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Erzeugung - Transport - Verteilung und Elektroinstallation

Vom Kraftwerk bis zum Verbraucher legt der Strom einen aufwändigen Weg zurück, der an vielen Stellen eine exakte Messung erfordert...

Vom Erzeuger bis zum Verbraucher

In der Industrie, im Gewerbe, im Dienstleistungs- und im Wohnbereich wird elektrischer Strom verbraucht, der schon viele Stationen durchlaufen hat:

 





• die Erzeugung im Kraftwerk, das mit Kohle, Öl, Atomkraft, Wasserkraft oder durch Sonnen- oder Windenergie betrieben wird.
• ein Transport- und Verteilsystem, das die Elektrizität über Hochspannungsleitungen, Trafo- und Verteilerstationen in der geforderten Spannung zu den Verbrauchern führt.
• eine Elektroinstallation im Gebäude des Verbrauchers.


Diese komplexe technische Anlage dient dazu, den Verbraucher sicher und zuverlässig mit elektrischer Energie zu versorgen, wie es die entsprechenden Normen vorschreiben. Um die Lieferqualität zu gewährleisten, müssen Energieversorger und Netzbetreiber bis herunter zum Elektroinstallateur eine Vielzahl von Messungen vornehmen und für Wartung und Unterhalt der Anlagen sorgen. Die von Chauvin Arnoux angebotenen Messgeräte für den Bereich Energieversorgung erfüllen genau diesen Zweck.

Elektrische Sicherheit

Die elektrische Sicherheit von der Verteilerstation bis zur Elektroinstallation im Haus ist ein entscheidender Faktor für die Sicherheit von Personen und von Gütern.

Der Bereich der Sicherheit ist in weiten Teilen durch Normen geregelt. Diese Normen empfehlen bzw. schreiben vor die Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Erdung, die Prüfung der Isolationswiderstände und des Durchgangs der Schutzleiter, sowie die Prüfung der Schutzeinrichtungen.

Die verschiedenen Prüfungen

 Erdungsprüfung und Prüfung des Bodenwiderstands
 
Mit Erdungsprüfern wird der Widerstand der Erdung einer Elektroinstallation gemessen, um sicher zu stellen, dass Fehlerströme möglichst ungehindert zur Erde abgeleitet werden, so dass dabei keine gefährlichen Spannungen entstehen.

Je nach Anlage kann man diese Messung nach dem herkömmlichen Verfahren durch Einstechen von Hilfserden vornehmen oder durch eine selektive Messung, wenn das Einstechen von Erdern nicht möglich ist. Falls eine Erdung durch Parallelschaltung mehrerer Erdungskreise ausgeführt ist, ermöglichen Erdungsprüfzangen die Bestimmung der Eigenschaften der gesamten Erdung.
Hier können Sie den Leitfaden zur Erdungsmessung herunterladen

 Isolationsprüfung

Die Überprüfung der Isolierung von elektrischen Leitern, Kabeln und Geräten ist eine wesentliche Voraussetzung für die elektrische Sicherheit. Vor allem Alterungseffekte der Isoliermaterialien müssen verhindert werden, um die Risiken von Schäden an der Anlage durch Kurzschlüsse oder Brände und Gefahren für Personen durch elektrische Schläge zu verhindern.

Je nach Eigenschaften des zu prüfenden Objekts ist die Prüfspannung festzulegen. Die Isolationsprüfer von Chauvin Arnoux mit Prüfspannungen bis 1.000 V, 5.000 V und von 10 kV bis 15 kV decken alle Anforderungen ab.

Hier können Sie den Leitfaden zur Isolationsprüfung herunterladen

Besondere Prüfungen an Hochspannungsleitungen und Verteilerstationen

Für besondere Prüfungen an Transport- und Verteilereinrichtungen für elektrische Energie verfügt Chauvin Arnoux über die entsprechenden Messgeräte. Dazu gehören z.B. Erdungsprüfer für Hochspannungsmasten, les Microohmmeter, et les Windungsverhältnisprüfer usw...

