Differenzstrommessung - Was ist eigentlich ein Differenzstrom?
Um diese Frage beantworten zu können, sollte man die grundlegenden Begebenheiten in einem Stromkreis kennen. Im Stromkreis fließt der Strom über den sogenannten aktiven Leiter in den elektrischen Verbraucher hinein. Hierbei handelt es sich in der Regel um den Außenleiter, der häufig auch als Phase bezeichnet wird. Über den Nullleiter fließt der Strom wieder zurück, wodurch ein geschlossener Stromkreis gebildet wird. Hieraus folgt, dass über den Nullleiter der gleiche Strom fließen muss wie über den Außenleiter. Bei den beiden Leitern gibt es also keine (Strom-) Differenz. Viele Geräte verfügen zusätzlich über einen sogenannten Schutzleiter. Dieser ist häufig mit metallenen Gehäuseteilen verbunden, die während des Betriebs ohne Probleme vom Benutzer berührt werden können. Er dient dazu, im Falle eines Isolationsfehlers unter Spannung stehende Metallteile zu verhindern, indem die Ströme über den Schutzleiter abgeführt werden und somit ein elektrischer Schlag verhindert wird. Fließt nun ein Strom nicht über den Nullleiter zurück, sondern über den Schutzleiter, so entsteht ein sogenannter Fehlerstrom. Dieser Fehlerstrom verursacht eine Differenz zwischen dem über den Außenleiter in das Gerät hineinfließenden Strom und dem über den Nullleiter abgeführten Strom. Ein solcher Fehlerstrom kann über eine Differenzstrommessung festgestellt bzw. gemessen werden. Diese Messungen erfordern jedoch ein Inbetriebsetzen des Prüflings, was in der Praxis von Vorteil sein kann, da die Differenzstrommessung kein Abschalten des Prüflings erfordert.
Vor- und Nachteile der Differenzstrommessung
Eine Differenzstrommessung muss zur Beurteilung der entsprechenden zu prüfenden Anlage während des Betriebs durchgeführt werden. Nur auf diese Weise sind die erforderlichen
Messungen durchführbar. Bei der Differenzstromprüfung wird in der Regel eine speziell hierfür hergestellte
Stromzange mit hoher Messgenauigkeit verwendet. In den zu prüfenden Stromkreisen sollte eine möglichst hohe Stromkreisbelastung vorhanden sein, um den Differenzstrom hinreichend beurteilen zu können. Hieraus ergibt sich jedoch auch ein Nachteil der Differenzstrommessung. Dieser besteht darin, dass die zu messenden Strompfade sehr gut zugänglich sein müssen, um das
Messgerät ordnungsgemäß anbringen zu können. Die Differenzstrommessung stellt somit eine Möglichkeit zur Bewertung der gegebenen Isolationseigenschaften einer elektrischen Anlage dar. Allerdings sollte dann, wenn eine Anlage problemlos freigeschaltet werden kann, eine besser eine Isolationsmessung durchgeführt werden.
Durchführung und Interpretation der Messung
Die zu prüfende Anlage muss während der Messung in Betrieb sein und ein entsprechender Laststrom muss fließen. Eine speziell hierfür ausgelegte Stromzange wird um die entsprechenden elektrischen Leiter gelegt und misst zwei Ströme: den Ableit- und den Fehlerstrom des entsprechenden Anlagenteils. Der Ableitstrom ist der Strom, der betriebsmäßig abfließt. Er sollte nicht mit einem Fehlerstrom verwechselt werden, der wiederum eine Folge eines Isolationsfehlers ist.
Bis zu einem Messwert von 30 mA gilt die zu prüfende Anlage als in Ordnung. Liegt der Messwert in einem Bereich von 30 bis 300 mA, muss der gemessene Differenzstrom begründet werden. Ein Differenzstrom in dieser Größenordnung kann beispielsweise durch einen Ableitstrom infolge vieler Frequenzumformer entstehen. Beträgt die gemessene Stromstärke mehr als 300 mA, sollte unbedingt eine Isolationsmessung durchgeführt werden.
Probleme, die bei der Differenzstrommessung auftauchen können
Aufgrund der vorliegenden Anlagenbauart kann häufig keine Differenzstrommessung durchgeführt werden. Dies kann zum Beispiel an der Leiteranordnung liegen, die verhindert, dass eine entsprechende Strommesszange an den aktiven Leitern angelegt werden kann. Da unbelastete Stromkreise nur in den seltensten Fällen einen Differenzstrom führen, ist jedoch die Überprüfung eines belasteten Stromkreises notwendig. Ist eine solche Prüfung nicht durchführbar, muss in jedem Falle die Isolationsmessung als einzige Alternative durchgeführt werden.
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