Fluke: Produkte mit eingebauter Sicherheit

Abbildung 1. Die verschiedenen  Überspannungskategorien: Auf den Einsatzort kommt es an Fluke: Produkte mit eingebauter Sicherheit Wer entwickelt Sicherheitsnormen? Die IEC (International Electrotechnical  Commission) entwickelt international gültige  Normen für die Sicherheit von elektrischen  Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräten. Die  IEC 61010-1:2010   wurde als Grundlage für die  folgenden nationalen Normen verwendet: • US ANSI/ISA-S82.01-94 • Kanada  CAN C22.2 Nr. 1010.1-92 • Europa  EN 61010-1:2011-07 Überspannungskategorien Die Norm IEC 61010-1 spezifiziert Überspannungs-kategorien auf der Basis des Abstandes des   Geräts von der Stromversorgungsquelle (siehe   Abb. 1 und Tabelle 1) und der natürlichen   Dämpfung von transienter Energie, die in einem   elektrischen Verteilungssystem auftritt. Bei   höheren Kategorien ist der Abstand zu der   Stromversorgungsquelle kleiner, so dass ein   besserer Schutz erforderlich ist. Innerhalb jeder  Überspannungskategorie  Installationskategorie gibt es   Überspannungskategorie. Diese Kombination aus  Installationskategorie und Spannungs-klassifikation bestimmt die maximale Transienten-festigkeit des Instruments.Die Testprozeduren der  IEC 61010-1:2010   berücksichtigen  drei Hauptkriterien:  Arbeitsspannung,  Spitzenimpuls- Transientenspannung (wird auch  als  Stoßspannung bezeichnet) und   Quellenimpedanz. Diese drei Kriterien   zusammen vermitteln Ihnen einen Eindruck von   der tatsächlichen Spannungsfestigkeit eines   Multimeters. Innerhalb einer Kategorie geht eine höhere“Arbeitsspannung”, wie dies zu erwarten ist, mithöheren Transienten einher. Ein nach CAT III600 V spezifiziertes Multimeter wird zum Beispielmit 6.000-V-Transienten geprüft, während einnach CAT III 1000 V spezifiziertes Multimetermit 8.000-V-Transienten geprüft wird. So weit,so gut. Was nicht auf der Hand liegt, ist derUnterschied zwischen den 6.000-V-Transientenfür CAT III 600 V und den 6.000-V-Transientenfür CAT II 1000 V. Sie sind nicht identisch. Hierkommt die Quellenimpedanz ins Spiel. DasOhmsche Gesetz (Spannung = Widerstand x Strom) In dem Maße, in dem   Energieverteilungs- systeme und Lasten immer komplexer werden,  nimmt auch die  Wahrscheinlichkeit von  transienten  Überspannungen zu. Motoren,   Frequenzumrichtern wie sie z.B. in Antrieben mit regelbarer Drehzahl   enthalten sind, können Spannungsspitzen   erzeugen. Blitzeinschläge in Freileitungen   sind selten, führen aber zu extrem   gefährlichen hochenergetischen   Transienten. Wenn Sie Messungen an   elektrischen Systemen vornehmen, stellen   diese Transienten eine “unsichtbare” und   weitgehend unvermeidbare Gefahr dar. Sie   treten regelmäßig in Niederspannungs-Stromkreisen auf und können Spitzenwerte   von mehreren Tausend Volt erreichen. Um   gegen Transienten geschützt zu sein, muss   bei der Konstruktion von Messgeräten von   vornherein der Sicherheit genügend   Aufmerksamkeit gewidmet werden. besagt, dass die 2-Ω-Prüfquelle für CAT III densechsfachen Strom der 12-Ω-Prüfquelle für CATII hat. Das nach CAT III 600 V spezifizierteMultimeter bietet also einen deutlich besserenTransientenschutz als das nach CAT II 1000 Vspezifizierte Multimeter, obwohl man denkenkönnte, dass seine so genannte“Spannungsspezifikation” niedriger ist. SieheTabelle 2. Unabhängige Prüfungen sind derSchlüssel zur Erfüllung derSicherheitsnormen Wie können Sie wissen, ob Sie ein echtes CAT III oder CAT II Messgerät bekommen? Das ist leider nicht immer einfach. Die Herstellerhaben die Möglichkeit, ihre Messgeräte selbstals CAT II oder CAT III einzustufen, ohne sie vonunabhängiger Seite überprüfen zu lassen. DieIEC (International Electrotechnical Commission)entwickelt Normen, ist aber nicht für dieDurchsetzung dieser Normen verantwortlich.Achten Sie auf das Symbol und die Listennummereines unabhängigen Prüflabors wie z.B. UL,CSA, VDE, TÜV oder einer anderen anerkanntenZulassungsstelle.  