NIN Kapitel 6 Prüfen

Sie benötigen neben schonender Behandlung einen regelmässigen Service. Periodisch muss überprüft werden, ob die Messgenauigkeit der Geräte der Norm entspricht. Einfache Überprüfungen wie in der vorhergehenden Frage erklärt, sind sinnvoll, reichen aber nicht aus. Das ist die Aufgabe von Kalibrierstellen. Sie besitzen Prüfeinrichtungen und das notwendige Fachwissen. Je nach Gebrauch und Einsatz sollen Schutzmassnahmenmessgeräte alle 2 bis 3 Jahre einen solchen Service durchlaufen und geprüft werden

Hinweis:

Empfehlung für die Kalibrierung:

• Einsatz täglich ➔ jährlich kalibrieren
• Einsatz wöchentlich ➔ alle zwei Jahre kalibrieren
• Einsatz monatlich ➔ alle drei Jahre kalibrieren

Zur vollständigen Prüfung von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's) gehören neben den Messungen auch die wichtigen Kontrollen durch die Sichtprüfung: 

1. Kontrolle der Wahl des richtigen Bemessungsdifferenzstromes wie z.B. für Steckdosen I_N 30 mA •
2. Eignung für pulsierende Gleich- und Wechselfehlerströme, z.B. mit der Aufschrift A oder dem Zeichen auf dem Fehlerstrom-Schutzschalter (RCD),
3. Falls ein Einsatz in besonders kalten Bereichen erforderlich ist, die Aufschrift oder Angabe in den technischen Unterlagen der thermischen Einsatzgrenzen, siehe nachstehendes Symbol (z.B. Baustelle), -25 - +40°C
4. Richtige Anordnung von "S" selektiven Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's),
5. Einsatz von ortsfesten Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's) mit der Aufschrift <U nur in Bereichen, die durch Fachpersonal überwacht sind, •
6. Kontrolle des ausreichenden Schutzes der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) gegen Überlaststrom, entweder durch das vorgeschaltete oder durch die nachgeschalteten Schutzeinrichtungen

Auf allen Steckdosen ist der richtige Anschluss der Leiter zu prüfen. 

Bei Drehstromsteckdosen gehört die Kontrolle des richtigen Drehsinns dazu

Prüfung des Schutzleiters 4-24 V Prüfung des Schutzleiters 200mA

Die NIN schreibt auch hier Isolationsmessungen vor. Bei SELV-Installationen wird zwischen den Sekundärleitungen und Erde gemessen, während für PELV-Spannungen eine gute Isolation zwischen den Sekundärleitungen und den aktiven Leitern des Primärnetzes wichtig ist. Die Messung soll normenkonform mit 250 V Prüfgleichspannung durchgeführt werden und einen lsolationswiderstand von ≥ 0,5 MOhm aufweisen. 

Für Neuanlagen ist die lsolationsmessung klar vorgegeben. Sie zeigt versteckte Isolationsdefekte auf. Für bestehende Installationen bestehen nach NIVV Art. 10 (Zusatzbestimmungen zur Niederspannungs-Installations Verordnung) zwei Ausnahmen. Die Isolationsmessung ist bei periodischen Kontrollen in folgenden Fällen nicht zwingend: 

bei allen bestehenden Leitungen nach Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's), weil diese die Isolation permanent überwachen. B 6.2.2 + UVEK Art. 13 (734.272.3)

Hinweis:

Die kontrollberechtigte Person wird jedoch nicht auf diese Messung verzichten. Die lsolationsmessung ist eine sehr wichtige Messung zur Verhinderung von Bränden. 

