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Aus dem Facharchiv: Lernen & Können
Prüfen nach 
DIN VDE 0701-0702: Isolationswiderstandsmessung (5)

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.

In vielen Fällen ist es sinnvoll, auch kleinere leitfähige Teile bei der Isolationswiderstands-messung abzutasten. Der Messwert von über 85 MΩ kommt hier allerdings vom Heizelement (Bild: M. Lochthofen, K. Rohlof/ep)

Verminderungen der 
Isolationsfähigkeit durch Alterung oder Verschmutzungen können nur durch Messen des Isolationswiderstands gefunden werden.

Bedeutung dieser Prüfung

Die Isolationswiderstandsmessung (meistens einfach „Isolationsmessung“ genannt) ist die älteste Messmethode überhaupt, um die elektrische Sicherheit zu bestätigen. Schon in der ersten VDE-Ausgabe aus dem Jahre 1896 war sie enthalten. Damals sollte bei Anlagen, Maschinen und Geräten mindestens mit der Höhe der Betriebsspannung geprüft werden und der Isolationswert „solle angemessen sein“. Konkreter ging es damals nicht, da es nicht einmal einheitliche Prüfgeräte zu kaufen gab. Im Laufe der Zeit hat die Isolationswiderstandsmessung an Bedeutung verloren – sie ist heute nicht mehr das „Allheilmittel“. Trotzdem ist die Isolationswiderstandsmessung – nach wie 
vor – in all ihren Ausprägungen ein wichtiger Bestandteil des Nachweises der elektrischen Sicherheit. Viele Fehler können zwar auch mit den Messmethoden der Schutzleiterstrommessung und der Berührungsstrommessung (über diese beiden Messungen wird in den folgenden Ausgaben berichtet) gefunden werden, doch ganz zu ersetzen ist die Isolationsmessung nicht. Verminderungen der Isolationsfähigkeit durch Alterung oder Verschmutzungen können tatsächlich nur mit der Isolationsmessung gefunden werden.

Ziel der Isolationswiderstandsmessung

Mit der Isolationsmessung sollen, ganz einfach gesagt, Isolationsfehler gefunden werden. Diese kann man in zwei Fehlerarten unterscheiden:

  1. Mechanische Beschädigungen der Isolation. Dabei ist das Isoliermaterial so geschwächt, beschädigt oder verformt, dass bei der Isolationsmessung wirklich ein ohmscher Widerstand gemessen werden kann. Anders gesagt: es gibt dann dort Strompfade, wo sie nicht vorgesehen sind. Dies schließt mit ein, dass z. B. an Gehäuseteilen Spannung verschleppt wird, weil im Inneren des Gerätes ein Fehler vorhanden ist.
  2. Vermindertes Isolationsvermögen durch abgelagerte Verschmutzungen, Staub, Feuchtigkeit (Stichwort: leitfähige Stäube).

Ablauf der Messung

Die Isolationswiderstandsmessung ist eine passive Prüfmethode. Diese wird ohne Netzspannung durchgeführt. Für die Messung legt das Prüfgerät die Prüfspannung von 500 V (ggf. 250 V) gegen Erde an. Das heißt, der aktive Leiter L und der Neutralleiter N werden im Messgerät gebrückt. An die gebrückten aktiven Leiter wird die Prüfspannung angelegt. Gemessen wird gegen das Erdpotential (also dem Schutzleiter PE in der Prüfsteckdose zusammen mit der Sonde), ob ein Strom zum Fließen kommt. Daraus errechnet das Messgerät den Isolationswiderstand.

Die Isolationswiderstandsmessung wird ohne Netzspannung durchgeführt – passive Prüfmethode!

Prüfstrom. Der dabei maximal mögliche Prüfstrom ist so bemessen, dass er für den Prüfer nicht gefährlich werden kann:

Für den Kurzschlussfall ist der maximale Prüfstrom meistens auf 1,5 oder 3 mA begrenzt.

Die Norm lässt Prüfströme bis zu 12 mA DC zu, dies wird jedoch nur von einigen wenigen Prüfgeräten verwendet. Das klingt nicht nach viel, entspricht aber in etwa dem, was bei einer Körperdurchströmung an einem Elektrozaun in der Landwirtschaft fließt. Es wird also als extrem unangenehm und schmerzhaft wahrgenommen.

Eingeschaltetes Gerät. Damit die Prüfspannung alle stromführenden Bauteile erreichen kann, muss der Prüfling bei der Isolationsmessung eingeschaltet sein. Wenn Schalter an dem Prüfling vorhanden sind, müssen diese eingeschaltet werden – soweit das möglich ist. Bei spannungsabhängigen Schaltern ist dies oft nicht möglich.

Schalter am Prüfling müssen eingeschaltet werden!

Spannungsabhängiger Schalter. An Geräten mit spannungsabhängigen Schaltern (Relais, elektronische Schalter) kann keine vollständige Isolationsmessung durchgeführt werden. Das ist kein Weltuntergang. Es wird nicht erwartet, dass die zum Prüfen befähigte Person das Gerät aufschraubt und Schalter brückt oder ähnliches! Für diesen Fall gibt es noch die zwei darauf folgenden Messschritte. Trotzdem muss sich die prüfende Person merken, dass keine vollständige Isolationsmessung durchgeführt wurde. Immerhin kann in solch einem Fall nachgewiesen werden, dass der Strompfad bis zu dem spannungsabhängigen Schalter ggf. ohne Fehler gegen das Erdpotential ist.

Bei Prüflingen mit spannungsabhängigem Schalter kann nur eine unvollständige Isolationswiderstandsmessung durchgeführt werden!

Grenzwerte

Die in der DIN VDE 0701-0702 [1] vorgegebenen Grenzwerte sind sehr niedrig. Früher konnten – bedingt durch die damals vorhandenen Isoliermaterialien – hohe Isolationswiderstände nur schwer erreicht werden. Die normativ vorgegebenen Mindestwerte sind:

  • 1 MΩ für aktive Teile gegen den Schutzleiter, typischerweise Geräte der Schutzklasse I,
  • 2 MΩ für berührbare leitfähige Teile, die nicht mit dem Schutzleiter verbunden sind, früher nur Geräte der Schutzklasse II, heute auch bei Geräten der Schutzklasse I möglich.

Geräte mit Heizelementen. Bei Geräten mit Heizelementen kann es, bedingt durch die Bauweise der Heizelemente, zu geringeren Isolationswerten kommen. Deswegen ist der Mindestwert für Geräte mit Heizelementen auf 0,3 MΩ festgelegt.

Geräte mit Schutzkleinspannung. Es gibt noch besondere Vorgaben für Geräte, die mit Schutzkleinspannung betrieben werden. Für diese Prüflinge wird ein Mindestwert von 0,25 MΩ gefordert. In der Praxis sind solche Geräte, die tatsächlich auch prüfbar sind, selten geworden. Der Norm ist zu entnehmen, dass die Messung des Isolationswiderstands für Geräte der Informationstechnik entfallen darf. Das gilt vor allem dann, wenn durch notwendige Adaptierungen an Schnittstellen oder durch die Messung selber das Gerät beschädigt werden kann (siehe Infokasten, links).

Autoren: M. Lochthofen, K. Rohlof

Literatur:

[1] DIN VDE 0701-0702 VDE 0701-0702:2008-06 Prüfung nach Instandsetzung, Änderung elektrischer Geräte – Wiederholungsprüfung elektrischer Geräte; Allgemeine Anforderungen für die elektrische Sicherheit.

Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

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