Milliohm und Mikroohm richtig messen: Vierleiter-Kelvinmessung und Kontaktfehler vermeiden

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Bei Sammelschienen, Leistungsschaltern, Schweißverbindungen oder Hochstromkabeln entscheiden bereits wenige Mikroohm über Verlustleistung und Erwärmung. Mit einem gewöhnlichen Multimeter lassen sich solche Widerstände jedoch kaum zuverlässig beurteilen.

Der Grund liegt in den Widerständen der Messleitungen und Kontaktstellen. Sie können größer sein als der eigentliche Widerstand des Prüfobjekts. Bei einer Zweileitermessung werden diese Anteile vollständig mitgemessen und können eine gute Verbindung schlecht erscheinen lassen oder Veränderungen der eigentlichen Kontaktstelle verdecken.

Für präzise Niederohmmessungen wird deshalb die Vierleiter- beziehungsweise Kelvinmessung eingesetzt. Zwei Leitungen führen einen definierten Prüfstrom durch das Prüfobjekt. Zwei separate hochohmige Messleitungen erfassen den Spannungsabfall unmittelbar an der zu bewertenden Stelle. Aus Prüfstrom und Spannung berechnet das Micro-Ohmmeter den Widerstand.

Geeignete Geräte finden Sie in der ICS-Kategorie Widerstandsmessgeräte und Micro-Ohmmeter. Weitere Systeme für Schalter-, Transformator- und Energieanlagenprüfungen sind unter Prüfgeräte für die Energieversorgung zusammengefasst.

Warum sind wenige Mikroohm relevant?

Der Spannungsabfall an einem elektrischen Widerstand ergibt sich aus:

U = I × R

Die in Wärme umgesetzte Verlustleistung beträgt:

P = I² × R

Durch die quadratische Abhängigkeit vom Strom können bereits kleine Übergangswiderstände bei hohen Betriebsströmen eine erhebliche Erwärmung verursachen.

Ein Übergangswiderstand von 10 µΩ erzeugt bei einem Betriebsstrom von 2.000 A beispielsweise:

P = 2.000² A² × 10 µΩ = 40 W

Diese Verlustleistung entsteht konzentriert an der Verbindung. Steigt der Widerstand durch eine lockere Verschraubung, Oxidation oder beschädigte Kontaktflächen weiter an, können Erwärmung, Materialalterung und eine zusätzliche Verschlechterung der Verbindung einander verstärken.

Typische Anwendungen der Niederohmmessung sind:

• Sammelschienen- und Schraubverbindungen,
• Hauptkontakte von Leistungsschaltern und Trennschaltern,
• Hochstromkabel und Kabelschuhe,
• Schweiß- und Pressverbindungen,
• Erdungs- und Potentialausgleichsverbindungen,
• Motor- und Transformatorwicklungen,
• Stromwandleranschlüsse,
• Shunts und Präzisionswiderstände,
• Batterieverbinder und Zellverbinder.

Warum ist die Zweileitermessung ungeeignet?

Bei einer Zweileitermessung werden Prüfstrom und Spannungsmessung über dieselben Leitungen geführt. Das Messgerät erfasst deshalb nicht nur den Widerstand des Prüfobjekts.

Vereinfacht gilt:

R_Messung = R_Prüfobjekt + R_{Leitung 1} + R_{Leitung 2} + R_Kontakte

Soll beispielsweise ein Übergangswiderstand von 20 µΩ gemessen werden, können bereits Messleitungen und Prüfspitzen Widerstände im Milli-Ohm-Bereich verursachen. Der gesuchte Wert geht dann vollständig im Messfehler unter.

