Normen und Vorschriften
Differenzstrom-Messverfahren nach DIN VDE 0701-0702: Schutzleiter- und Berührungsstrom
Das Thema „Prüfen der elektrischen Sicherheit“ ist ein wichtiger Bereich der Arbeit einer Elektrofachkraft. Jedoch ist es für einige Fachkräfte nicht alltäglich, selber elektrotechnische Prüfungen auszuführen. Um diese Prüfungen vollständig, richtig und sicher durchführen zu können, werden solide elektrotechnische Kenntnisse und ausreichende persönliche Erfahrung benötigt.
Mit dieser Serie sollen die bereits erworbenen Kenntnisse vertieft und erweitert werden. Dieser Beitrag stellt das Differenzstrom-Messverfahren für die Ableitströme Schutzleiter- und Berührungsstrom vor.
Differenzstrom-Messverfahren – Schutzleiterstrom
Summenstrom im Schutzleiter
Für den Schutzleiterstrom wird nach der Definition der Ableitströme in der DIN VDE 0701-0702 [1] von der „Summe der Ströme“ gesprochen. Normalerweise sollte der Betriebsstrom eines Gerätes nur durch die dafür vorgesehenen Leitungen fließen. Dabei handelt es sich um die aktiven Leiter, also in Wechselstromsystemen die Leiter L und N oder in Drehstromsystemen die Leiter L1, L2, L3 und N. Alle anderen Ströme, die über den Schutzleiter oder andere Erdverbindungen fließen, bilden in der Summe den Schutzleiterstrom (ISL oder IPE).
Anwendung des Knotenpunktsatzes
Beim Differenzstrom-Messverfahren (Bild 1) wird ein eleganter „Trick“ angewendet, um herauszubekommen, wie viel Strom insgesamt über alle elektrischen Verbindungen fließt. Dazu wird messtechnisch das 1. Kirchhoffsches Gesetz – die Knotenregel – genutzt: Die Summe aller Ströme an einem Punkt ist gleich null. Bei der Differenzstrom-Messung wird der Strom in den aktiven Leitern gemessen. Normalerweise ist die Summe der Ströme gleich null, das heißt alle Elektronen die in ein elektrisches Gerät hineinfließen, müssen auch wieder herausfließen. Wenn aber durch Isolationsfehler oder Filterbeschaltungen (Infokasten „Schutzleiterströme – technisch bedingt oder Fehler?“) ein Strom über Erdpotential zum Fließen kommt, fehlt genau dieser Stromanteil im Summenstrom der aktiven Leitern. Das ist dann der gemessene Differenzstrom. Dabei handelt es sich um die Gesamtheit aller Ströme, die über irgendwelche Erdverbindungen fließen, wenn der Prüfling in Betrieb ist. Dazu zählen sowohl der Strom über den Schutzleiter PE als auch die Ströme über andere Erdverbindungen wie LAN-Kabel, Verbindungen zu Monitor und Drucker, Verbindungen über das Wasserrohrnetz usw. Für die Ermittlung des Schutzleiterstromes wird das Differenzstrom-Messverfahren empfohlen.