Eine Leckstromzange wird um eine Leitung gelegt und zeigt 6,8 A an. Ist das ein gefährlich hoher Ableitstrom?
Nicht unbedingt.
Wurde nur der Außenleiter umfasst, misst die Zange im Wesentlichen den normalen Laststrom des Stromkreises.
Wird dieselbe Zange dagegen gleichzeitig um Außenleiter und Neutralleiter gelegt, kann sie den zwischen Hin- und Rückstrom verbleibenden Differenzstrom erfassen.
Wird ausschließlich der Schutzleiter umfasst, wird wiederum der tatsächlich über diesen Leiter fließende Schutzleiterstrom gemessen.
Die Position der Messzange entscheidet deshalb unmittelbar darüber, welche elektrische Größe überhaupt gemessen wird.
Für die Fehlersuche an unerwünschten FI-/RCD-Auslösungen ist dies besonders wichtig.
Vereinfacht gilt:
Einzelner aktiver Leiter → Laststrom
Alle aktiven Leiter gemeinsam → Differenzstrom
Nur Schutzleiter → Schutzleiterstrom
Für eine Differenzstrommessung werden alle aktiven Leiter desselben Stromkreises gemeinsam von der Zange umfasst. Der Schutzleiter darf dabei nicht mit durch die Zange geführt werden.
Wie funktioniert eine Leckstromzange?
Eine Stromzange erfasst das Magnetfeld, das durch einen elektrischen Strom im umschlossenen Leiter entsteht.
Wird nur ein Leiter umfasst, entspricht das Magnetfeld im Wesentlichen dem Strom dieses Leiters.
Werden dagegen mehrere Leiter mit entgegengesetzter Stromrichtung gleichzeitig umfasst, überlagern sich deren Magnetfelder.
Bei einem fehlerfreien einphasigen Stromkreis gilt vereinfacht:
Strom über L hin ≈ Strom über N zurück
Die beiden Ströme besitzen entgegengesetzte Richtung.
Innerhalb der Stromzange heben sich ihre magnetischen Wirkungen daher weitgehend auf.
Fließt jedoch ein Teil des Stromes über:
- Schutzleiter,
- Erde,
- Potentialausgleich,
- Maschinengehäuse,
- Kabelschirm,
- Rohrleitung oder andere leitfähige Verbindung
zurück, fehlt dieser Stromanteil im normalen Hin- und Rückweg.
Die Zange erkennt die verbleibende Differenz.
Dieses Prinzip ist die Grundlage der Differenzstrommessung.
Was ist der Unterschied zwischen Leckstrom, Differenzstrom und Schutzleiterstrom?
Im praktischen Sprachgebrauch werden Begriffe wie Leckstrom, Fehlerstrom, Ableitstrom und Differenzstrom häufig miteinander vermischt.
Für die Interpretation der Messung ist eine Unterscheidung hilfreich.
Differenzstrom:
Stromdifferenz zwischen allen aktiven Hin- und Rückleitern eines Stromkreises.
Schutzleiterstrom:
Strom, der tatsächlich im Schutzleiter PE fließt.
Ableitstrom:
Strom, der unter normalen Betriebsbedingungen beispielsweise über kapazitive Kopplungen, EMV-Filter oder Isolationen gegen Erde fließt.
Fehlerstrom:
Strom, der infolge eines Isolationsfehlers beziehungsweise einer fehlerhaften Verbindung einen unerwünschten Stromweg nimmt.
Eine Leckstrommesszange kann je nach Ansetzpunkt unterschiedliche dieser Stromanteile sichtbar machen.
Was misst die Zange an einer einzelnen Ader?
Wird die Stromzange nur um einen einzelnen aktiven Leiter gelegt, misst sie den gesamten Strom dieses Leiters.
Beispiel:
Ein Verbraucher nimmt:
6,4 A
auf.
Wird nur der Außenleiter L umfasst, zeigt die Zange ungefähr:
6,4 A
.
Dieser Wert ist kein Leckstrom.
Es handelt sich überwiegend um den normalen Betriebs- beziehungsweise Laststrom.
Eine hochauflösende Leckstrommesszange kann zwar prinzipiell ebenfalls einen einzelnen Leiter messen, die Messung beantwortet dann jedoch eine völlig andere Frage.