Merkmal	Zweileitermessung	Vierleitermessung
Prüfstrom und Spannungsmessung	Gemeinsame Leitungen	Getrennte Strom- und Messleitungen
Einfluss der Messleitungen	Wird mitgemessen	Weitgehend ausgeschlossen
Einfluss der Stromkontakte	Wird mitgemessen	Liegt außerhalb der Spannungsmessung
Geeignet für	Mittlere und hohe Widerstände	Milli- und Mikroohm
Typische Geräte	Multimeter	Micro-Ohmmeter

Eine Nullung der Zweileitermessleitungen kann einen konstanten Leitungswiderstand teilweise kompensieren. Schwankende Kontaktwiderstände an den Prüfspitzen bleiben jedoch bestehen. Für zuverlässige Mikroohmmessungen ist dies daher kein Ersatz für die Vierleitertechnik.

Wie funktioniert die Vierleitermessung?

Bei der Vierleitermessung werden zwei Stromleitungen und zwei Spannungsmessleitungen verwendet:

• Force beziehungsweise Current: führt den definierten Prüfstrom durch das Prüfobjekt.
• Sense beziehungsweise Potential: misst den Spannungsabfall unmittelbar am relevanten Abschnitt.

Da der Eingang der Spannungsmessung sehr hochohmig ist, fließt über die Sense-Leitungen praktisch kein relevanter Strom. Ihre Leitungs- und Kontaktwiderstände verursachen daher keinen nennenswerten zusätzlichen Spannungsabfall.

Das Gerät berechnet:

R = U_Sense / I_Prüf

Entscheidend ist, dass die Sense-Kontakte innerhalb der beiden Stromkontakte liegen. Nur der Abschnitt zwischen den Sense-Punkten wird in das Messergebnis einbezogen.

Der Spannungsabfall an den äußeren Stromklemmen und Stromleitungen wird dadurch nicht mitgemessen. Er darf relativ groß sein, solange das Micro-Ohmmeter den eingestellten Prüfstrom noch sicher erzeugen kann.

Kelvin-Klemmen und Messpunkte richtig ansetzen

Eine Kelvin-Klemme enthält an jeder Seite zwei elektrisch getrennte Kontakte. Ein Kontakt führt den Prüfstrom, der zweite erfasst die Spannung.

Bei großen Sammelschienen oder Leistungsschaltern werden häufig vier separate Leitungen verwendet. Dadurch können Strom- und Sense-Anschlüsse gezielt positioniert werden.

Für eine korrekte Kontaktierung gilt:

• Stromkontakte außerhalb der zu messenden Strecke anbringen.
• Sense-Kontakte innerhalb der Stromkontakte positionieren.
• Sense-Punkte möglichst dicht an die zu bewertende Verbindung setzen.
• Nicht auf Lack, Schmutz, Fett oder lose Oxidschichten messen.
• Sense-Kontakte nicht auf Schraubenköpfen oder Unterlegscheiben ansetzen, wenn die Schienenverbindung bewertet werden soll.
• Alle Kontakte gegen Verrutschen sichern.
• Ausreichenden Kontaktdruck sicherstellen.
• Strom- und Sense-Leitungen eindeutig kennzeichnen.

Bei einer verschraubten Sammelschienenverbindung werden die Sense-Punkte auf den beiden Schienen unmittelbar vor und hinter der Überlappung angeordnet. Werden sie zu weit entfernt angebracht, enthält das Messergebnis zusätzlich den Widerstand längerer Schienenabschnitte.

Werden die Sense-Kontakte außerhalb der Stromkontakte positioniert, kann die Stromverteilung undefiniert werden. Das Ergebnis ist dann nicht mehr eindeutig auf den gewünschten Abschnitt bezogen.

Den passenden Prüfstrom auswählen

Ein höherer Prüfstrom erzeugt bei demselben Widerstand einen größeren Spannungsabfall. Dadurch verbessert sich in vielen Fällen das Verhältnis zwischen Nutzsignal und Störspannung.

Ein möglichst hoher Prüfstrom ist jedoch nicht automatisch die beste Wahl. Zu berücksichtigen sind:

• Art und Nennstrom des Prüfobjekts,
• erwarteter Widerstandsbereich,
• thermische Belastbarkeit,
• zulässige Prüfdauer,
• Kontaktqualität der Prüfleitungen,
• Herstellerangaben des Betriebsmittels,
• Vergleichbarkeit mit früheren Messungen.

