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Aus dem Facharchiv: Leseranfrage
Schleifenimpedanz bei Maschinen messen

Wie muss eine Wiederholungsprüfung nach DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) zum Nachweis der Abschaltbedingung von Motoren und zur Schutzleiterwiderstandsprüfung durchgeführt werden?

Prüfgerät für die Niederohmmessung mit 30 m Messleitung. Die verwendete 200 mA- Messung ist für die Wiederholungsprüfung an Maschinen normativ ausreichend (Quelle: Lochthofen)

Frage:
Ich habe Fragen zur Wiederholungsprüfung nach DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) zum Nachweis der Abschaltbedingung von Motoren und zur Schutzleiterwiderstandsprüfung. Es gibt dafür Vorgaben, die Abschaltbedingungen als Messung oder Berechnung nachzuweisen. Bei den Messverfahren, ob Schutzleiterwiderstand oder Schleifenwiderstandsmessung, müssen ja der Klemmkasten eines jeden Motors geöffnet und teilweise Adern abgeklemmt werden (passive Messung). Die Messung des RPE soll bei abgeklemmtem Schutzleiter durchgeführt werden, um auch wirklich nur den Leiterwiderstand zu messen. Bei der passiven Messung der Schleifenimpedanz soll mittels Verbindung von RPE und RA die Leiterschleife gemessen werden. Für die nachfolgende Berechnung muss dann die Kabellänge eines jeden Motors ausgemessen werden. Entscheidet man sich für die direkte Schleifenimpedanzmessung, müsste diese ja theoretisch an jedem Motor (entferntester Punkt) bei abgeklemmtem Motor durchgeführt werden. Wie sollen die Vorgaben bei Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren mit unzähligen Motoren wirtschaftlich umgesetzt werden?

Antwort:
Grundsätzlich wird bei einer Wiederholungsprüfung von Maschinen die DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100)[1] angewendet. Die DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) [2] ist eine Norm, die sich zunächst an Hersteller von Maschinen richtet. Sie ist bei einer Wiederholungsprüfung nur noch sinngemäß anzuwenden, da bei einer Wiederholungsprüfung auch das Schutzziel ein anderes ist.

Eine Erstprüfung (nach DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) [2]) soll Fehler aufdecken, die während der Planung, Konstruktion und Montage aufgetreten sind.

Eine Wiederholungsprüfung (nach DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100) [1]) soll Fehler aufdecken, die nach der Inbetriebnahme aufgetreten sind und den Betrieb behindern oder Gefährdungen hervorrufen können.

Entsprechend können die notwendigen Prüfungen auch durchaus anders aussehen, als in der DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) [2] beschrieben. Es ist nicht gefordert, die Erstprüfung nach DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) [2] in einer Wiederholungsprüfung noch einmal zu wiederholen.

Niederohmmessung. Die beschriebene Methode zur Bestimmung des Widerstands RPE mittels Messung der Leiterschleife RPE+RA lässt sich so durchführen. Eine Schleifenimpedanzmessung ist dies jedoch in dieser Form nicht, da der Anteil der Schleifenimpedanz der vorgelagerten Anlage hier nicht berücksichtigt wird. Diese Methode ist mit großer Vorsicht zu genießen, da hier Schutzleiterklemmen und Klemmen anderer Leiter gelöst werden müssen. Im Grunde wäre dann auch wieder der Nachweis zu führen, dass die Klemmen nach der Messung ordnungsgemäß angeschlossen sind.

Ebenso muss damit gerechnet werden, dass durch das wiederholte An- und Abklemmen, die Klemmen und Leiterenden auch einem Verschleiß unterliegen oder sogar beschädigt werden können. Entsprechend sollten andere Prüfmethoden verwendet werden, wann immer dies technisch sinnvoll ist, um das Schutzziel der Messung zu erfüllen.

Mit der Messung des Schutzleiterwiderstandes soll nachgewiesen werden, dass alle berührbaren und leitfähigen Teile einer Maschine, die am Schutzleitersystem angeschlossen sind auch niederohmig mit dem Schutzleiter verbunden sind. Die Messung ist möglichst an 100 % der zugänglichen Messpunkte auszuführen. Aus meiner Sicht genügt bei einer Wiederholungsprüfung der Nachweis, dass an den Betriebsmitteln eine niederohmige Verbindung vorliegt – wo und über welche Wege diese hergestellt wird, ist dabei dann zweitrangig. Oftmals sind die Messwerte so gut, dass sie weit außerhalb des bewertbaren Messbereiches des Prüfgerätes liegen.

