Überspannungsschutz bei Prüfungen der Elektroanlage

Elektrische Anlagen und Betriebsmittel dürfen nur in ordnungsgemäßem Zustand in Betrieb genommen und müssen in diesem Zustand erhalten werden. Daher müssen sie durch eine Elektrofachkraft oder unter Leitung und Aufsicht einer Elektrofachkraft auf ordnungsgemäßen Zustand geprüft werden.

Die elektrische Anlage ist zu prüfen:

  • vor der ersten Inbetriebnahme, gemäß der Norm VDE 0100-600: „Errichten von Niederspannungsanlagen Teil 6: Prüfungen“ (Juni 2008, Deutsche Übernahme HD 60364-6:2007),

  • nach einer Änderung oder Instandsetzung vor der Wiederinbetriebnahme, gemäß der selben Norm,

  • und in bestimmten Zeitabständen, gemäß DIN VDE 0105-100 „Betrieb von elektrischen Anlagen, Teil 100: Allgemeine Festlegungen“ (Oktober 2015).

Die elektrischen Betriebsmittel sind zu prüfen:

  • nach einer Änderung oder Instandsetzung vor ihrer Wiederinbetriebnahme, gemäß DIN VDE 0701-0702 „Prüfung nach Instandsetzung, Änderung elektrischer Geräte – Wiederholungsprüfung elektrischer Geräte“ (Juni 2008),

  • und in bestimmten Zeitabständen, gemäß der selben Norm.

Einen Teil der Prüfung der Elektroanlage bildet die Messung des Isolationswiderstandes. Bei Anlagen mit einer Nennspannung bis 500 Volt Wechselspannung wird die Prüfung mit einer Gleichspannung von 500 Volt vorgenommen. Der Isolationswiderstand darf 0,5 Megaohm (MΩ) nicht unterschreiten. Bei über 500 Volt Nennspannung beträgt die Messgleichspannung 1.000 V und der Isolationswiderstand mindestens 1,0 MΩ.

Die Messgeräte müssen den Festlegungen der

  • Normenreihe DIN VDE 0413 „Geräte zum Prüfen Messen oder Überwachen von Schutzmaßnahmen“

  • der Normenreihe IEC 61557 bzw.

  • der CENELEC-Normenreihe EN 61557

entsprechen.

Die Messung des Isolationswiderstandes ist für die Außenleiter und den Neutralleiter gegen Erde durchzuführen. Zur Reduzierung des Messaufwandes dürfen Außen- und Neutralleiter miteinander verbunden sein. Bei der Messung mit angeschlossenen elektronischen Betriebsmitteln, z. B. EVG, muss dies sogar der Fall sein.

Angeschlossene Leuchten mit Parallelkondensatoren oder Funkentstörfiltern können zu Fehlmessungen führen. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass elektronische Bauteile der Betriebsmittel durch die Messspannung Schaden nehmen. TRILUX-Leuchten werden aufgrund ihres Schaltungsaufbaues durch Isolationswiderstandsmessungen nicht beschädigt. Dies gilt sowohl für die LED-Leuchten als auch für Leuchten für Leuchtstofflampen, mit VVG oder EVG.

Neutralleiterunterbrechung

In der Praxis werden für die Messung des Isolationswiderstandes gegen den Schutzleiter PE die Außenleiter L1, L2 und L3 sowie der Neutralleiter N an der Trennklemme unterbrochen (siehe oben). Vor anschließender Inbetriebnahme muss insbesondere die Neutralleiter- Trennklemme wieder geschlossen werden. Wird dies unterlassen und liegt eine unterschiedliche Belastung der Außenleiter vor, Können erhöhte Betriebsspannungen bis 400 V an den Verbrauchern auftreten. Diese kann elektrische Betriebsmittel wie elektronische Vorschaltgeräte beschädigen. Warum? Bei angeschlossenem Neutralleiter N oder bei etwa gleicher Belastung der Außenleiter liegt der Sternmittelpunkt im Spannungs-Vektordiagramm etwa in der Mitte und die Spannung an den Verbrauchern beträgt 230 V (siehe Abbildung). Wird N unterbrochen, verschiebt sich der Sternmittelpunkt und die Spannung an den Verbrauchern mit größerer Last kann Werte bis zu 400 V annehmen.

Abbildung 3.179: Leuchten in Dreiphasennetzen (Drehstromnetzen)
(a) Anschluss der Leuchten bzw. Leuchtengruppen 1, 2 und 3 an drei Außenleiter L1, L2, L3 mit dem gemeinsamen Neutralleiter N
(b) Diagramm der Sternschaltung des Netzes bei angeschlossenem Neutralleiter N: gleiche Spannung an den Verbrauchern
(c) Wird der Neutralleiter unterbrochen, steigt die Spannung an Verbrauchern mit der größeren Leistung stark an

Überspannungsfestigkeit

Elektronische Betriebsgeräte (LED-Treiber und EVG für Leuchtstofflampen) sind geeignet für eine Nennspannung von 230 V, häufig auch für einen Nennspannungsbereich von 220 V bis 240 V. Auf Grund der zulässigen Netztoleranzen von ± 10 % muss ein Dauerbetrieb im Spannungsbereich von 207 V bis 253 V, ggf. von 198 V bis 264 V gewährleistet werden. Darüber hinaus ist normativ Keine Funktionstüchtigkeit der Betriebsgeräte gefordert. Auch ein Überspannungsschutz bzgl. der Schädigung der Betriebsgeräte ist normativ nicht gefordert.