Mobile Geräte mit bis zu 10 A eignen sich unter anderem für Verbindungen, Kabel, Wicklungen und viele Wartungsmessungen. Für große Leistungsschalter, Hochstromkontakte und massive Sammelschienen können Prüfströme von 100 A, 200 A oder mehr erforderlich beziehungsweise vom Hersteller vorgegeben sein.

Der Prüfstrom sollte während der Messung tatsächlich den eingestellten Wert erreichen. Begrenzen schlechte Stromkontakte, lange Leitungen oder ein zu hoher Gesamtwiderstand den Strom, kann das Messergebnis instabil oder nicht mit einer Referenzmessung vergleichbar sein.

Bei empfindlichen Kontaktoberflächen kann ein sehr hoher Prüfstrom eine instabile Fremdschicht erwärmen oder verändern. Die Prüfung muss deshalb mit einem für das Betriebsmittel geeigneten und dokumentierten Strom erfolgen.

Thermospannungen und Offsetfehler vermeiden

An Übergängen zwischen unterschiedlichen Metallen entstehen bei Temperaturunterschieden thermoelektrische Spannungen. Diese liegen häufig nur im Mikrovoltbereich, können bei einer Mikroohmmessung aber einen relevanten Anteil des Messsignals darstellen.

Bei 100 A Prüfstrom erzeugt ein Widerstand von 1 µΩ lediglich einen Spannungsabfall von:

U = 100 A × 1 µΩ = 100 µV

Eine Thermospannung von wenigen Mikrovolt kann das Ergebnis deshalb bereits sichtbar verändern.

Geeignete Gegenmaßnahmen sind:

• Prüfobjekt und Messleitungen thermisch stabilisieren lassen,
• warme und kalte Luftströmungen an den Kontaktstellen vermeiden,
• gleichartige Anschlussmaterialien verwenden,
• Offsetkompensation des Messgeräts aktivieren,
• Messung mit umgekehrter Stromrichtung wiederholen.

Bei einer Stromumkehr gilt vereinfacht:

U₊ = R × I + U_Thermo

U₋ = −R × I + U_Thermo

Der Widerstand lässt sich anschließend bestimmen mit:

R = (U₊ − U₋) / (2 × I)

Die konstante Thermospannung wird dadurch weitgehend aus dem Ergebnis entfernt.

Oxidation und Kontaktoberflächen richtig bewerten

Oxidation, Verschmutzung und geringe Kontaktkraft beeinflussen den Übergangswiderstand. Dabei muss zwischen dem elektrischen Anschluss der Messleitungen und der eigentlichen Verbindung unterschieden werden.

Die Prüfkontakte müssen eine stabile metallische Verbindung herstellen. Die zu untersuchende Schraub-, Press- oder Schaltverbindung darf vor einer Zustandsmessung jedoch nicht unkontrolliert gereinigt oder nachgezogen werden. Dadurch würde der ursprüngliche Zustand verändert.

Eine sinnvolle Vorgehensweise ist:

1. Verbindung im vorgefundenen Zustand messen.
2. Messwert, Temperatur und Kontaktposition dokumentieren.
3. Verbindung nach freigegebener Arbeitsanweisung reinigen, prüfen oder mit dem vorgeschriebenen Drehmoment montieren.
4. Messung mit identischem Prüfstrom und gleichen Messpunkten wiederholen.

Bei Aluminiumverbindungen sind die vom Komponentenhersteller vorgeschriebenen Oberflächenbehandlungen, Kontaktmittel, Scheiben und Anzugsverfahren besonders zu beachten. Eine allgemeine Reinigungsempfehlung kann die konkrete Montageanweisung nicht ersetzen.

Schraub- und Sammelschienenverbindungen prüfen

Bei Sammelschienen soll die Messung den Übergang an der Verbindungsstelle erfassen und nicht einen beliebig langen Schienenabschnitt.