Ein einzelner aktiver Leiter ist daher der richtige Ansetzpunkt für eine Laststrommessung, nicht für die klassische Differenzstrommessung.
Warum werden für den Differenzstrom alle aktiven Leiter gemeinsam umfasst?
Bei der Differenzstrommessung soll nicht der Laststrom selbst gemessen werden.
Stattdessen interessiert ausschließlich der Anteil, der nicht über die vorgesehenen aktiven Leiter zurückkehrt.
Dazu werden sämtliche aktiven Leiter des betreffenden Stromkreises gemeinsam durch die Zange geführt.
Bei einem einphasigen Stromkreis:
L + N
Bei einem dreiphasigen Stromkreis ohne Neutralleiter:
L1 + L2 + L3
Bei einem dreiphasigen Stromkreis mit Neutralleiter:
L1 + L2 + L3 + N
Der Schutzleiter bleibt jeweils außerhalb.
Im normalen Zustand kompensieren sich die Betriebsströme innerhalb der Zange weitgehend.
Die Anzeige entspricht dann dem verbleibenden Differenzstrom.
Wie wird bei einem einphasigen Stromkreis gemessen?
Bei einem üblichen einphasigen 230-V-Stromkreis werden:
L und N gemeinsam
von der Messzange umfasst.
PE bleibt außerhalb.
Beispiel:
Über L fließen:
5,000 A
zur Last.
Über N fließen:
4,996 A
zurück.
Die Differenz beträgt:
4 mA
.
Eine geeignete Leckstromzange kann diesen kleinen Differenzstrom erfassen, obwohl gleichzeitig mehrere Ampere Betriebsstrom durch die beiden Leiter fließen.
Genau darin liegt der Unterschied zu einer normalen Laststrommessung.
Wie wird bei einem Drehstromkreis gemessen?
Bei einem Drehstromverbraucher müssen ebenfalls alle aktiven Leiter desselben Stromkreises innerhalb der Zange liegen.
Ohne Neutralleiter bedeutet dies:
L1 + L2 + L3
.
Mit Neutralleiter:
L1 + L2 + L3 + N
.
Auch bei unsymmetrischer Belastung funktioniert dieses Prinzip.
Ein höherer Strom auf L1 als auf L2 bedeutet nicht automatisch einen Differenzstrom, weil die momentanen beziehungsweise vektoriellen Ströme des kompletten Systems betrachtet werden.
Entscheidend ist, ob die Summe aller aktiven Leiter einen Reststrom ergibt.
Wann muss der Neutralleiter mit durch die Zange?
Ist ein Neutralleiter Bestandteil des zu prüfenden Stromkreises, muss er bei der Differenzstrommessung mit erfasst werden.
Wird beispielsweise bei einem einphasigen Stromkreis nur L durch die Zange geführt und N bleibt außerhalb, zeigt die Zange den vollständigen Laststrom an.
Das Gleiche gilt bei einem dreiphasigen Vierleitersystem.
Werden nur:
L1 + L2 + L3
umfasst, obwohl ein relevanter Neutralleiterstrom fließt, entspricht die Anzeige nicht dem gewünschten Differenzstrom.
Grundregel: Alle stromführenden Hin- und Rückleiter desselben Stromkreises müssen gemeinsam erfasst werden.
Wann wird ausschließlich der Schutzleiter gemessen?
Eine Messung nur am PE beantwortet eine andere Frage:
Wie viel Strom fließt tatsächlich durch diesen Schutzleiter?
Der Schutzleiterstrom kann beispielsweise verursacht werden durch:
- EMV-Filter,
- Entstörkondensatoren,
- kapazitive Ableitströme,
- Isolationsfehler,
- Feuchtigkeit,
- defekte Verbraucher.
Die PE-Messung ist daher bei der Fehlersuche sehr wertvoll.
Sie zeigt jedoch ausschließlich den Strom, der über genau diesen Schutzleiter fließt.
Sie erfasst nicht automatisch alle anderen möglichen Rückwege zur Erde.
Warum darf PE bei der Differenzstrommessung nicht mit umfasst werden?
Bei einer klassischen Differenzstrommessung darf der Schutzleiter nicht zusammen mit den aktiven Leitern innerhalb der Zange liegen.