Installationsprüfer

Um Elektroinstallationen sach- und normgerecht prüfen zu können, bietet Chauvin Arnoux eine Reihe von bi-funktionalen oder multifunktionalen Installationsprüfern an. Mit ihnen lassen sich mit einem einzigen Gerät sämtliche Prüfungen gemäß den internationalen und nationalen Normen, wie IEC 60364-6, VDE100, NFC 15100 usw… vornehmen.

Hier finden Sie unsere Ausbildungsschriften zur NFC 15-100

Überhitzungsprüfungen
  
Eine unnormale Überhitzung von elektrischen Geräten deutet immer auf ein Problem hin. Mit einer Wärmebildkamera lassen sich solche "Hot Spots" berührungslos und in völliger Sicherheit erkennen. Durch die Überprüfung von:
- Anschlussklemmen
- Kabeln, usw…
lassen sich z.B. schlechte Kontakte, unzureichende Leiterquerschnitte, .... auffinden.

Auf dem Wärmebild einer Infrarotkamera einer sog. Thermographie, erscheinen die Temperaturen in verschiedenen Farben, so dass sich Temperaturdifferenzen sehr leicht entdecken lassen. Hat man eine überhitzte Stelle gefunden, so lässt sich der Fehler meistens schnell und ohne Gefahren beheben. 

Mit Wärmebildern lässt sich auch prüfen, ob die Aufteilung der Ströme auf verschiedene Anschlüsse gleichmäßig ist.


Thermographie-Ausbildung

Spannungsqualität

Die Qualität der über das Netz angelieferten elektrischen Energie ist ausschlaggebend für die normale Funktion einer elektrischen Anlage.

Die Spannungsqualität wird geprüft, indem man die Spannung, den Strom und die Frequenz misst und die Wellenform analysiert.

Ausfälle und Störungen können vom Energieversorger, aber auch vom Verbraucher durch sein Verteilersystem oder unsymmetrische Belastungen verursacht sein.

Ungenügende Spannungsqualität kann zu Produktionsverlusten oder -ausfällen führen und höhere Energiekosten verursachen.

Die Qualistar+® Netz- und Energieanalysatoren von Chauvin Arnoux messen sämtliche Parameter einer Spannungs- und Stromversorgung und ermöglichen so eine einfache und schnelle Analyse der Qualität eines Netzes. Die Geräte erfassen sämtliche Parameter, erkennen Transienten, analysieren Wellenformen, lösen Alarme aus und zeichnen diese Werte und Ereignisse gleichzeitig auf. Mit der Software DataView® lassen sich diese Daten einfach auswerten.

Die Überprüfung, ob die genormten Nennwerte der Energieversorgung eingehalten werden, wird so zum Kinderspiel.

Liste der zu überwachenden Parameter

Die zu überwachenden Parameter, die einheitliche Terminologie und eine Interpretationshilfe für die gemessenen Werte sind in der Norm für die Netzspannungsqualität festgelegt.

Die IEC-Norm 61000-4-30 legt die Messverfahren für die Parameter fest, die für die Beurteilung der Netzspannungsqualität entscheidend sind. Hier wird definiert, was unter den Begriffen Spannung, Schwankung, usw… und anderen Störgrößen zu verstehen ist. Die Norm bezieht sich auf zwei weitere Normen:

- Die IEC 61000-4-7 für die Messung der sich auf die Verformung der Wellen beziehenden Parameter: Oberschwingungen, Wellenform…
- Die IEC 61000-4-15 für schnelle Spannungsschwankungen (Flicker).
   Anwendungshinweise "Flicker"