Geeigneter Aufbau:

Stromanschluss außen → Sense-Punkt vor der Überlappung → Schraubverbindung → Sense-Punkt hinter der Überlappung → Stromanschluss außen

Für vergleichbare Ergebnisse sollten bei allen Phasen dieselben geometrischen Abstände verwendet werden. Bereits unterschiedliche Sense-Positionen können wegen des zusätzlichen Materialwiderstands zu abweichenden Werten führen.

Bei mehreren parallel angeordneten Schrauben lässt sich mit einer einzigen Widerstandsmessung nicht zuverlässig feststellen, welche Schraube den Anpressdruck ungleichmäßig überträgt. Ergänzend können Sichtprüfung, Drehmomentkontrolle nach Herstelleranweisung und Thermografie unter Last erforderlich sein.

Eine Thermografie zeigt die tatsächliche Erwärmung im Betrieb. Die Niederohmmessung kann dagegen auch bei abgeschalteter Anlage einen erhöhten Übergangswiderstand erkennen. Beide Verfahren ergänzen sich, ersetzen einander aber nicht.

Leistungsschalter und Trennkontakte messen

Bei Leistungsschaltern wird üblicherweise der Widerstand des vollständigen Hauptstrompfads einer Phase gemessen. Dazu gehören je nach Bauart:

• Anschlussflächen,
• feste und bewegliche Hauptkontakte,
• flexible Strombänder,
• interne Verschraubungen,
• Steck- oder Trennkontakte.

Alle Pole müssen sich in derselben definierten Schaltstellung befinden. Der Schalter wird entsprechend der Herstelleranweisung mehrfach betätigt und anschließend vollständig geschlossen.

Die Messwerte der Phasen sollten unter identischen Bedingungen verglichen werden. Eine auffällige Abweichung kann auf verschmutzte Kontakte, ungleichen Kontaktdruck, beschädigte Strombänder oder eine fehlerhafte interne Verbindung hinweisen.

Ein niedriger Gesamtwiderstand beweist jedoch nicht, dass jede einzelne interne Kontaktstelle fehlerfrei ist. Bei komplexen Schaltern können zusätzliche Messpunkte oder eine dynamische Widerstandsmessung erforderlich sein.

Parallelpfade und beidseitige Erdung berücksichtigen

Ist das Prüfobjekt über Erdungen, Parallelleiter, benachbarte Schienen oder andere Betriebsmittel elektrisch verbunden, kann sich der Prüfstrom auf mehrere Wege verteilen.

Das Micro-Ohmmeter misst dann zwar den eingespeisten Strom und die Spannung am Prüfobjekt, ein Teil des angezeigten Stroms fließt jedoch möglicherweise nicht durch den gewünschten Abschnitt. Das Ergebnis kann zu niedrig sein.

Typische Parallelpfade entstehen durch:

• beidseitige Erdung von Hochspannungsbetriebsmitteln,
• parallel geschaltete Sammelschienen,
• geschlossene Kuppelschalter,
• Kabelschirme und Potentialausgleich,
• mehrere parallel geführte Leiter,
• Transformator- oder Motorwicklungen.

Parallelpfade sollten nach Möglichkeit freigeschaltet und eindeutig getrennt werden. Ist dies aus Sicherheitsgründen nicht zulässig, wird ein dafür geeignetes Messverfahren benötigt.

Bei Verfahren für beidseitig geerdete Prüfobjekte wird der tatsächlich durch das Prüfobjekt fließende Strom zusätzlich erfasst. Die verwendete Stromzange, Anschlussfolge und Berechnung müssen zum Micro-Ohmmeter und zum vorgesehenen Verfahren passen.

Temperatur und Eigenerwärmung berücksichtigen

Der Widerstand metallischer Leiter verändert sich mit der Temperatur. Bei Kupfer beträgt der Temperaturkoeffizient in der Nähe von 20 °C näherungsweise 0,00393 pro Kelvin.

Für eine Umrechnung auf 20 °C kann vereinfacht verwendet werden:

R₂₀ = R_T / [1 + α × (T − 20 °C)]

Dabei ist α der Temperaturkoeffizient des Werkstoffs. Für genaue Berechnungen müssen Material, Legierung und Herstellervorgaben berücksichtigt werden.