Angenommen, ein Ableitstrom fließt von L über ein Gerätegehäuse zum PE.
Wird gemessen über:
L + N
erscheint dieser Strom als Differenz, weil er nicht über N zurückfließt.
Wird dagegen auch PE mit umfasst:
L + N + PE
fließt der zuvor fehlende Strom ebenfalls wieder durch die Messöffnung.
Die magnetischen Wirkungen können sich erneut kompensieren.
Die Anzeige kann dadurch sehr klein oder nahezu null werden, obwohl tatsächlich ein relevanter Ableitstrom vorhanden ist.
Alle aktiven Leiter gemeinsam: ja. Schutzleiter zusätzlich mit durch die Zange: nein.
Warum können Differenzstrom und Schutzleiterstrom unterschiedlich sein?
In einer idealisierten Anlage könnte man erwarten:
Differenzstrom ≈ Schutzleiterstrom
In der Praxis ist dies jedoch nicht zwingend der Fall.
Der Grund sind zusätzliche leitfähige Verbindungen.
Ein Fehler- oder Ableitstrom kann beispielsweise teilweise fließen über:
- PE,
- Kabelschirm,
- Potentialausgleich,
- Metallrohre,
- Maschinenrahmen,
- Gebäudekonstruktion,
- andere geerdete Komponenten.
Die Differenzstrommessung an allen aktiven Leitern erfasst grundsätzlich den Stromanteil, der den aktiven Stromkreis auf einem anderen Weg verlässt.
Die PE-Messung zeigt dagegen nur den Anteil in einem bestimmten Schutzleiter.
Beide Messungen ergänzen sich deshalb bei der Fehlersuche.
Welche Rolle spielen parallele Erd- und Potentialausgleichswege?
In komplexen Industrieanlagen bestehen häufig mehrere galvanische Verbindungen zwischen Maschinen und Erde.
Dazu gehören beispielsweise:
- Schutzleiter,
- Potentialausgleichsleiter,
- Motorleitungen mit Schirm,
- metallische Rohrleitungen,
- Tragsysteme,
- Netzwerkkabelschirme.
Ein Ableitstrom kann sich deshalb auf mehrere Rückwege verteilen.
Eine Messung ausschließlich am PE kann beispielsweise:
8 mA
zeigen, während die Differenzstrommessung am zugehörigen Abgang:
14 mA
anzeigt.
Die Differenz bedeutet nicht automatisch, dass eine der beiden Messungen falsch ist.
Ein Teil des Stromes kann über einen anderen Erdpfad zurückfließen.
Warum dürfen nicht beliebige Leiter verschiedener Stromkreise gemeinsam gemessen werden?
Für eine aussagekräftige Differenzstrommessung müssen alle Leiter innerhalb der Zange zum selben elektrischen Stromkreis gehören.
Werden beispielsweise:
- L eines Stromkreises A und
- N eines Stromkreises B
gemeinsam umfasst, besitzen die Ströme keinen definierten Zusammenhang.
Die Zange zeigt dann eine Differenz, die mit dem gesuchten Ableitstrom nichts zu tun haben muss.
Dasselbe Problem entsteht, wenn mehrere Abgänge nur teilweise gemeinsam erfasst werden.
Vor der Messung muss deshalb eindeutig bekannt sein, welche Leiter zu welchem Stromkreis gehören.
Was passiert bei gemeinsam genutzten Neutralleitern?
Gemeinsame beziehungsweise anderswo zusammengeführte Neutralleiter können die Fehlersuche deutlich erschweren.
Fließt der Rückstrom eines Außenleiters teilweise über einen anderen Neutralleiterpfad, erscheint an der Messstelle ein Differenzstrom.
Dieser muss nicht zwingend durch einen Isolationsfehler gegen Erde verursacht werden.
Auch:
- falsch zugeordnete Neutralleiter,
- unzulässige N-Verbindungen,
- Verdrahtungsfehler,
- mehrere gekoppelte Stromkreise
können entsprechende Messbilder erzeugen.
Eine auffällige Differenzstrommessung ist deshalb zunächst ein Diagnosehinweis und noch keine vollständige Fehlerursache.
Was ist bei parallel geführten Leitern zu beachten?