In der Praxis werden Schäden durch Überspannung häufig nicht erkannt, da diese unter Umständen nicht zu einem sofortigen Ausfall des Betriebsgerätes sondern nur zu einer Vorschädigung führen, die die Lebensdauer der elektronischen Komponenten beeinträchtigt. Der Ausfall des Betriebsgerätes erfolgt dann zu einem späteren Zeitpunkt, jedoch vor Erreichen der angegebenen Nutzlebensdauer.

Abbildung 3.180: Auszug eines Datenblattes eines LED-Betriebsgerätes

Aus Gründen der Widerstandsfähigkeit gegenüber den in realen Elektroanlagen vorkommenden Belastungen, wie z.B. einer Neutralleiterunterbrechung (siehe oben), sind hochwertige Betriebsgeräte in der Regel mit einem erhöhten Überspannungsschutz ausgestattet. Typische Werte sind eine Dauerspannungsfestigkeit bis zu 350 VAC bis zu 2 Stunden und ein Schutz gegen Spannungsspitzen bis zu 1 kV zwischen L und N, bzw. 2 kV zwischen L/N und PE.

Im Einzelfall sind die Angaben zum Überspannungsschutz dem Datenblatt des Betriebsgerätes zu entnehmen (siehe Abbildung).

Erstprüfung und Prüfung instandgesetzter Elektroanlagen

Im Rahmen der Erstprüfung vor der ersten Inbetriebnahme einer Starkstromanlage muss

  • durch Besichtigen, z. B. hinsichtlich der Abstände, Abdeckungen, Umhüllungen usw. zum Schutz gegen elektrischen Schlag,

  • durch Erproben und Messen, z. B. der Durchgängigkeit des Schutzleiters, des Isolationswiderstandes der elektrischen Anlage, der Spannungspolarität und Spannungsfestigkeit sowie

  • durch Funktionsprüfung der Schutzeinrichtungen (Leitungsschutzschalter und FI-Schalter) sichergestellt sein, dass alle Festlegungen hinsichtlich des Schutzes von Personen, Nutztieren und Sachen erfüllt sind.

Eine entsprechende Prüfung ist auch nach der Änderung oder Instandsetzung der elektrischen Anlage vorzunehmen.

Wiederkehrende Prüfung an Elektroanlagen

Die Berufsgenossenschaftliche Vorschrift DGUV Vorschrift 3 „Elektrische Anlagen und Betriebsmittel“ (aktualisierte Fassung 2010) fordert darüber hinaus wiederkehrende Prüfungen im Betrieb der Anlage. Diese Vorschrift ist eine Unfallverhütungsvorschrift und damit eine autonome Rechtsverordnung. Sie wurde vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales genehmigt und durch Bekanntgabe im Bundesanzeiger rechtsverbindlich. Sie gilt für alle gewerblich genutzten Anlagen und Geräte. Die Anwendung und Durchführung der Unfallverhütungsvorschriften wird von den Berufsgenossenschaften überwacht, bei Nichtbefolgung drohen Sanktionen. DGUV Vorschrift 3 übernimmt Festlegungen aus DIN VDE 0105 Teil 100 „Betrieb von elektrischen Anlagen“ und DIN VDE 0104 „Prüfanlagen; Errichten und Betreiben“ und macht diese damit rechtsverbindlich.

Insbesondere wird nach DIN VDE 0105-100 „Betrieb von elektrischen Anlagen, Teil 100: Allgemeine Festlegungen“ (Oktober 2015) eine regelmäßige Wartung durch Fachkräfte und/oder unterwiesenes Personal gefordert. Hierzu zählt die Überprüfung von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen und Messung von Isolationswiderstand sowie Erdungswiderstand. Auch die Prüfintervalle für unterschiedliche ortsfeste oder nichtstationäre Anlagen sind festgelegt.

Für stationäre Anlagen, also auch Beleuchtungsanlagen, wird eine Überprüfung der ortsfesten Betriebsmittel durch eine Elektrofachkraft alle vier Jahre gefordert.

Notwendig ist die Überprüfung von Kriech- und Luftstrecken, des Schutzes gegen indirektes Berühren und gegen Eindringen von Staub oder Feuchte. Die Prüfung umfasst das Besichtigen, das Messen des Schutzleiterübergangs- und Isolationswiderstandes.

Das Messen des Ableitstromes und eine Funktionsprüfung der Schutzeinrichtungen ist nur unter bestimmten Umständen erforderlich.

Prüfungen an Elektrogeräten gemäß DIN VDE 0701-0702

Elektrische Geräte (also auch Leuchten) sind nach einer Instandsetzung oder Änderung und wiederkehrend in Zeitabständen von 4 Jahren hinsichtlich der Wirksamkeit ihrer Schutzmaßnahmen gemäß den Anforderungen der gemäß DIN VDE 0701-0702 „Prüfung nach Instandsetzung, Änderung elektrischer Geräte – Wiederholungsprüfung elektrischer Geräte“ (Juni 2008) zu überprüfen. Für Leuchten in Beleuchtungsanlagen ist eine Überprüfung der Einzelgeräte nicht erforderlich, sofern eine Prüfung der Anlage gemäß DIN VDE 0105-100 durchgeführt wird, da diese ggf. alle festzustellenden Mängel der Einzelgeräte erfasst.

Bei Leuchten gelten Wartungsarbeiten wie das Wechseln von Lampen und Startern nicht als Instandsetzung im Sinne dieser Norm.