Die Netzspannungsqualität hängt von mindestens einem Dutzend solcher Parameter ab, zu denen auch die Frequenz und die o.g. Spannungsschwankungen gehören. Der kritischste Faktor ist allerdings die Verformung der Sinuswelle bzw. deren Oberschwingungsgehalt. Die Oberschwingungsspannungen können zu Störungen an empfindlichen Geräten führen, z.B. Auslösung von Trennschaltern, Ausfälle von Wechselrichtern, Überhitzung von Leitern usw…
Anwendungshinweise "Oberschwingungen"

 

Die von Chauvin Arnoux angebotenen Lösungen überwachen die Einhaltung der genormten Grenzwerte in Europa nach der Norm EN 50160 bzw. in Nordamerika nach der CBEMA-Kurve. Die EN 50160 ist die Norm, welche die wesentlichen Merkmale der Netzspannung am Netzanschlusspunkt unter normalen Betriebsbedingungen und die Anzahl zulässiger Störereignisse definiert und festlegt.

Auch die Belastung eines Netztranformators ist bei Vorliegen von Oberschwingungen zu überwachen. Durch den K-Faktor (Anwendungshinweise K-Faktor) ergibt sich, welche Belastungsgrenzen bei der Stromversorgung über Transformatoren einzuhalten sind.

Alle diese Störgrößen lassen sich mit den geeigneten Leistungs- und Energieanalysatoren.

Qualistar+ Website

SCOPIX Website

Allgemeine elektrische Messungen im Niederspannungsbereich

Vor Ort empfehlen sich vor allem einfache, punktuelle Messungen mit denen eine schnelle Fehlersuche möglich ist.

Für diesen Zweck verwenden die Profis am liebsten Multimeter, weil sie universell einsetzbar sind und große Messbereiche haben, oder Vielfachmesszangen, mit denen sich auch hohe Ströme sicher und berührungslos messen lassen, ohne den Stromfluss zu unterbrechen.

Durch die Wahl dieser beiden Messgeräte ist sicher gestellt, dass die Messungen effektiv sind und Fehler zuverlässig entdeckt werden. Chauvin Arnoux verfügt über enorme Erfahrungen in der Messtechnik und vertreibt eine breite Produktpalette, deren Funktionsumfang, Sicherheit, Qualität und Robustheit weltweit anerkannt sind.

Auswahltabelle Multimeter
Auswahltabelle Vielfachmesszangen
Siehe auch DigiFlex®-Strommessschleifen

Funktionsumfang der Multimeter von Chauvin Arnoux Metrix

Der Funktionsumfang eines Multimeters oder einer Vielfachmesszange sollte über die üblichen Messungen von U-I-R hinausgehen. Die unter den Marken Chauvin Arnoux® und Metrix® angebotenen Messgeräte verfügen über zusätzliche Funktionen, die die Mess- und Prüfmöglichkeiten erweitern:
• TRMS-Erfassung der Messwerte
• Spannungsmessung mit niedriger Impedanz und Tiefpassfilter.
• Erfassung der MIN, MAX und Peak-Messwerte
• Messung von Anlaufströmen nach dem TrueInRush-Verfahren
• Relativmessungen in Bezug auf eine absolute oder relative Referenzgröße
• Messung des gesamten harmonischen Verzerrung (THD)
Die Sicherheit des Benutzers darf dabei nicht außer acht gelassen werden. Die Erfüllung der Sicherheitsnormen (IEC 61010, …) wird vorausgesetzt, reicht aber nicht aus, wenn die Benutzungsbedingungen extrem sind. Die Auswahl von Geräten mit CAT IV 600 V oder 1000 V stellt sicher, dass sie für alle Anwendungen im Niederspannungsbereich geeignet sind. Diese Anforderungen muss auch das verwendete Messzubehör erfüllen, da eine Messkette immer nur so stark ist wie ihr schwächstes Glied.
Bei der Auswahl eines Produktes zählt besonders auch die Qualität bei der Entwicklung und Fertigung des Geräts. Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften sind maßgebend für die Sicherheit, die auch über die Zeit erhalten bleiben muss. Gegen Umwelteinflüsse (Staub, Feuchtigkeit, …) schützt eine hohe Schutzart (höher als IP54), um die Funktionsfähigkeit zu erhalten.

