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1.2.2 Überprüfung des Schutzes durch Abschaltung der Versorgung

1 Prüfablauf

1.2.2 Überprüfung der Bedingungenzum Schutz durch automatischeAbschaltung der Versorgung

VorgehensweiseDie Voraussetzungen für die automatische Abschaltung imFehlerfall sind durch Prüfungen nachzuweisen.

Konkret wird damit die Wirksamkeit der in DIN VDE 0100-410 geforderten und anzuwendenden Schutzmaßnahme(► Schutzmaßnahmen) „Schutz durch automatische Ab-schaltung der Stromversorgung“ geprüft. Genauer wirdüberprüft, ob die Querschnitte der Leiter und die eingesetz-ten ► Schutzeinrichtungen so ausgelegt sind, dass bei Auf-treten eines Körperschlusses die Abschaltung innerhalb derin DIN VDE 0100-410 festgelegten maximalen Abschaltzeitenerfolgt (vgl. hierzu Abschnitt 411.3.2 und Tabelle 41.1 in dero. g. Norm).

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1.2.2 Überprüfung des Schutzes durch Abschaltung der Versorgung

1 Prüfablauf

TN-System TT-System

System-Nennspannung AC DC AC DC

50 V < U0 ≤ 120 V 0,8 s – 0,3 s –

120 V < U0 ≤ 230 V 0,4 s 5 s 0,2 s 0,4 s

230 V < U0 ≤ 400 V 0,2 s 0,4 s 0,07 s 0,2 s

U0 > 400 V 0,1 s 0,1 s 0,04 s 0,1 s

Maximale Abschaltzeit für Endstromkreise mit Nennstrom nichtgrößer als 32 AU0 = Nennwechsel- bzw. Nenngleichspannung Außenleiter gg.Erde

Tab. 2: Maximale Abschaltzeiten bei automatischer Abschaltung imFehlerfall gem. DIN VDE 0100-410, Tabelle 41.1

Die ► Erdung hängt von der guten und wirksamen Verbin-dung aller Betriebserder (PEN oder ► Schutzleiter) mit derErde ab. Da diese teilweise in den Verantwortungsbereichdes Netzbetreibers fällt, muss laut DIN VDE 0100-410 eineAbstimmung mit dem Netzbetreiber erfolgen.

Können die geforderten Abschaltzeiten nicht erreicht wer-den, so ist zu überprüfen, ob gem. DIN VDE 0100-410, Ab-schnitt 411.3.2.6 ein ► zusätzlicher Schutz-Potentialaus-gleich vorhanden ist.

Unter Abschnitt 18.2 beschreibt VDE 0113-1 Prüfziel und-methoden zur Durchführung der Überprüfung der automa-tischen Abschaltung an Maschinen. Je nach zu untersuchen-dem Netzsystem wird dann wie folgt unterschieden:

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1.2.2 Überprüfung des Schutzes durch Abschaltung der Versorgung

1 Prüfablauf

Für TT- und IT-Systemen (► Kap. 1.1.1.2 und► Kap. 1.1.1.3) verweist die Norm lediglich auf DIN VDE0100-600 „Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 6:Prüfungen“.

Für das TN-System (► Kap. 1.1.1.1) wird dagegen zwischenden zwei Prüfmethoden unterschieden, auf die nachfolgendgenauer eingegangen wird.

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1.2.2.1 Prüfung 1: Durchgängigkeit des Schutzleitersystems

1 Prüfablauf

1.2.2.1 Prüfung 1: Überprüfung der Durchgän-gigkeit des Schutzleitersystems

Das Schutzleitersystem einer Maschine trägt wesentlichdazu bei, Personenschutz zu leisten. Daher erklärt es sichfast von selbst, dass diese Schutzleiterverbindungen im Taktbzw. in Ordnung sein müssen, denn sie stellen letztlich eineArt „Lebensversicherung“ dar. Deshalb ist sicherzustellen,dass das System seine Funktion einwandfrei gewährleistenkann.

In Abschnitt 18.1 der VDE 0113-1 wird für Prüfungen an Ma-schinen eine bestimmte Reihenfolge als „Empfehlung“ dar-gestellt. Hinterfragt man aber Sinn und Zweck dieser Prüfrei-henfolge, wird der Fachkraft schnell klar: Diese Empfehlungist eigentlich ein Muss.