Bei hohen Leistungen können Außenleiter aus mehreren parallel geschalteten Einzeladern bestehen.
Für die vollständige Differenzstrommessung müssen dann alle parallel geführten Leiter des jeweiligen aktiven Strompfades berücksichtigt werden.
Wird beispielsweise von zwei parallelen L1-Leitern nur einer innerhalb der Zange geführt, während beide Neutralleiter beziehungsweise die übrigen Phasen komplett erfasst werden, entsteht allein durch den Messaufbau eine große scheinbare Differenz.
Bei großen Leiterpaketen ist deshalb zusätzlich eine ausreichend große Zangenöffnung erforderlich.
Wie hilft die Leckstromzange bei unerwünschten RCD-Auslösungen?
Ein häufiger Einsatzbereich einer Leckstromzange ist die Fehlersuche bei einem FI-/RCD-Schutzschalter, der sporadisch oder unerwartet auslöst.
Eine sinnvolle Strategie besteht darin, zunächst den gesamten betroffenen Abgang zu erfassen.
Dazu werden alle aktiven Leiter gemeinsam gemessen.
Ist der Differenzstrom auffällig, kann anschließend weiter unterteilt werden:
Hauptabgang → Unterverteilung → einzelner Stromkreis → einzelner Verbraucher
Auf diese Weise lässt sich der Stromkreis mit dem größten Beitrag schrittweise lokalisieren.
Die Leckstrommessung ersetzt dabei nicht die normativ erforderliche Prüfung des RCD.
Sie ist vor allem ein leistungsfähiges Diagnosewerkzeug für die Fehlersuche.
Warum sind Frequenzumrichter und Netzfilter besonders interessant?
Elektronische Verbraucher können auch ohne klassischen Isolationsfehler relevante Ableitströme erzeugen.
Typische Beispiele sind:
- Frequenzumrichter,
- Schaltnetzteile,
- Servoregler,
- USV-Systeme,
- Netzfilter,
- lange geschirmte Motorleitungen.
EMV-Filter besitzen häufig Kondensatoren gegen Erde.
Zusätzlich entstehen bei schnell schaltenden Leistungshalbleitern hochfrequente Gleichtaktströme.
Die gemessenen Ableitströme können dadurch:
- frequenzabhängig,
- lastabhängig,
- betriebszustandsabhängig
sein.
Ein hoher Differenzstrom bedeutet deshalb nicht automatisch eine beschädigte Kabelisolation.
Der jeweilige Verbraucher und sein normales Ableitstromverhalten müssen berücksichtigt werden.
Welche Rolle spielen Frequenzbereich und Filter?
Eine Leckstrommesszange erfasst nicht zwangsläufig jeden Stromanteil unabhängig von seiner Frequenz gleich.
Bei elektronischen Lasten können neben 50-Hz- beziehungsweise 60-Hz-Anteilen auch höherfrequente Ströme auftreten.
Ein zuschaltbarer Filter kann hilfreich sein, wenn gezielt zwischen:
- netzfrequentem Anteil und
- höherfrequenten Stör- beziehungsweise Ableitströmen
unterschieden werden soll.
Die Filterfunktion darf jedoch nicht beliebig verwendet werden.
Je nach Diagnosefrage kann gerade der hochfrequente Anteil relevant sein.
Vor der Bewertung sollte deshalb bekannt sein, welchen Frequenzbereich das verwendete Messgerät beziehungsweise der gewählte Filter tatsächlich erfasst.
Kann jede Leckstromzange auch Gleichfehlerströme messen?
Nein.
Viele klassische Fehlerstrom- beziehungsweise Leckstromzangen messen ausschließlich Wechselstrom.
Ein entsprechendes Gerät kann dann beispielsweise sehr kleine AC-Ableitströme präzise erfassen, jedoch keinen glatten DC-Fehlerstrom messen.
Das ist insbesondere bei Anlagen mit:
- Leistungselektronik,
- PV-Wechselrichtern,
- Frequenzumrichtern,
- Ladetechnik,
- Gleichspannungszwischenkreisen
zu berücksichtigen.
Für die Geräteauswahl muss daher zunächst geklärt werden, welche Stromform tatsächlich erfasst werden soll.
Eine AC-Leckstromzange darf nicht automatisch als Messgerät für AC- und DC-Fehlerströme interpretiert werden.