Bei sehr kleinen Widerständen kann auch die Eigenerwärmung durch den Prüfstrom messbar werden. Steigt der Messwert während einer längeren Prüfung kontinuierlich, können sowohl eine instabile Kontaktierung als auch die Erwärmung des Prüfobjekts die Ursache sein.

Für Vergleichsmessungen sollten deshalb dokumentiert werden:

• Umgebungs- und Objekttemperatur,
• Prüfstrom,
• Prüfdauer,
• Zeitpunkt der Messwertübernahme,
• gegebenenfalls auf eine Bezugstemperatur umgerechneter Wert.

Empfohlener Messablauf

1. Prüfobjekt freischalten: Gegen Wiedereinschalten sichern, Spannungsfreiheit feststellen und gespeicherte Energie ableiten.
2. Prüfziel festlegen: Genau definieren, welcher Kontakt oder Leiterabschnitt bewertet werden soll.
3. Parallelpfade prüfen: Erdungen, Parallelleiter und geschlossene Schaltgeräte berücksichtigen.
4. Gerät auswählen: Messbereich, Prüfstrom, Leitungen und zulässige Anwendung auf das Prüfobjekt abstimmen.
5. Messstellen festlegen: Reproduzierbare Strom- und Sense-Punkte markieren.
6. Stromleitungen anschließen: Außerhalb des zu messenden Abschnitts mit ausreichend hoher Kontaktkraft.
7. Sense-Leitungen anschließen: Innerhalb der Stromkontakte direkt vor und hinter der relevanten Verbindung.
8. Temperatur erfassen: Objekt- und Umgebungstemperatur dokumentieren.
9. Prüfstrom langsam aufbauen: Bei induktiven Prüfobjekten die Herstellervorgaben des Messgeräts beachten.
10. Stabilisierung abwarten: Prüfstrom, Spannung und Widerstand beobachten.
11. Stromrichtung umkehren: Soweit verfügbar, automatische oder manuelle Offsetkompensation nutzen.
12. Messung wiederholen: Reproduzierbarkeit ohne Versetzen der Kontakte prüfen.
13. Vergleichswerte aufnehmen: Weitere Phasen oder gleichartige Verbindungen unter identischen Bedingungen messen.
14. Prüfstrom abschalten: Induktive Prüfobjekte vollständig entladen lassen.
15. Ergebnis dokumentieren: Messwert, Strom, Temperatur, Anschlusspunkte und Bewertung festhalten.

Grenzwerte und Vergleichsmessungen festlegen

Für Übergangswiderstände existiert kein universeller Grenzwert, der für alle Schalter, Schienen und Verbindungen gilt.

Geeignete Bewertungsgrundlagen sind:

• Herstellergrenzwerte des Betriebsmittels,
• Abnahmekriterien des Anlagenbetreibers,
• Messwerte bei der Erstinbetriebnahme,
• frühere Messungen an derselben Verbindung,
• Vergleich zwischen baugleichen Phasen oder Polen,
• Werte identisch aufgebauter Anlagen,
• Temperatur und verwendeter Prüfstrom.

Ein absolut niedriger Wert kann auffällig sein, wenn er sich seit der letzten Prüfung deutlich erhöht hat. Umgekehrt kann ein höherer Wert konstruktiv bedingt und zulässig sein, wenn er bei allen baugleichen Polen reproduzierbar auftritt.

Grenzwerte sollten deshalb nicht erst während der Messung festgelegt werden. Prüfstrom, Messpunkte, Temperaturbezug und Bewertungskriterien gehören in die Arbeits- oder Prüfanweisung.

Praxisbeispiel: Auffällige Schienenverbindung

In einer Niederspannungshauptverteilung werden drei gleichartig aufgebaute Kupferschienenverbindungen mit einem Prüfstrom von 100 A gemessen.

Die Sense-Punkte befinden sich jeweils unmittelbar vor und hinter der verschraubten Überlappung. Die Objekt- und Umgebungstemperatur ist bei allen Messungen annähernd gleich.