Die Begründung dafür ist relativ simpel: Sollte eine Schutz-leiterverbindung nicht in Ordnung, gar fehlerhaft oder unter-brochen sein, sind alle weiteren messtechnischen Prüfun-gen im betreffenden Stromkreis sinnlos, da sie überwiegendfalsche, wenn auch plausibel erscheinende Ergebnisse lie-fern.

Praktikern dürfte wohl klar sein, dass eine Prüfspannung (diebei sehr vielen Isolationswiderstandsmessungen z. B. 500 Vbetragen kann) auch am zu prüfenden Bauteil einer Maschi-ne ankommen können muss. Ist einer der beteiligten► Schutzleiter fehlerhaft oder gar unterbrochen, kann dasnicht funktionieren. Daher liefert eine Isolationswiderstands-messung, Alternativen inbegriffen, nur dann tragfähige Er-

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1.2.2.1 Prüfung 1: Durchgängigkeit des Schutzleitersystems

1 Prüfablauf

gebnisse, wenn die Schutzleiterverbindungen einwandfreifunktionieren und dies bereits vor der Messung überprüftund sichergestellt wurde.

Praxistipp

Im Vorfeld der Prüfung der Durchgängigkeit des Schutz-leitersystems ist auf Folgendes zu achten:

• Eine Unterbrechung des Schutzleiters durch Schaltge-räte oder ► Überstrom-Schutzeinrichtungen/-vorkeh-rungen ist nicht zulässig.

• Eine temporäre Demontage von Teilen darf nicht zurUnterbrechung eines Schutzleiters führen.Gleitverbindungen, z. B. Scharniere für Türen, müssen► niederohmig sein. Das kann durch Überbrückungmit flexibler Kupferlitze erfolgen. Dies trifft z. B. aufSchaltschranktüren zu. Bestehen Teile der Scharniereaus Kunststoff (Kunststoffeinpressbuchsen), ist dieHerstellung einer „künstlichen“ Schutzleiterverbin-dung (z. B. mit besagter Kupferlitze) unerlässlich.

• Werden verschiedene Metalle durch das Schutzleiter-system verbunden, ist eine elektrochemische Korrosi-on an der Anschlussstelle nicht auszuschließen. Eskann ein chemisches Element, bzw. eine chemischeSpannungsquelle entstehen. Dabei spielt Feuchtigkeiteine gravierende Rolle: Selbst bei normaler Luftfeuch-tigkeit können sich hier auf Dauer fatale Folgen er-geben.Kommt es zur elektrochemischen Korrosion, wirdstets das unedlere Metall angegriffen (häufig z. B. Alu-minium). Dieser Effekt ist auch messtechnisch nachzu-

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1.2.2.1 Prüfung 1: Durchgängigkeit des Schutzleitersystems

1 Prüfablauf

weisen, denn das Spannungsgefälle an einer solchenKorrosionsstelle geht vom edleren Metall hin zum un-edleren.

Jede Schutzleiterverbindung zwischen der zugehörigen PE-Klemme und relevanten Punkten der Maschine/maschinel-len Anlage ist zu prüfen.

Dabei sind folgende Besonderheiten zu beachten:

• Diese Prüfung 1 ist für jedes Schutzleitersystem durchzu-führen.

• Der ► Prüfstrom muss mindestens 0,2 A betragen;Stromstärken bis zu ca. 10 A sind nach VDE 0113-1 eben-falls zulässig.

• Der Prüfstrom ist aus einer getrennten Spannungsquellezu beziehen; wichtig hierbei ist, dass die– Leerlaufspannung max. 24 V AC oder DC beträgt und– keine PELV-Versorgung verwendet wird, da dies zu

fehlerhaften Ergebnissen führen kann.• Bei der Bewertung der Messungen ist darauf zu achten,

dass der gemessene ► Widerstand (RPE) im zu erwarten-den Bereich bleibt, wobei– Leitungslänge (l)– Leitungsquerschnitt (A) und– Leitermaterial (�)zu berücksichtigen sind.