Wie wird die Zange mechanisch richtig angesetzt?
Bei kleinen Differenzströmen ist auch die mechanische Anwendung wichtig.
Vor der Messung sollte kontrolliert werden, dass:
- die Zangenbacken vollständig schließen,
- keine Verschmutzungen auf den Kontaktflächen liegen,
- die Leiter vollständig innerhalb der Messöffnung liegen,
- die Messzange nicht mechanisch verspannt wird,
- die Leiter möglichst günstig innerhalb der Öffnung positioniert werden.
Eine nur teilweise geschlossene Zange kann die Messgenauigkeit deutlich beeinträchtigen.
Gerade bei Messungen im µA- beziehungsweise niedrigen mA-Bereich sollte deshalb sorgfältiger gearbeitet werden als bei einer groben Laststrommessung.
Wie beeinflussen große Lastströme und Magnetfelder die Messung?
Bei der Differenzstrommessung wird ein sehr kleiner Reststrom in Gegenwart wesentlich größerer Betriebsströme bestimmt.
Beispielsweise können:
20 A Laststrom
über Hin- und Rückleiter fließen, während gesucht wird nach:
5 mA Differenzstrom
.
Das Verhältnis zwischen beiden Größen ist sehr groß.
Deshalb können:
- ungünstige Leiterposition,
- nicht vollständig geschlossene Zangenbacken,
- starke benachbarte Magnetfelder,
- große Stromschienen unmittelbar neben der Zange
die Messung stärker beeinflussen als bei einer normalen Strommessung.
Wiederholungsmessungen mit möglichst reproduzierbarer Zangenposition helfen, auffällige Werte zu verifizieren.
Welcher Messbereich ist sinnvoll?
Leck- und Fehlerströme liegen häufig deutlich unter dem normalen Laststrom.
Eine gewöhnliche Stromzange mit beispielsweise:
0 ... 600 A
Messbereich und geringer Auflösung ist deshalb nicht automatisch geeignet.
Für die Diagnose kleiner Differenzströme sind insbesondere wichtig:
- kleiner unterer Messbereich,
- hohe Auflösung,
- ausreichende Genauigkeit,
- TRMS-Messung bei nicht sinusförmigen Strömen,
- passender Frequenzbereich.
Der größte verfügbare Messbereich ist für eine Leckstrommessung nicht automatisch der beste.
Entscheidend ist, dass der erwartete Fehlerstrom mit ausreichender Auflösung dargestellt wird.
Was ist bei der Arbeit in elektrischen Anlagen zu beachten?
Eine Stromzange ermöglicht grundsätzlich eine Strommessung, ohne den Leiter elektrisch aufzutrennen.
Das bedeutet jedoch nicht, dass jede Messung in einer geöffneten Verteilung automatisch gefahrlos ist.
Vor der Messung müssen insbesondere berücksichtigt werden:
- Qualifikation der ausführenden Person,
- zulässiger Arbeitszustand der Anlage,
- Berührungsschutz,
- Messkategorie des Instruments,
- maximal zulässige Spannung,
- betriebliche Sicherheitsregeln und Arbeitsverfahren.
Leiter sollten nicht allein für eine Messung unter Spannung umgelegt oder voneinander getrennt werden, wenn dies eine Gefährdung erzeugt.
Ist kein geeigneter Messpunkt vorhanden, muss zunächst ein sicherer Prüfaufbau geschaffen werden.
Der Schutzleiter darf für eine Leckstrommessung nicht unterbrochen werden.
Praxisbeispiel: RCD löst sporadisch aus
In einer Werkstatt löst ein RCD unregelmäßig aus.
Mehrere Maschinen sind an der betroffenen Unterverteilung angeschlossen.
Zunächst wird die Leckstromzange um:
L1 + L2 + L3 + N
des betroffenen Abgangs gelegt.
PE bleibt außerhalb.
Die Anzeige beträgt:
18 mA
.
Anschließend werden die einzelnen nachgeschalteten Stromkreise auf dieselbe Weise gemessen.
Mehrere kleinere Verbraucher verursachen zusammen:
6 mA
.
Ein Stromkreis mit Frequenzumrichter zeigt weitere:
11 mA
.
