Messen mit Konzept

Immer mehr Unternehmen entdecken das Thema Differenzstromüberwachung für sich. Sie wollen damit Probleme in ihren elektrischen Anlagen erkennen, Ausfällen vorbeugen und damit die Verfügbarkeit der Anlagen erhöhen. Allerdings ist zu diesem Thema viel gefährliches Halbwissen im Umlauf.

Dieser Artikel soll helfen, Technologie und Praxis der Differenzstrommessung besser zu verstehen, um falsche Einordnungen und Fehlinterpretationen zu vermeiden.

Differenzstromüberwachung ist in der Lage, sich anbahnende Isolationsverschlechterungen in elektrischen Anlagen zu erkennen. Darüber hinaus können Oberschwingungen und Blindströme erfasst werden, die für Netzverluste und thermische Belastung innerhalb der Anlage sorgen können. Weil die Überwachung permanent erfolgt (Condition Monitoring), werden Probleme frühzeitig erkannt. Damit eignet sich die Differenzstromüberwachung besonders für den Einsatz in solchen Anlagen, die hochverfügbar betrieben werden müssen und wo ungeplante Ausfälle unbedingt vermieden werden sollen, z. B. in der Industrie, Produktionsanlagen oder auch in Rechenzentren. Gleichzeitig ermöglicht Differenzstromüberwachung vorbeugende Wartung (Predictive Maintenance), reduziert den Aufwand für die wiederkehrende Prüfung nach DGUV Vorschrift 3, erhöht den Personen- und Brandschutz (Schutz gegen thermische Auswirkungen) und kann helfen Energiekosten einzusparen.

Differenzstromüberwachung ist besonders für solche Anlagen geeignet, die hochverfügbar betrieben werden müssen und wo ungeplante Ausfälle vermieden werden sollen.

Jedem Betreiber einer elektrischen Anlage sollte klar sein, Differenzstromüberwachung gibt es nicht von der Stange. Jede elektrische Anlage ist anders und mehr oder weniger komplex. Art und Größe der Anlage sowie die eingesetzten Betriebsmittel unterscheiden sich. Zu berücksichtigen ist auch, welche Anlagenteile welchen (evtl. auch normativen) Anforderungen genügen müssen.

Es ist daher ein Trugschluss zu glauben, mit dem Einbau einer Differenzstromüberwachung irgendwo in einer Anlage könnten alle etwaigen Probleme erkannt und gelöst werden. Betreiber und Elektrofachkräfte sollten wissen, welche Aussagekraft die Messung an einer bestimmten Stelle der Anlage hat, oder kurz, sie sollten wissen, was sie messen. Denn nur dann können sie den Zustand ihrer Anlagen sicher bewerten.

Betreiber sollten wissen, was sie messen. Nur dann sind sie in der Lage, den Zustand ihrer Anlagen sicher zu bewerten.

Je nachdem, welchen Zweck die Installation einer Differenzstromüberwachung erfüllen soll, muss diese entsprechend den jeweiligen Anforderungen gemäß konzipiert werden. Denn damit fällt zugleich die Entscheidung, an welcher Stelle in der Anlage die Messeinrichtung eingesetzt werden sollte - in der Hauptverteilung in der Unterverteilung, am zentralen Erdungspunkt oder in den Endstromkreisen.

Die Vielfalt an Einsatzbereichen sowie die Komplexität aktueller elektrischer Anlagen und Betriebsmittel macht deutlich, dass z. B. eine ausschließlich in der Hauptverteilung erfolgende Differenzstrommessung für eine sinnvolle und sichere Überwachung der Gesamtanlage meist nicht ausreicht. Die Lastströme sind viel zu hoch und ein auftretender Differenzstrom evtl. viel zu klein, als dass sie eine wirkliche Aussage über den Zustand der elektrischen Anlage geben könnten.

Andererseits ist der Einsatz von Messeinrichtungen allein in den Endstromkreisen nicht sinnvoll, wenn der Gesamtzustand der Anlage bewertet werden soll.

Betreiber müssen sich daher im Klaren darüber werden, zu welchem Zweck sie eine Differenzstromüberwachung einsetzen wollen und welche Aussage die Messungen ergeben sollen. Hier sind eine genaue Analyse und sorgfältige Planung nötig. Denn nur so kann gewährleistet werden, dass die Differenzstromüberwachung am Ende ihren Zweck erfüllt und die gewünschten Vorteile zum Tragen kommen.

Zudem muss eine für den Einsatzzweck und -ort geeignete Messtechnik verwendet werden. Andernfalls bekommt man Messwerte, die keine qualifizierte Aussage zum Zustand der elektrischen Anlage erlauben.

Beispiele für eine schlecht geplante Anlagenüberwachung:

• Es werden Typ-A-Sensoren verwendet, die keine hochfrequenten Ströme oder DC-Anteile messen können.
• Eine Rogowski-Spule mit einem Messbereich über 100 mA wird eingesetzt, um Differenzströme unter 30 mA zu erfassen.
• Der Sensor wird am Eingang der Unterverteilung eingebaut. Damit ist eine Überwachung der vorgelagerten Installation unmöglich.

Leider finden sich immer wieder solche Beispiele in aktuellen Anlagen und die Betreiber wiegen sich in falscher Sicherheit. Wenn dann doch einmal die Anlage wegen eines auftretenden Fehlerstroms ausfällt, ist die Ernüchterung groß.

Auch aus diesem Grund ist eine sorgfältige Planung wichtig. Denn nur wenn Messtechnik verwendet wird, die für den Einsatzzweck und -ort geeignet ist, können Fehler frühzeitig identifiziert werden, bevor ein kritischer Zustand der elektrischen Anlage eintritt.

Nur wenn Messtechnik verwendet wird, die für den Einsatzzweck und -ort geeignet ist, können Fehler frühzeitig identifiziert werden, bevor ein kritischer Zustand der elektrischen Anlage eintritt.

Was beachtet werden muss, wenn eine Differenzstromüberwachung eingesetzt werden soll:

• Welchen Zweck soll die Differenzstromüberwachung erfüllen?
• Welche Aussagen sollen die Messungen ergeben?
• An welchem Ort in der Anlage muss gemessen werden?
• Welche Messtechnik ist geeignet?