Phase	Erste Messung	Wiederholungsmessung
L1	6,4 µΩ	6,5 µΩ
L2	6,7 µΩ	6,6 µΩ
L3	11,8 µΩ	11,7 µΩ

Die Messung ist reproduzierbar. L3 besitzt jedoch einen deutlich höheren Widerstand als die beiden baugleichen Verbindungen.

Nach Freigabe wird die Verbindung demontiert. An einer Kontaktfläche werden Oxidation und eine ungleichmäßige Druckverteilung festgestellt. Die Flächen werden entsprechend der Montageanweisung vorbereitet und die Verbindung mit den vorgeschriebenen Komponenten und Drehmomenten neu montiert.

Die anschließende Messung ergibt:

L3: 6,6 µΩ bei 100 A

Das Beispiel zeigt, warum Vergleichsmessungen zwischen geometrisch identischen Phasen besonders aussagekräftig sind. Eine einfache Durchgangsprüfung hätte sowohl vor als auch nach der Instandsetzung lediglich eine leitende Verbindung angezeigt.

Typische Fehler bei der Niederohmmessung

Fehler	Mögliche Folge	Geeignete Maßnahme
Zweileitermessung für Mikroohm verwendet	Leitungs- und Kontaktwiderstände dominieren das Ergebnis	Vierleiter-Kelvinmessung einsetzen
Sense-Kontakte außerhalb der Stromkontakte	Messstrecke und Stromverteilung sind nicht eindeutig	Sense-Punkte innerhalb der Stromeinspeisung anordnen
Sense-Punkte auf Schraubenköpfen angesetzt	Die eigentliche Schienenverbindung wird nicht eindeutig bewertet	Direkt auf den Leitern vor und hinter der Verbindung messen
Instabile oder verschmutzte Prüfkontakte	Schwankende und nicht reproduzierbare Werte	Prüfkontakte reinigen, sichern und mit ausreichender Kraft ansetzen
Unterschiedliche Messpunkte bei Vergleichsmessungen	Zusätzlicher Materialwiderstand verfälscht den Vergleich	Messstellen markieren und geometrisch identisch wählen
Prüfstrom nicht dokumentiert	Spätere Messungen sind nicht vergleichbar	Tatsächlichen Prüfstrom im Protokoll erfassen
Thermospannung nicht kompensiert	Offsetfehler insbesondere bei kleinen Prüfströmen	Stromumkehr oder automatische Kompensation verwenden
Parallelpfad über Erdung übersehen	Gemessener Widerstand erscheint zu niedrig	Stromweg prüfen oder geeignetes BSG-Verfahren verwenden
Prüfobjekt vor der ersten Messung gereinigt oder nachgezogen	Der ursprüngliche Fehlerzustand ist nicht mehr nachweisbar	Zuerst im vorgefundenen Zustand messen und dokumentieren
Temperatur nicht berücksichtigt	Scheinbare Widerstandsänderung zwischen Prüfterminen	Temperatur erfassen und gegebenenfalls korrigieren
Zu kurze Messzeit bei induktivem Prüfobjekt	Strom und Messwert sind noch nicht stabil	Stabilisierung und vollständige Entladung abwarten
Nur eine Einzelmessung durchgeführt	Kontaktfehler oder Ausreißer bleiben unerkannt	Messung wiederholen und Reproduzierbarkeit prüfen

Was gehört in das Messprotokoll?

Ein nachvollziehbares Messprotokoll sollte mindestens enthalten:

• Anlage und eindeutige Betriebsmittelbezeichnung,
• geprüfte Phase, Pol- oder Verbindungsstelle,
• Datum und verantwortliche Person,
• verwendetes Micro-Ohmmeter,
• Seriennummer und Kalibrierstatus,
• Messverfahren und Anschlusskonfiguration,
• Position der Strom- und Sense-Kontakte,
• eingestellter und tatsächlich erreichter Prüfstrom,
• Messdauer beziehungsweise Stabilisierungszeit,
• Objekt- und Umgebungstemperatur,
• gemessener Widerstand,
• gegebenenfalls temperaturkorrigierter Wert,
• Messung mit positiver und negativer Stromrichtung,
• vorhandene Erdungen und Parallelpfade,
• Vergleichs- oder Herstellergrenzwert,
• Bewertung und erforderliche Maßnahmen,
• Messwert nach einer Instandsetzung.