Früher spielte die Fehlerspannung am betroffenen, ortsfesten Gerät ebenfalls eine Rolle. Konnte im Störungsfall keine höhere Spannung als 50 V auftreten, bestand keine Gefahr für Personen. Die Messung der Fehlerspannung ist jedoch nicht so einfach durchzuführen wie die Kontrolle der Abschaltzeiten von überstrom-Schutzeinrichtungen. Deshalb wird heute meist mit den vorgeschriebenen Abschaltzeiten gearbeitet. Zur Messung der Fehlerspannung ist eine Bezugserde oder eine Sonde notwendig, damit ein neutraler Bezugspunkt zu mit Erde verbundenen, leitenden Teilen besteht, welche im Fehlerfall unter Spannung geraten können. Ein Erdspiess wird in einem Abstand von mindestens 20 m zur vorhandenen Erderleitung ins Erdreich getrieben und mit dem Schleifenimpedanzmessgerät auf dem Anschluss Sonde des Messgerätes verbunden. Jetzt kann die Schleifenimpedanzmessung gestartet werden. Auf dem Schleifenwiderstandsmessgerät wird nach dem I K -Wert, nach Knopfdruck, auch die Fehlerspannung angezeigt, siehe Bild 6.16. Um Fehler zu vermeiden, müssen mindestens zwei Messungen ein gleiches bzw. ähnliches Resultat ergeben. In dicht besiedelten städtischen Gebieten sind solche Messungen nicht durchführbar, weil keine geeignete, neutrale Stelle für die Sonde gefunden werden kann. 

Der Isolationswiderstand von modernen PVC-isolierten Kabeln und Leitungen ist in der Regel sehr hoch und ist demzufolge unproblematisch, weil er weit über dem verlangten Minimalwert von 1,0 MO liegt. Kritisch wird es, wenn das Messergebnis bei einer einzelnen Leitung knapp über 1,0 MO liegt. In solchen Situationen muss das Messergebnis mit einem Faktor korrigiert werden. Der gemessene Isolationswert, multipliziert mit dem Korrekturfaktor 0,66, muss noch über dem nach NIN geforderten Minimalwert von 1,0 MO liegen, sonst verbirgt sich irgendwo in der gemessenen Installation eine kritische Stelle, welche es zu finden gilt.

Bei der Schleifenimpedanzmessung verhält es sich ähnlich. Auch hier sind Grenzwerte kritisch. Das kann z.B. der Fall sein, wenn der I_K -Wert für eine Leitung, die durch einen Leitungsschutzschalter 13 A «C» geschützt ist, nur knapp über 130 A liegt. Je nach Situation und Zeitpunkt der Messung genügt dieser Wert nicht, um die verlangte Abschaltzeit zu gewährleisten. Deshalb muss der gemessene Kurzschlussstrom mit dem Korrekturfaktor 0,66 multipliziert werden. Ergibt sich in Abhängigkeit der vorgeschalteten Überstrom-Schutzeinrichtung in der Tabelle 6.1.3.6 in der NIN Compact noch ein genügender I_K, ist der Schutz gewährleistet. Andernfalls müssen andere Lösungen wie z.B. der Einbau von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's) vorgesehen werden. B 6.1.3.6.3 Anmerkung 2 + 6C4 

Auch Isolationsmessgeräte weisen einen prozentualen Fehler auf. Auch hier sind verschiedene Ursachen dafür verantwortlich.

• Bei der Isolationsmessung spielt die messende Elektrofachkraft eine erhebliche Rolle, wenn sie z. B. bei einer langen Leitung die kapazitive Wirkung der Leitung nicht berücksichtigt, um nur eine Fehlermöglichkeit zu nennen.
• Weiter trägt die Witterung mit erhöhter Luftfeuchtigkeit, Kondenswasserbildung in den Rohren zu schlechten Resultaten bei.

Für Isolationsmessungen muss deshalb ein gleich hoher Fehlerprozentsatz wie bei der Schleifenwiderstandsmessung, also ca. ± 25 bis 30 %, berücksichtigt werden. 

Sämtliche Messungen sind mit Fehlern behaftet. Wahrend jedoch im Bereich von Volt- und Amperemessgeräten ein einstelliger %-Fehlerbereich gilt, liegt der bei Schleifenwiderstandsmessgeräten höher. •

1. Neben dem eigentlichen Gerätefehler, der ungefahr bei 5-7 % liegt, gilt es, weitere Fehlerquellen, die zum Teil in der Art der Messung liegen, zu beachten. 
2. Das Gerät misst die Spannung je im unbelasteten und belasteten Zustand und berechnet daraus die Differenz. Netzschwankungen während der Messung verfälschen das Messresultat.
3. Auch die Tageszeit spielt eine Rolle. Es kann sein, dass am Morgen die Bemessungsspannung höher ist als am Mittag. Bei höherer Spannung fliessen höhere Kurzschlussströme.
4. Bei kurzen Leitungslängen mit sehr kleinen Schleifenimpedanzen < 0,3 Ohm spielen selbst die geringe Länge der Messkabel und der Anschluss an den Messpunkten eine Rolle. Ungeeignete, zu schwache Krokodilklemmen verursachen zusätzliche Übergangswiderstände.
5. Zusätzliche Fehler entstehen in direkter Trafonähe bei Schleifenimpedanzen mit cos ø unter etwa 0,8.