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1.2.2.1 Prüfung 1: Durchgängigkeit des Schutzleitersystems

1 Prüfablauf

Prüfhinweise

• Um zu verhindern, dass beim Durchmessen einzelnerSchutzleiterverbindungen ein Teil des Prüfstroms überdas Maschinenbett oder andere Anlagenteile fließenkann, ist diese Verbindung einseitig zu lösen. Dazu eig-nen sich zentrale Anschlusspunkte, wie Klemmleistenoder z. B. Haupterdungsschienen. Beim erneuten An-schließen der Schutzleiterverbindung ist mit größtmögli-cher Sorgfalt vorzugehen.

• Bei Verwendung von Verlängerungsleitungen ist der Lei-tungswiderstand dieser Verlängerungen herauszurech-nen/vom Gesamtergebnis abzuziehen (Nullpunktab-gleich/Kompensation).

• Bei der Auswertung der erzielten Messergebnisse sinddie Umgebungsbedingungen und hierbei insbesondereder Temperatureinfluss zu berücksichtigen. Kupferleiterverhalten sich ggf. wie Kaltleiter, weswegen bei steigen-der Temperatur auch der ohmsche Widerstand (um ca.0,4 % pro 1 K) ansteigt. Dadurch können sich im Rahmenvon wiederkehrenden Prüfungen Leiterwiderstandswerteergeben, die die Werte bei Erstinbetriebnahme um Eini-ges übersteigen.

• Die Schutzleiterprüfung kann auch anhand einer Schlei-fenwiderstandsmessung erfolgen. Daraus ergibt sich derVorteil für den Prüfer, dass gleichzeitig der zugehörigeKurzschlussstrom ermittelt wird und somit Informationenüber eine Auswertung des Ausschaltvermögens derelektrischen Anlage mitgeliefert werden.

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1.2.2.1 Prüfung 1: Durchgängigkeit des Schutzleitersystems

1 Prüfablauf

• Bei komplexen Anlagen empfiehlt es sich, Übersichtsplä-ne, Verbindungslisten oder Schaltpläne hinzuzuziehen.Zusätzlich angefertigte Kopien können genutzt werden,um bereits überprüfte Verbindungen „abzuhaken“ oderanderweitig zu kennzeichnen.

• Nicht zufriedenstellende Messergebnisse lassen mögli-cherweise auf Korrosionsschäden schließen. Der Prüferkann hier Gewissheit erzielen, indem er die Messung miteiner Gleichspannungsquelle wiederholt.Dazu sind zwei Messungen erforderlich, wobei die zweiteMessung mit umgekehrter Polarität der Prüfspannung(also Umpolung) erfolgen sollte. Liefern diese beidenMessungen unterschiedliche Ergebnisse, ist das mit Si-cherheit auf Korrosion zurückzuführen.

Praxistipp

Sowohl bei der Prüfung von ortsveränderlichen Gerätenals auch bei der Anlagenprüfung führen einige handels-übliche Prüfgeräte teilweise bereits automatisiert einezweite Messung durch und liefern gleichzeitig Ergebnissefür die unterschiedlichen Polaritäten.

• Die Messergebnisse können mithilfe der folgenden Glei-chung überprüft werden (wobei R für RPE steht, s. o.):

⋅=

χ• Bei Verwendung größerer Prüfströme (< 10 A) erhöht

sich die Genauigkeit der Messung, insbesondere bei klei-nen Leitungswiderständen. Hierzu ein Beispiel als Ver-

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1.2.2.1 Prüfung 1: Durchgängigkeit des Schutzleitersystems

1 Prüfablauf

gleich: Bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen werden Mas-severbindungen zwischen Karosserieteilen mit einerStromstärke von 25 A, sog. Vierleitermessung, geprüft.

• Im Gegensatz zu anderen Prüfungen (wie z. B. Isolations-widerstandsmessungen ► Kap. 1.2.3) sind sowohl Prü-fung 1 als auch Prüfung 2 (auf die nachfolgend eingegan-gen wird) auch im Rahmen von wiederkehrenden Prüfun-gen ohne Stillsetzung oder Abschaltung der Maschineund somit jederzeit ohne größere Stillstandzeiten mög-lich.

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1.2.2.1 Prüfung 1: Durchgängigkeit des Schutzleitersystems

1 Prüfablauf

Bild 10: Schutzleiterprüfung, Beispiel (Quelle: F. Schlüter)

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Handbuch Prüfung elektrischer Maschinen

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