Praxisgerecht geht dies dann mit der ganz normalen Niederohmmessung. Für Installations-/Maschinentester gibt es im Zubehör Messleitungen mit einer Länge bis mindestens 10 m oder die Möglichkeit, längere zusätzliche Messleitungen aus dem Messergebnis herauszukalibrieren. Eine schöne Möglichkeit ist auch der Einsatz von speziellen Niederohmmessgeräten mit langer Messleitung (Bild).

Schleifenimpedanzmessung an Antrieben. Schon in der DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) [2] wird die Möglichkeit offengelassen, ob die Schleifenimpedanz gemessen oder berechnet werden soll. Schutzziel ist hier ja der Nachweis der Abschaltzeit im Fehlerfall.

Wenn der Hersteller schon beschlossen hat, dass es einfacher und/oder sicherer ist, die Abschaltbedingung rechnerisch nachzuweisen, dann muss es einen Grund geben, warum bei einer Wiederholungsprüfung nun gemessen werden soll. Ist die Zugänglichkeit während des Betriebes nicht gegeben, dann kann es ja praktisch auch nicht zu einer Personengefährdung kommen. Si

  • der Schutzleiter niederohmig nachgewiesen und
  • das Schutzorgan richtig gewählt und eingestellt und
  • die Leitung vom Hersteller korrekt dimensioniert und
  • der Nachweis der Abschaltbedingung rechnerisch einmal erbracht,

kann nach erfolgter Sichtprüfung und ggf. Isolationsmessung kaum noch etwas schiefgehen.

Für alle Antriebe über Frequenzumrichter ist die Schleifenimpedanzmessung per DKE-Mitteilung auch nicht mehr anwendbar. Hier genügt der Nachweis der niederohmigen Schutzleiterverbindung.

Wenn die befähigte Person nun eine Schleifenimpedanzmessung für notwendig hält, dann kann z. B. der Klemmkasten im spannungslosen Zustand geöffnet und jeweils nur ein Außenleiter zugeschaltet werden. So wird verhindert, dass der Antrieb anläuft und zu einer mechanischen Gefährdung für die prüfende Person wird.

Auch hier muss das Prüfgerät geeignet sein, um die Schleifenimpedanz an kleineren oder sehr großen Anrieben richtig zu messen. Viele Prüfgeräte können nur Schleifenimpedanzen bis 10 Ω messen, die bei kleineren Motorschutzschaltern schnell erreicht werden. Das andere Extrem sind besonders kleine Schleifenimpedanzen bei größeren Antrieben. Die üblichen Installationstester/Maschinentester haben oftmals nur einen bewertbaren Messbereich ab 0,2 oder 0,4 Ω.

Natürlich können auch ganz praktische Gründe eine Schleifenimpedanzmessung verhindern. Sei es, dass z. B. der Antrieb sich zum Messen nicht zuschalten lässt oder dieser nahezu unzugänglich ist. Die befähigte Person muss vor Ort letztendlich selbst entscheiden, wie tiefgehend sie prüfen muss, um den Nachweis der Sicherheit zu erbringen.

Es wäre sehr wünschenswert, wenn auch hier die Hersteller genauere Hinweise zur Wiederholungsprüfung nach DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100)[1] in ihrer Dokumentation geben würden. Auch ein entsprechend detailreiches Prüfprotokoll der Erstprüfung nach DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1) [2] kann bei der Entscheidungsfindung zu einzelnen Prüfungen sehr hilfreich sein. Leider ist dies jedoch in vielen Fällen weder vorhanden noch aussagekräftig und die befähigte Person muss bei der Wiederholungsprüfung viel Zeit und Aufwand treiben, um sich die Informationen zu beschaffen.

Autor: M. Lochthofen

Literatur:

[1] DIN VDE 0105-100 (VDE 0105-100):2015-10 Betrieb von elektrischen Anlagen – Teil 100: Allgemeine Festlegungen.

[2] DIN EN 60204-1 (VDE 0113-1):2019-06 Sicherheit von Maschinen – Elektrische Ausrüstung von Maschinen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen.

Dieser Artikel wurde unserem Facharchiv entnommen.

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