Die einzelnen Fehlerprozente addieren sich. Es kann davon ausgegangen werden, dass Schleifenimpedanzmessgeräte eine Abweichung von ca. ± 25 bis 30 % aufweisen können.

Gemäss NIN bestehen im Störungsfall zwei Abschaltzeiten. Endstromkreise > 32 A müssen in ≤ 5 s, Stromkreise mit Steckdosen 63 A innert 0,4 s und Endstromkreise ≤ 32 A in ≤ 0,4 s abschalten. Das Schutzmassnahmenmessgerät zeigt nach der Schleifenmessung den möglichen Kurzschlussstrom zwischen L- und PE-Leiter an. Mit diesem Wert wird in Abhängigkeit der vorgeschalteten Überstrom-Schutzeinrichtung geklärt, ob die NIN-Forderungen erfüllt sind.

Zwei Möglichkeiten zur evaluation:

Auslösekurve oder Tabelle.

Auf dem Messprotokoll wird grundsätzlich von mindestens zwei Punkten in einer Installation ausgegangen, an denen eine Messung durchgeführt werden soll, siehe Ausschnitt aus dem Messprotokoll zum SiNa. 

Messpunkt 1: Er liegt an der Einspeisestelle der Installation. Das kann direkt beim Anschlussüberstromunterbrecher oder am Einspeisepunkt einer neuen Leitung z.B. beim Verbraucherüberstromunterbrecher usw. sein. Diese Messung dient der Kontrolle der Kurzschlussfestigkeit der angeschlossenen Betriebsmittel am Einbauort. Als Beispiel kann ein Leitungsschutzschalter mit der Aufschrift 6000 dienen. Zeigt die Messung, dass im Kurzschlussfall ein höherer Kurzschlussstrom als 6 kA fliessen wird, ist der LS gefährdet und kann im Kurzschlussfall zerstört werden. •

Messpunkt 2: Der zweite Messpunkt liegt an den entferntesten Stellen der Installation auf Apparaten oder Steckdosen. Ergibt die Messung an der entferntesten Stelle ein gutes Resultat, zeigen näher am Speisepunkt liegende Leitungen, oder solche mit grösseren Querschnitten, durch die geringere Impedanz bessere Resultate. Mit dem Ergebnis der Messung lässt sich die nach NIN vorgeschriebene Einhaltung der automatischen Abschaltung überprüfen. 

Es gibt grundsätzlich zwei Möglichkeiten, die Schleifenimpedanz zu erfassen.

In Hausinstallationen ist die Messung mit dem Schleifenimpedanzmessgerät üblich. Der Anschluss erfolgt an Aussenleiter und PE-Leiter, siehe Bild. Beim Anschluss zeigt das Voltmeter die anstehende Bemessungsspannung. Wird die Taste gedrückt, fliesst über den Belastungswiderstand ein definierter Strom. Aufgrund der Belastung durch den Messwiderstand sinkt die angelegte Spannung leicht ab. Die Grösse des Spannungsfalls ist ein Mass für die Impedanz der Netzschleife. Wird sie durch den über den Messwiderstand fliessenden Strom dividiert, ergibt sich die Impedanz der Schleife. Aus dem gemessenen, berechneten Ohmwert lässt sich der im Kurzschlussfall fliessende Strom berechnen. Moderne Installationstester messen die Schleifenimpedanz und berechnen daraus direkt den im Störungsfall möglichen I K .