Beim Beschleunigen des Motors steigt dieser Wert kurzzeitig deutlich an.
Die Messung am zugehörigen PE zeigt ebenfalls einen Strom, jedoch nicht exakt denselben Wert wie die Differenzstrommessung.
Die Maschine besitzt zusätzlich eine geschirmte Motorleitung und metallische Potentialausgleichsverbindungen.
Damit wird deutlich:
Die RCD-Auslösung wird nicht durch einen einzigen großen Isolationsfehler verursacht, sondern durch die Summe mehrerer betriebsbedingter Ableitströme und einen zusätzlichen dynamischen Anteil des Antriebssystems.
Erst die korrekte Messung aller aktiven Leiter ermöglichte es, den tatsächlichen Beitrag der einzelnen Stromkreise systematisch zu vergleichen.
Fehlerstrom systematisch eingrenzen
- Betroffenen Stromkreis eindeutig bestimmen.
- Netzform und Leiterbelegung feststellen.
- Prüfen, ob ein Neutralleiter vorhanden ist.
- Geeignete Leckstromzange auswählen.
- Messkategorie und zulässige Spannung kontrollieren.
- Alle aktiven Leiter des Abgangs gemeinsam umfassen.
- PE außerhalb der Zange lassen.
- Differenzstrom unter normalem Betriebszustand erfassen.
- Bei wechselnden Lastzuständen erneut messen.
- Nachgeschaltete Stromkreise schrittweise vergleichen.
- Bei Bedarf Schutzleiter separat messen.
- Parallele Erd- und Schirmwege berücksichtigen.
- Elektronische Verbraucher und Frequenzumrichter identifizieren.
- Frequenzbereich beziehungsweise Filtereinstellung kontrollieren.
- Auffälligen Verbraucher anschließend mit geeigneten Prüfverfahren weiter untersuchen.
Welcher Messaufbau beantwortet welche Frage?
| Ansetzpunkt der Zange | Was wird gemessen? | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| Nur L beziehungsweise einzelne Phase | Laststrom dieses Leiters | Betriebsstrom prüfen |
| L + N | Differenzstrom des einphasigen Stromkreises | Ableit-/Fehlerstrom suchen |
| L1 + L2 + L3 | Differenzstrom eines Drehstromkreises ohne N | Fehlerstrom an Drehstromverbraucher |
| L1 + L2 + L3 + N | Differenzstrom eines Drehstromkreises mit N | Fehlerstrom an Vierleitersystem |
| Nur PE | Schutzleiterstrom | Strom im konkreten Schutzleiter untersuchen |
| Aktive Leiter + PE | Kann sich weitgehend kompensieren | Für klassische Differenzstrommessung ungeeignet |
Häufige Messfehler
- Nur eine Phase umfassen und den Messwert als Leckstrom interpretieren: Gemessen wird überwiegend der Laststrom.
- Neutralleiter bei der Differenzstrommessung vergessen: Bei einem Stromkreis mit N muss dieser ebenfalls durch die Zange geführt werden.
- Schutzleiter zusammen mit L und N umfassen: Der gesuchte Differenzstrom kann sich innerhalb der Zange wieder kompensieren.
- Nur PE messen und den Wert mit dem gesamten Differenzstrom gleichsetzen: Andere Erd- und Potentialausgleichswege bleiben unberücksichtigt.
- Leiter verschiedener Stromkreise mischen: Die resultierende Differenz besitzt keine eindeutige Aussage.
- Gemeinsam genutzte Neutralleiter übersehen: Rückströme können außerhalb des erwarteten Messpfades verlaufen.
- Parallelleiter nur teilweise umfassen: Es entsteht eine scheinbar sehr große Differenz.
- Alle Adern eines Kabels einschließlich PE gemeinsam umfassen: Der Fehlerstrom kann sich magnetisch kompensieren.
- Normale Stromzange mit zu geringer Auflösung verwenden: Kleine Fehlerströme verschwinden in der Auflösung des Gerätes.
- AC-Messgerät für DC-Fehlerstrom verwenden: Nicht jede Leckstromzange erfasst Gleichstromanteile.
- Zangenbacken nicht vollständig schließen: Insbesondere kleine Ströme können dadurch falsch gemessen werden.