Fotos oder eine Skizze der Messpunkte verbessern die Reproduzierbarkeit bei späteren Prüfungen erheblich.

Welche Produkte und Lösungen eignen sich?

DMO200 und DMO200K digitale Micro-Ohmmeter

Das DMO200 erzeugt einen einstellbaren Gleichstrom-Prüfstrom von 1 bis 200 A und bietet eine Auflösung bis 0,1 µΩ.

Prüfstrom, Spannungsabfall und Widerstand werden gleichzeitig angezeigt. Messdaten können über einen USB-Speicher gesichert und für Prüfberichte weiterverarbeitet werden.

Das DMO200K entspricht dem DMO200, wird jedoch mit einem Kelvin-Klemmensatz geliefert. Es eignet sich damit besonders für Hochstromverbindungen, Sammelschienen, Kabelschuhe und Schaltkontakte, an denen Kelvin-Klemmen sicher angesetzt werden können.

C.A 6240 mobiles Widerstandsmessgerät

Das C.A 6240 arbeitet mit Vierleitertechnik und einem Prüfstrom bis 10 A. Der Messbereich reicht von 400 µΩ bis 400 Ω bei einer maximalen Auflösung von 1 µΩ.

Das akkubetriebene Gerät eignet sich für mobile Wartungs- und Qualitätsprüfungen an Verbindungen, Kabeln, Wicklungen und Erdungsanschlüssen. Je nach Messstelle können Kelvin-Klemmen oder separate Kelvin-Prüfspitzen eingesetzt werden.

C.A 6255 Micro-Ohmmeter

Das C.A 6255 ist für Vierleitermessungen an ohmschen und induktiven Prüfobjekten vorgesehen. Es bietet eine Auflösung bis 0,1 µΩ und Messbereiche mit bis zu 10 A Prüfstrom.

Automatische Störspannungskompensation reduziert den Einfluss thermoelektrischer Spannungen. Mit einem Temperatursensor können Widerstandswerte auf eine Bezugstemperatur umgerechnet werden. Für induktive Prüfobjekte stehen angepasste Mess- und Entladefunktionen zur Verfügung.

C.A 6292 Micro-Ohmmeter bis 200 A

Das C.A 6292 erzeugt einstellbare Prüfströme bis 200 A und erreicht eine Auflösung von 0,1 µΩ.

Es eignet sich insbesondere für Kontaktwiderstände in Hochspannungsstationen, Leistungsschalter, Trenneinrichtungen, Sammelschienen, Leitungen und Hochstromverbindungen.

Für beidseitig geerdete Prüfobjekte steht ein spezielles Messverfahren mit optionaler Stromzange zur Verfügung. Dadurch kann der tatsächlich durch den relevanten Strompfad fließende Prüfstrom berücksichtigt werden.

ICS Schneider Messtechnik unterstützt bei der Auswahl von Prüfstrom, Messgerät, Kelvin-Leitungen und Zubehör sowie bei der Planung reproduzierbarer Messabläufe für Sammelschienen, Schalter, Wicklungen und Hochstromverbindungen.

Fazit

Widerstände im Milli- und Mikroohmbereich lassen sich mit einer gewöhnlichen Zweileitermessung nicht zuverlässig bestimmen. Leitungs- und Kontaktwiderstände sind häufig deutlich größer als der eigentliche Widerstand des Prüfobjekts.

Bei der Vierleiter-Kelvinmessung werden Prüfstrom und Spannungsmessung getrennt. Die Sense-Kontakte liegen innerhalb der Stromkontakte und erfassen ausschließlich den Spannungsabfall über dem definierten Prüfabschnitt.