Spannungsfreiheitsprüfer VAT(*): Voraussetzung der elektrischen Sicherheit

Jeder Profi weiß, dass es im Umgang mit Elektrizität keine 100-prozentige Sicherheit gibt. Deswegen sollten Eingriffe immer nur an spannungsfreien Geräten oder Anlagen vorgenommen werden.

 

Jeder Elektriker sollte diesen Grundsatz beherzigen und viele Auftraggeber und Länder machen die Benutzung von Spannungsfreiheitsprüfern zur Pflicht.

Vorschriften bei Arbeiten an elektrischen Anlagen

Im Frankreich gilt beispielsweise der
Erlass Nr. 2010-1118 vom 22.09.2010 bezüglich Arbeiten an elektrischen Anlagen und in deren Umgebung


Abschnitt 2
Allgemeine Pflichten des Arbeitgebers
§ « Art.R. 4544-4. - Der Arbeitgeber legt die Schutzmaßnahmen fest und setzt sie um, mit denen Risiken elektrischen Ursprungs bei Arbeiten an elektrischen Anlagen oder in deren Umgebung verhindert, oder falls ausgeschlossen, soweit wie möglich verringert werden können. Zu diesem Zweck stellt er sicher, dass:
« 1. die Arbeiten im spannungsfreien Zustand ausgeführt werden, außer wenn die Risikoabschätzung ergibt, dass die Betriebsbedingungen eine Abschaltung zur Gefahr werden lassen oder wenn es technische nicht möglich ist;

Abschnitt 3
Besondere Vorschriften
§ « Art.R. 4544-5. - Die Arbeiten im spannungslosen Zustand müssen wie folgt vorgenommen werden:
« 1. Der Teil der Anlage, an dem die Arbeiten ausgeführt werden, muss vorher kenntlich gemacht und abgesperrt werden, so dass während der Dauer der Arbeiten in diesem Teil der Anlage keine Spannung erhalten bleiben, auftreten oder wieder auftreten kann.
« 2. Die Spannung darf im entsprechenden Teil der Anlage erst wieder angelegt werden, nachdem die Anlage entsperrt wurde und wenn durch die Spannung keine Gefahr entsteht.

Auf europäischer Ebene 
Teil 1 der Norm EN 50110 enthält die Mindestanforderungen für alle 115 Mitgliedsstaaten des CENELEC sowie Informationsanhänge zur Arbeitssicherheit bei Arbeiten an bzw. mit elektrischen Anlagen oder in deren Nähe.

Arbeitsvorschriften / Arbeiten im spannungslosen Zustand
La Vor Beginn jeder Arbeit ist eine Spannungsfreiheitsprüfung durchzuführen. Falls dazu Spannungsprüfer oder Spannungsprüfeinrichtungen (VDS) benutzt werden, müssen diese den Normen EN 61243… entsprechen.


Tägliche Verwendung im Beruf
Als wichtige Voraussetzung für die Sicherheit eines Elektrikers sind die Spannungs- und Spannungsfreiheitsprüfer (DDT/VAT) von Chauvin Arnoux einfach und effektiv zu benutzen. Sie entsprechen der EU-Norm IEC 61243-3 (Ausgabe 2), d.h. sie enthalten ein redundantes Spannungserkennungssystem und ihr Selbsttest muss umfassend sein, um einen sicheren betrieb zu gewährleisten. Die Einstufung in CAT IV 600 V stellt sicher, dass sie an allen Kategorien von Niederspannungsanlagen betrieben werden können und die hohe Schutzart ermöglicht ihre Verwendung in Räumen und im Freien.
Entsprechend dem Wunsch vieler Profis sind die Prüfspitzen und die Messleitung als Zubehörteile ersetzbar und auswechselbar gegen Zubehör nach dem Standard IP2X.
(*) VAT: Englische Abkürzung für Voltage Absence Tester