- Große benachbarte Leiter ignorieren: Starke externe Magnetfelder können empfindliche Messungen beeinflussen.
- Filter einschalten, ohne die Diagnosefrage zu berücksichtigen: Relevante hochfrequente Anteile können unterdrückt werden.
- Einzelnen Momentanwert als vollständige Diagnose betrachten: Viele Fehler- und Ableitströme hängen von Last und Betriebszustand ab.
- RCD-Fehlersuche mit RCD-Prüfung gleichsetzen: Die Leckstrommessung ersetzt nicht die vorgeschriebenen Schutzmaßnahmenprüfungen.
HT77N und HT78 für Fehlerstrommessungen
HT77N
Die HT77N ist eine Wechselstromzange für die Messung kleiner Fehler- und Leckströme.
Der AC-TRMS-Messbereich reicht von:
10 µA bis 100 A
.
Im kleinsten Bereich steht eine Auflösung bis:
1 µA
zur Verfügung.
Dadurch eignet sich die Zange insbesondere für die Fehlersuche an Stromkreisen, bei denen RCDs beziehungsweise FI-Schutzschalter wiederholt unerwünscht auslösen.
Die maximale Aufnahme für Kabel beziehungsweise Leiterbündel beträgt:
40 mm
.
Die Überspannungskategorie ist:
CAT III 300 V
.
Damit eignet sich die HT77N besonders für:
- kleine AC-Differenzströme,
- Schutzleiterstrommessungen,
- Fehlersuche an RCD-Stromkreisen,
- Messungen im µA- und mA-Bereich.
Weitere Informationen finden Sie bei der HT77N Wechselstromzange zur Messung von Fehlerströmen.
HT78 für große Leiterbündel
Bei größeren Kabeln beziehungsweise mehreren gemeinsam zu umfassenden Leitern kann eine größere Zangenöffnung erforderlich sein.
Die HT78 besitzt eine maximale Aufnahme bis:
108 mm
.
Der AC-TRMS-Messbereich reicht von:
0,1 mA bis 3000 A
.
Zusätzlich steht ein zuschaltbarer Tiefpassfilter zur Verfügung.
Damit kann die HT78 insbesondere bei größeren Kabelbündeln beziehungsweise industriellen Anwendungen interessant sein.
Weitere Fehlerstromzangen finden Sie unter Leckstrommesszangen / Fehlerstrom bei ICS Schneider.
Die vollständige Übersicht finden Sie unter Elektrische Mess- und Prüfgeräte bei ICS Schneider.
Fazit
Bei einer Leckstrommessung entscheidet der Ansetzpunkt der Zange darüber, welche elektrische Größe tatsächlich gemessen wird.
Eine Zange um einen einzelnen Außenleiter misst überwiegend den Laststrom.
Für die klassische Differenzstrommessung müssen dagegen sämtliche aktiven Leiter desselben Stromkreises gemeinsam umfasst werden.
Bei einem einphasigen Stromkreis sind dies:
L + N
.
Bei einem dreiphasigen Stromkreis mit Neutralleiter:
L1 + L2 + L3 + N
.
Der Schutzleiter bleibt dabei außerhalb der Zange.
Eine separate Messung nur am PE liefert dagegen den Strom, der tatsächlich über diesen Schutzleiter zurückfließt.
Differenzstrom und PE-Strom müssen nicht identisch sein, weil in realen Anlagen weitere Rückwege über Potentialausgleich, Kabelschirme, Rohrleitungen oder Maschinenkonstruktionen vorhanden sein können.
Für eine aussagekräftige Diagnose müssen außerdem Neutralleiterzuordnung, Parallelleiter, Frequenzbereich, mögliche DC-Anteile und der Betriebszustand der Verbraucher berücksichtigt werden.
Die wichtigste Regel lautet deshalb: Soll der Differenzstrom eines Stromkreises gemessen werden, gehören alle aktiven Leiter dieses Stromkreises gemeinsam durch die Leckstromzange – der Schutzleiter jedoch nicht. Soll dagegen gezielt der Strom im PE untersucht werden, wird ausschließlich der Schutzleiter umfasst.
FAQ: Leckstromzange richtig ansetzen
Muss eine Leckstromzange um eine einzelne Ader gelegt werden?