Für belastbare Ergebnisse müssen Prüfstrom, Kontaktposition, Temperatur und Messdauer zum Prüfobjekt passen. Thermospannungen werden durch Offsetkompensation oder Stromumkehr reduziert.

Bei Sammelschienen und Schraubverbindungen ist eine identische Positionierung der Sense-Punkte entscheidend. Bei Leistungsschaltern müssen Schaltstellung, Kontaktzustand und Prüfstrom den Herstellervorgaben entsprechen.

Parallelpfade und beidseitige Erdungen können einen Teil des Prüfstroms am eigentlichen Prüfobjekt vorbeiführen. Ohne geeignete Korrektur erscheint der Widerstand zu niedrig.

Am aussagekräftigsten sind reproduzierbare Vergleichs- und Trendmessungen. Ein dokumentierter Ausgangswert bei der Inbetriebnahme ermöglicht es, eine schleichende Verschlechterung frühzeitig zu erkennen.

Häufige Fragen zur Milli- und Mikroohmmessung

Warum reicht ein normales Multimeter nicht aus?

Bei einer Zweileitermessung werden die Widerstände der Messleitungen und Prüfkontakte mitgemessen. Diese sind häufig wesentlich größer als der gesuchte Mikroohmwert.

Was bedeutet Vierleiter- oder Kelvinmessung?

Zwei Leitungen führen den Prüfstrom und zwei separate Leitungen messen den Spannungsabfall. Dadurch gehen die Widerstände der Stromleitungen und Stromkontakte nicht in das Ergebnis ein.

Wo müssen die Sense-Leitungen angeschlossen werden?

Innerhalb der beiden Stromanschlüsse und möglichst dicht vor und hinter dem zu prüfenden Kontakt beziehungsweise Leiterabschnitt.

Ist ein hoher Prüfstrom immer besser?

Nein. Er verbessert häufig das Messsignal, kann das Prüfobjekt aber erwärmen oder instabile Kontaktoberflächen verändern. Prüfstrom und Prüfdauer müssen zum Betriebsmittel passen.

Warum verändert sich der Messwert mit der Zeit?

Mögliche Ursachen sind die Erwärmung des Prüfobjekts, instabile Prüfkontakte, ein noch nicht stabiler Strom oder bei induktiven Prüfobjekten ein noch nicht abgeschlossener Einschwingvorgang.

Was sind Thermospannungen?

Sie entstehen an Übergängen unterschiedlicher Metalle bei Temperaturunterschieden. Im Mikrovoltbereich können sie eine Niederohmmessung deutlich beeinflussen.

Wie lassen sich Thermospannungen kompensieren?

Durch Messung mit positiver und negativer Stromrichtung oder durch eine automatische Störspannungs- beziehungsweise Offsetkompensation des Micro-Ohmmeters.

Darf eine oxidierte Verbindung vor der Messung gereinigt werden?

Für eine Zustandsbewertung sollte zuerst im vorgefundenen Zustand gemessen werden. Reinigung oder Nachziehen würden den ursprünglichen Fehlerzustand verändern.

Warum müssen Vergleichsmessungen bei gleicher Temperatur erfolgen?

Der Widerstand metallischer Leiter steigt mit der Temperatur. Ohne Temperaturbezug kann eine normale Temperaturänderung fälschlich als Verschlechterung bewertet werden.

Kann eine Thermografie die Mikroohmmessung ersetzen?

Nein. Die Thermografie zeigt die Erwärmung unter Last. Die Mikroohmmessung bestimmt den Übergangswiderstand bei freigeschalteter Anlage. Beide Verfahren ergänzen sich.

Was passiert bei einem unerkannten Parallelpfad?

Ein Teil des Prüfstroms fließt am gewünschten Messabschnitt vorbei. Der berechnete Widerstand kann dadurch zu niedrig erscheinen.

Gibt es einen allgemeinen Grenzwert für Schienenverbindungen?

Nein. Maßgeblich sind Herstellerwerte, betriebliche Prüfkriterien, Ausgangsmessungen und Vergleiche mit identisch aufgebauten Phasen oder Verbindungen.