten – Prüfeinrichtungen für Prüfungen nach Instandsetzung, Änderung oder für Wiederholungsprüfungen.

 [6] DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1):2007-06 Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von Maschinen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen.

 [7] DIN EN 61010-031 (VDE 0411-031):2008-08 Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte – Teil 031: Sicherheitsbestimmungen für handgehaltenes Messzubehör zum Messen und Prüfen.

 [8] DIN EN 61010-1 (VDE 0411-1):2011-07 Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte – Teil 1: Allgemeine Anforderungen.n

 

 

(Bild 2) Einer der ersten Gerätetester mit lediglich roten und grünen Anzeigeelementen (Foto: M. Lochthofen/ep)
(Bild 3) Technisch fast identisch, nur zwei verschieden Markennamen (Der Vergleich lohnt sich – bis zu 30 % Preisvorteil sind möglich!) (Foto: M. Lochthofen/ep)
(Bild 4a) Einteilung der Messmittelkategorien (Diese muss seit 1997 auf jedem Mess- und Prüfgerät angegeben sein.) Foto: M. Lochthofen/ep
(Bild 4b) Beispielhafte Angabe auf ­einem Prüfgerät (Foto: M. Lochthofen/ep)
(Bild 5) Geeignete Geräte für den Einsatz auf Baustellen (Merz PMKD 2500, Mebedo EMB, HT MultiTest HT700+ und Safetytest 1ST),Foto: M. Lochthofen/ep
(Bild 6) Typische Angaben zum Messbereich nach DIN EN 61557 – mit dem Prüfgerät kann also eine Schleifenimpedanz erst ab einem Wert von 1 Ω richtig bewertet werden (Foto: M. Lochthofen/ep)
(Bild 7) Prüfgerät, dass nur Messwerte anzeigt (Foto: M. Lochthofen/ep)
(Bild 8) Prüfgerät, dass eine nachvollziehbare Bewertung vornimmt (Foto: M. Lochthofen/ep)

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