Nur wenn der Strom dieser einzelnen Ader gemessen werden soll. Für eine Differenzstrommessung werden alle aktiven Leiter des Stromkreises gemeinsam umfasst.
Welche Leiter müssen bei einem einphasigen Stromkreis durch die Zange?
Für die Differenzstrommessung werden Außenleiter L und Neutralleiter N gemeinsam umfasst. Der Schutzleiter PE bleibt außerhalb.
Welche Leiter müssen bei einem Drehstromkreis durch die Zange?
Ohne Neutralleiter werden L1, L2 und L3 gemeinsam umfasst. Ist ein Neutralleiter vorhanden und Teil des Stromkreises, müssen L1, L2, L3 und N gemeinsam erfasst werden.
Darf der Schutzleiter bei der Differenzstrommessung mit durch die Zange?
Nein. Fließt der Fehlerstrom über PE zurück und wird PE ebenfalls umfasst, kann sich dieser Strom innerhalb der Messzange wieder mit den aktiven Leiterströmen kompensieren.
Was messe ich, wenn ich nur den Schutzleiter umfasse?
Dann wird der Strom gemessen, der tatsächlich durch diesen Schutzleiter fließt. Dies wird häufig als Schutzleiterstrom bezeichnet.
Ist der Schutzleiterstrom immer gleich dem Differenzstrom?
Nein. Ein Teil des Ableit- oder Fehlerstromes kann über Kabelschirme, Potentialausgleich, Rohrleitungen, Maschinenrahmen oder andere geerdete Verbindungen zurückfließen.
Warum zeigt die Zange an einem einzelnen Außenleiter mehrere Ampere an?
Weil sie dort den normalen Betriebs- beziehungsweise Laststrom misst. Dieser Wert darf nicht mit dem Leckstrom verwechselt werden.
Kann ich einfach das komplette fünfadrige Kabel mit der Zange umfassen?
Nicht für die klassische Differenzstrommessung, wenn sich innerhalb des Kabels auch PE befindet und dieser mit umfasst wird. Benötigt wird ein Messpunkt, an dem die aktiven Leiter gemeinsam und PE getrennt erfasst werden können.
Warum zeigt die Leckstromzange trotz intakter Isolation einige Milliampere an?
Elektronische Verbraucher und EMV-Filter können konstruktionsbedingt kapazitive Ableitströme gegen Erde erzeugen. Ein gemessener Differenzstrom bedeutet deshalb nicht automatisch einen Isolationsdefekt.
Kann ein Frequenzumrichter hohe Ableitströme verursachen?
Ja. EMV-Filter, schnelle Schaltvorgänge und geschirmte Motorleitungen können frequenzabhängige Ableit- beziehungsweise Gleichtaktströme erzeugen.
Misst die HT77N auch Gleichfehlerströme?
Die HT77N ist für AC-TRMS-Strommessungen ausgelegt. Für Anwendungen, bei denen Gleichstrom- beziehungsweise glatte DC-Fehlerstromanteile relevant sind, muss ein dafür geeignetes Messverfahren beziehungsweise Messgerät ausgewählt werden.
Warum ist eine hohe Auflösung wichtig?
Bei der Fehlersuche werden häufig Differenzströme im µA- oder mA-Bereich gemessen, während gleichzeitig Betriebsströme von mehreren Ampere fließen. Eine gewöhnliche Laststromzange besitzt dafür häufig nicht die erforderliche Auflösung.
Kann eine Leckstromzange einen RCD prüfen?
Sie eignet sich hervorragend zur Diagnose von Ableit- und Differenzströmen. Die normgerechte Funktions- und Auslöseprüfung eines RCD erfordert jedoch ein dafür vorgesehenes Prüfgerät beziehungsweise Prüfverfahren.
Welche Leckstromzange eignet sich für kleine Fehlerströme?
Ein Beispiel ist die HT77N. Sie misst AC-TRMS-Ströme ab 10 µA und bietet im kleinsten Bereich eine Auflösung von 1 µA.
Was kann ich tun, wenn alle aktiven Leiter nicht in die Zange passen?
Dann wird eine Messzange mit größerer Öffnung oder ein anderer geeigneter Messpunkt benötigt. Für große Leiterbündel kann beispielsweise die HT78 mit einer Aufnahme bis 108 mm interessant sein.