Ganz viele prüfende Elektrofachkräfte werden beim Thema Schleifenimpedanzmessungen unsicher. Muss man oder muss man nicht messen? Und wenn ja, was ist dabei wichtig? Die Messung der Schleifenimpedanz in Stromkreisen mit RCDs wird in den Normen nicht gefordert. Aber es ist praxisbewährt, sie trotzdem zu messen.
RCD-Auslösung vermeiden
16.05.2023 00:01 Uhr
Auf diese Weise kann man immerhin so auch fehlerhafte Klemmstellen finden und sich einen guten Überblick über Stromkreislängen verschaffen. Doch ganz so einfach ist das auch wieder nicht (Bild 1). Aber warum ist eigentlich die Schleifenimpedanzmessung hinter einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) nicht vorgeschrieben?
Methoden der Schleifenimpedanzmessung
Diese Messung ließ sich lange Zeit technisch überhaupt nicht realisieren, da mit der »einfachen« Schleifenimpedanzmessung die RCD zum Auslösen gebracht wird. Man erhält damit kein Messergebnis. Die Schleifenimpedanz wird vom Prüfgerät mit einem Prüfwiderstand ermittelt. Es wird zunächst die Netzspannung ohne Netzbelastung gemessen, sozusagen die Leerlaufspannung (\( U_{0}\)). Dann wird der Lastwiderstand des Prüfgerätes zugeschaltet, der eine Netzbelastung (\( I_{p}\)) zwischen 0,8 A und 22 A je nach Prüfgerät verursacht. Dabei wird die Netzspannung (\( U_{B}\)) wieder gemessen – sie geht durch die definierte Belastung etwas zurück. Das Prüfgerät berechnet aus dem Prüfstrom und dem Spannungsunterschied zwischen Leerlaufspannung und mit zusätzlichem Prüfwiderstand dann die Schleifenimpedanz: \( Z_{S}\) = (\( U_{0}\)-\( U_{B}\))/\( I_{B}\). Da ja der Prüfstrom bei der Schleifenimpedanz über den PE, und nicht über den Neutralleiter fließt, tritt im Summenstromwandler der RCD eine Differenz auf, woraufhin die RCD auslöst.
Natürlich hat die Prüfgeräteindustrie schon in den vergangenen Jahrzehnten versucht, dennoch Prüfverfahren für die Schleifenimpedanz zu entwickeln, die mit Tricks am RCD »vorbeimessen« können. Dabei sind einige Verfahren entwickelt worden, die sich mehr oder weniger gut eignen. Manche Prüfgeräte bieten außerdem verschiedene Methoden zur Schleifenimpedanzmessung an (Bild 2). Dies ist jedoch nicht selbstverständlich und garantiert trotzdem nicht, dass in allen Fällen eine Messung durchgeführt werden kenn.
Die 15-mA-Messung
Früher wurde einfach der Prüfstrom auf etwa 15 mA begrenzt. Damit wurde je nach Vorbelastung der RCD halbwegs eine Auslösung verhindert. Ein derartiges Messergebnis ist jedoch kaum bewertbar. Oft werden nur Messergebnisse in ganzen Ohm-Zahlen ausgegeben oder die Betriebsmessabweichung beträgt ± 1 Ω oder mehr. Diese Methode ist heute noch geeignet für Motorstromkreise mit sehr kleinen Leistungen.
Erläuterung des DC-Verfahrens
Mit Hilfe eines DC-Stroms, welcher zwischen dem Neutralleiter und dem Schutzleiter über den zentralen Erdungspunkt fließt, wird die vorgeschaltete RCD zeitweise »betäubt«. Diese Betäubung wirkt nur während der Messung, es muss aber ein Strom von etwa 1,3 A zum Fließen kommen.
Dieses Verfahren funktioniert nur in TN-Netzsystemen zuverlässig. In TT- oder sogar IT-Systemen kommt der DC-Strom nicht zum Fließen und die RCD löst aus. Auch bei allstromsensitiven RCDs, also bei Typen B, B-MI, EV oder ähnlichen, funktioniert dieses Verfahren nicht. Viel problematischer ist aber, dass mit diesem Verfahren auch keine fehlerhaften Klemmstellen gefunden werden können, denn die Fehlerstellen sind durch den DC-Sperrstrom schon vor der Messung leitfähig gemacht worden.
Bewertung der Schleifenimpedanzmessung mittels Pulsmessverfahren
Beim Pulsmessverfahren wird der Prüfstrom nur für wenige Millisekunden aufgeschaltet (typisch etwa 6 ms). Um genauere Ergebnisse zu erhalten, wird die Messung in kurzen Abständen mehrfach wiederholt, damit die RCD nicht doch noch auslöst. Dabei erfolgt die Messung aber mit vollem Prüfstrom, meistens 6 A bis 22 A.
Dieses Verfahren erzielt erstaunlich gute Messwerte. Im Vergleich zur Netzinnenwiderstandsmessung kommen jedoch immer mal Ausreißer bei den Messwerten vor. Die Messung dauert etwa 6 s bis 10 s – das erfordert also schon etwas Geduld.
Mögliche Alternative
Wer doch lieber hardwarebasiert arbeiten möchte, kann letztlich eine einfache Alternative benutzen. Seit einiger Zeit gibt es eine Steckbrücke mit Magnetkontakten, mit der sich eine RCD für die Messung überbrücken lässt (Bild 3).
Diese Brücke ist zweipolig ausgeführt, kann auch im »Doppelpack« bei vierpoligen RCDs benutzt werden und passt auf die meisten marktüblichen RCDs. Auf diese Art und Weise ist es dann möglich, die RCD kurzzeitig unwirksam werden zu lassen und somit eine Schleifenimpedanzmessung durchzuführen.
QUELLE:
de – das elektrohandwerk
AUTOR:
Michael Lochthofen, Mebedo Consulting GmbH, Montabaur