Die Schleifenimpedanz kann auch berechnet werden. Hierzu sind alle Angaben über Längen, Querschnitte, Leitungsart und Aufbau notwendig

Im Normalfall wird eine Schleifenwiderstandsmessung durchgeführt. Die Netzinnenwiderstandsmessung erfolgt zwischen L und N, deshalb lösen Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's) nicht aus. Die Messung des Netzinnenwiderstandes wird gemacht, wenn die Schleifenmessung einen kritisch hohen Wert ergibt. Sie dient der Überprüfung der Schleifenmessung und soll annähernd gleiche Widerstandswerte ergeben wie die Schleifenmessung.

Als Netzinnenwiderstand bezeichnet man das Resultat der Messung zwischen den Aussenleitern und dem Neutralleiter. Beim Betrachten des Bildes  wird klar, dass der Neutral- und der Schutzleiter praktisch die gleiche Verlegungslänge und den gleichen Querschnitt aufweisen. Deshalb wird der Netzinnenwiderstand in der Regel einen ähnlichen Wert ergeben wie die Schleifenimpedanz. Bestehen zwischen den beiden Messungen grosse Differenzen, kann davon ausgegangen werden, dass in der Installation eine Schwachstelle entweder im N- oder PE-Leiter mit zu hohem Übergangswiderstand besteht.

Die Schleifenwiderstandsmessung erfolgt zwischen allen Aussenleitern und dem PE- bzw. PEN-Leiter. Sie umfasst die Summe der Impedanzen der Verbraucher-, Bezüger-, Anschluss- und Erdungsleitung im Haus. Weiter gehören die Aussenleiter und der PEN-Leiter im Netz inkl. Trafowicklung mit dazu. Wie aus Bild ersichtlich, werden die Erdungsleitung und die Betriebserde des speisenden Trafos in der Messung miterfasst. In der Praxis bestehen noch andere Parallelzweige durch weitere Erdungsleitungen bzw. Verbindungen zur Erde. Auch diese beeinflussen die Schleifenimpedanz

Jede Leitung verhält sich wie ein Kondensator. Die für die Ladung der kapazitiv wirkenden Leitung benötigte Energie liefert das Isolationsmessgerät. Je länger die Leitung, umso grösser die Kapazität und umso länger dauert die Ladung. Es kann sich bei grossen Leitungslängen ohne Weiteres um einige Sekunden handeln. Würde der Bedienungsknopf für die Messung nur ganz kurz gedrückt, wäre noch nicht die volle Ladung erreicht und das anstehende Messergebnis demzufolge falsch. Der Bedienungsknopf ist so lang zu betätigen, bis die Ladung abgeschlossen ist. Das ist bei analogen Geräten der Fall, wenn der Zeiger ruhig stehen bleibt und der angezeigte Messwert nicht mehr steigt. Bei digitalen Messinstrumenten ist es der Fall, wenn sich die Digitalanzeige ebenfalls nicht mehr ändert. 

Hnweis:

Denken Sie auch an die Entladung nach der Messung. Moderne Messgeräte machen dies meist automatisch. 

Die erste Messung soll immer zwischen Erde und dem Neutralleiter durchgeführt werden. Zeigt sie ein schlechtes Resultat, ist die zweite Messung zwischen PE und L nicht sinnvoll bzw. kann für empfindliche Geräte gefährlich sein. Gefährlich ist sie, wenn eine unzulässige Verbindung zwischen Neutralleiter und PE-Leiter besteht. Über die unzulässige Verbindung N-PE kann die volle Messspannung von 500 V an einem Gerät/Betriebsmittel anstehen. Empfindliche, elektronische Geräte könnten durch die Messung Schaden nehmen. Das Bild 6.9 zeigt die gefährliche Situation. 

Jede Installation muss als Mindestwert die in Tabelle  aufgeführten lsolationswerte ausweisen. Die Tabelle zeigt den gebräuchlichsten Bereich. Für die Messgeräte gelten folgende Bedingungen: Jedes Isolationsmessgerät muss bei einem anliegenden Widerstand von 1,0 MOhm eine Spannung von 500 V= abgeben. Für eine normenkonforme Messung ist diese Messspannung zwingend. Eine regelmässige Überprüfung und periodische Kalibrierung der eigenen Messgeräte ist unabdingbar. 

