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Anschluss der Stromzangen L1, L2, L3, N-Leiter (schwarze Ministromzangen), einer Differenzstromzange (rot) sowie der Spannungsmessleitungen über Magnet- abgriffe (unten, blau und rot), angeschlossen am Netzanalysator pQ-Box 300, Quelle: J. Blum
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Aus dem Facharchiv: Elektropraxis

Netzrückwirkungen stören Schutzeinrichtungen

18.04.2024

In einem Foto- und Designstudio, angesiedelt in einem großen Industriepark, löste ein Fehlerstrom-Schutzschalter (RCD) sehr häufig aus. Aufgrund der permanenten Stromausfälle konnte diese Firma an vielen Tagen pro Monat nicht vernünftig arbeiten. Es bedurfte einer schnellen Lösung des Problems, aber selbst die Betriebselektriker konnten den Fehler nicht finden. Das gelang erst mit einer vertiefenden Netzanalyse.

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Eine Elektrofirma wurde beauftragt, den Fehler in diesem Fotostudio, im 1. OG eines mehrstöckigen Gebäudes, zu lokalisieren.

Der häufigste Fehler für das Auslösen eines RCD ist eine fehlerhafte Kontaktstelle zwischen einem Neutralleiter und Erde oder ein Isolationsfehler mit einem Fehlerstrom Leiter gegen Erde hinter dem RCD.

Lösungssuche

Folgende Arbeiten wurden nun vom Betriebselektriker durchgeführt:

  1. Abklemmen aller Verbraucher und Durchführung einer Isolationsprüfung aller Leitungen hinter dem RCD.

  • Durchführung einer VDE 0701-0702 Prüfung aller angeschlossenen Geräte in diesem Fotostudio.

Die Isolationsmessung mit 500 V DC wurde vom Schutzleiter (PE) gegen Neutralleiter (N) und dann Schutzleiter gegen alle Außenleiter (L1, L2, L3) durchgeführt. In allen Fällen war der Isolationswiderstand aller Leitungen > 1 MΩ und somit in Ordnung. Auch die Isolationsprüfung aller Geräte zeigte keinen Isolationsfehler, womit diese als Verursacher für das Auslösen des RCDs ausgeschlossen werden konnten.

Es wurden dann alle Sicherungsautomaten in der Verteilung im Fotostudio ausgeschaltet. Diese sollten nun jeweils einzeln eingeschaltet werden, um den Abgang zu finden, auf dem der RCD ausgelöst wird. Für eine erste schnelle Lösung könnte man so den Sicherungsautomat mit dem fehlerhaften Abgang ausgeschaltet lassen, um zumindest alle anderen Verbraucher im Fotostudio fehlerfrei weiter betreiben zu können.

Bei diesem Versuch hat man festgestellt, dass der RCD selbst dann auslöst, wenn kein einziger Sicherungsautomat eingeschaltet ist. Nun war die Elektrofachkraft mit ihrer Erfahrung am Ende. Was könnte jetzt noch den RCD zum Auslösen bringen?

  • Alle Verbraucher sind über die Sicherungsautomaten vom Netz getrennt.

  • Alle Kabel und alle Verbraucher haben die Isolationsprüfung bestanden und können als Fehlerquelle ausgeschlossen werden.

Weitere Untersuchungen außerhalb der Energieverteilung

Im Erdgeschoss dieses Gebäudes befindet sich allerdings eine andere Firma, welche frequenzumrichtergeregelte Antriebe einsetzt für die Produktion und Bearbeitung von Metallteilen.

Um den Grund für die Fehlauslösung des Fehlerstrom-Schutzschalters zu finden, wurde nun folgender Messaufbau installiert und in Detektivarbeit mit hochwertiger Messtechnik nach dem Fehler gesucht.

Wie im Bild zu erkennen ist, wurde ein Power Quality Netzanalysator PQ-Box 300 der Firma A. Eberle in der Unterverteilung des Fotostudios installiert. Die schwarzen Stromzangen für die Leiter L1, L2, L3 und N erfassen die Ströme über unseren RCD, während eine fünfte Stromzange (rot) den Differenzstrom zusätzlich erfasst.

Dieser ist der Summenstrom der drei Außenleiterströme und des Neutralleiters und somit genau der Strom, der auch vom RCD für ein Auslösen bewertet wird.

Zu jedem Zeitpunkt muss die Summe der Momentanwerte der Ströme L1, L2, L3, N den Wert 0 ergeben. Der sich ergebende Differenzstrom, erfasst über die fünfte Stromzange, entspricht somit dem Strom, der über die Erde als Fehlerstrom oder Ableitstrom fließt. Die Spannungen wurden, wie ebenfalls im Bild zu erkennen ist, über Magnetabgriffe am Ausgang des RCDs angeschlossen. Diese Magnetabgriffe sind recht bequem und schnell in einer Installation anzubringen, da die Schrauben von Sicherungsautomaten und Schutzschaltern immer ferromagnetisch sind und somit hier Magnetabgriffe sehr einfach und in wenigen Sekunden adaptiert werden können.

Autor: J. Blum

Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

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