Der PEN-Leiter führt betriebsmässig Strom. Da er im Installationssystem TN-C auf sämtlichen Gehäusen von Verbrauchern und Betriebsmitteln mit der Erde verbunden ist, ist eine Isolationsmessung nur erschwert möglich. Vor der Messung müsste auf sämtlichen Geräten die PEN-Gehäuse-Verbindung gelöst werden. Es würde die Gefahr bestehen, dass der Schutz nach der Messung durch mangelhafte PEN-Verbindungen nicht mehr gewährleistet wäre. 

Der Isolationswiderstand muss zwischen allen aktiven Leitern und Erde gemessen werden. Diese führen im normalen Betrieb Strom. Zu den aktiven Leitern gehören alle Aussenleiter L1 bis L3 und der Neutralleiter. Apparate dürfen, müssen aber nicht zwingend mitgemessen werden. Sie gelten nicht als Teil der Installatio

Jede Schlusskontrolle einer elektrischen Installation beinhaltet die Sichtprüfung, die Funktionsprüfung und die notwendigen Messungen. •

Bei der Sichtprüfung lassen sich allfällige Mängel wie z.B. fehlender Berührungsschutz, unzulässige Betriebsmittel für feuergefährliche Räume, falsche Leiterbezeichnungen, zu hoher Bemessungsdifferenzstrom bei Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's) usw. ermitteln. 

Durch Funktionsprüfungen sind Betriebsmittel zu testen, welche Schutzfunktionen ausüben. Bei Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's) gehören z.B. das Betätigen der eingebauten Prüftaste, die Kontrolle der korrekten Funktion von Endschaltern etc. dazu. 

Die folgenden Messungen sind für die Prüfung der Einhaltung der Schutzmassnahmen unumgänglich und lassen sich in sechs Bereiche unterteilen: -

• die Messung der Leitfähigkeit des PE
• SPA- und ZPA-Leiters,
• die Überprüfung der Isolation aller aktiven Leiter gegen Erde durch die Isolationsmessung,
• die Durchführung der Schleifenimpedanzmessung, und daraus die Berechnung der normengemässen, automatischen Abschaltung,
• die Kontrolle des korrekten Anschlusses aller Steckdosen und Prüfung des Drehfeldes an Drehstromsteckdosen und Verlängerungskabeln, 
• die Kontrolle der richtigen Funktion von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD's) gemäss dem Ansprechdifferenzstrom NIN und in normengemässer Zeit, 
• die Messung der sicheren Trennung von SELV-Stromkreisen von Erde und die sichere Trennung von PELV-Stromkreisen von aktiven Teilen anderer Stromkreise,
• die Überprüfung des Spannungsfalles,
• die Messung der Netzspannung und Frequenz. Je nach Art der Installation sind folgende Messungen nötig: - die Messung der Leitfähigkeit bzw. der Isolationsfestigkeit von Fussböden und Wänden, - die Messung von Erderwiderständen. 

Vor der Inbetriebnahme einer elektrischen Installation oder von Teilen davon ist eine baubegleitende Erstprüfung durchzuführen. Die elektrische Anlage wird erst eingeschaltet, wenn die vorgeschriebenen Kontrollen vorgenommen und das Mess- und Prüfprotokoll für diesen Anlageteil ausgefüllt wurde. Das erstmalige Einschalten der Anlage muss mindestens durch einen Elektroinstallateur EFZ oder einen Montage-Elektriker EFZ, der in Erstprüfung ausgebildet wurde, vorgenommen werden.

Vor der übergabe an den Eigentümer muss eine kontrollberechtigte Person wie Sicherheitsberater, Elektrokontrolleur/Chefmonteur, Dipl. Elektroinstallateur eine Schlusskontrolle durchführen sowie einen Sicherheitsnachweis erstellen, mit dem die Mängelfreiheit der Installation dokumentiert wird.

Installationen müssen je nach Art in periodischen Abständen von 1, 5, 10 und 20 Jahren kontrolliert werden. Mit dem Sicherheitsnachweis wird belegt, dass sie den gestellten Sicherheitsanforderungen entsprechen.

NIV Art. 24 NIN:6.0.1 + 6.1 NIV Art. 36 / NIN 6.0.2.1