Dieses Symbol darf nur verwendet werden,  wenn das Produkt die Prüfungen gemäß den  Standards dieses Labors bestanden hat, die auf  nationalen oder internationalen Normen beruhen.  UL 3111 beruht z. B. auf EN 61010-1:2011-07.  Diese Prüfzeichen sind Ihre beste Möglichkeit, um  sicherzugehen, dass das von Ihnen gewählte  Meter tatsächlich auf Sicherheit überprüft wurde. Tabelle 1 Überspannungskategorie Anwendungsbereiche in Kürze Beispiele CAT IV Drei Phasen am Elektrizitätswerk- • Bezieht sich auf den “Ursprung der Installation”; d.h. die Stelle, an der die Niederspannungs- Anschluss, alle Freileitungen verbindung mit dem Elektrizitätswerk hergestellt wird. • Elektrizitätsmesser, primäre Überstrom-Schutzvorrichtungen.• Im Freien und Zuführung der Versorgungskabel, Versorgungsleitungen vom Anschlusspunkt zum Gebäude, Verbindung zwischen Messgerät und Schalttafel. • Freileitungen zu einzelnen Gebäuden, Erdkabel zu Wasserpumpen. CAT III Drei-Phasen-Verteilung,  • Geräte in Festinstallationen, z.B. Schaltgeräte und mehrphasige Motoren. einschließlich einphasiger  • Sammelschienen und Speisekabel in industriellen Werken. kommerzieller Beleuchtung • Speisekabel und kurze Zuleitungen, Verteilungstafeln.• Beleuchtungssysteme in größeren Gebäuden.• Steckdosen für große Lasten mit kurzen Leitungen zur Zuführung der Versorgungsenergie. CAT II Einphasige Lasten, die mit der  • Haushaltsgeräte, portable Werkzeuge und ähnliche Lasten. Steckdose verbunden sind • Steckdosen und lange Abzweigleitungen.• Steckdosen, mehr als 10 Meter von CAT-III-Quelle entfernt.• Steckdosen, mehr als 20 Meter von CAT-IV-Quelle entfernt. CAT I Elektronik • Geschützte Elektronikvorrichtungen.• Geräte, die an Stromkreise angeschlossen werden, in denen Vorkehrungen getroffen wurden, um transiente Überspannungen auf einen niedrigen Pegel zu begrenzen. • Jede Hochspannungsquelle mit geringer Energie, die von einem Transformator mit hoher Wicklungszahl abgeleitet wurde, zum Beispiel der Hochspannungsteil eines Kopierers. Tabelle 1. Überspannungskategorien. IEC 61010-1 gilt für Niederspannungs-Messgeräte ( 1000 V)

10855-ger   Rev. 0 4 Fluke: Produkte mit eingebauter Sicherheit Tabelle 2 Überspannungs- Arbeitsspannung Spitzenimpuls- Prüfquelle (DC oder ACeff Transienten (Ω = V/A) Kategorie gegen Masse) (20 Wiederholungen) CAT I 600 V 2500 V 30-Ohm-Quelle CAT I 1000 V 4000 V 30-Ohm-Quelle CAT II 600 V 4000 V 12-Ohm-Quelle CAT II 1000 V 6000 V 12-Ohm-Quelle CAT III 600 V 6000 V  2-Ohm-Quelle CAT III 1000 V 8000 V 2-Ohm-Quelle CAT IV 600 V 8000 V 2-Ohm-Quelle Wählen Sie das richtige Messgerät: • Wählen Sie ein Messgerät, das für die höchste Überspannungskategorie und Spannungspezifiziert ist, für die  es möglicherweise eingesetzt wird(am häufigsten 600 oder 1000 V CAT III bzw.600 V CAT IV). • Suchen Sie nach der  Kennzeichnung für Überspannungskategorie und Spannung nebenden  versenkten Eingangsbuchsen Ihres Messgeräts  und nach einem Symbol für “doppelte  Isolierung” auf der Rückseite. • Vergewissern Sie sich, dass Ihr Messgerät vonzwei oder mehr unabhängigen Prüflabors, zumBeispiel UL in den Vereinigten Staaten undVDE oder TÜV in Europa, geprüft und zertifiziertwurde. Dies erkennen Sie an den Symbolender betreffenden Organisationen auf derRückseite Ihres Messgeräts. • Achten Sie darauf, dass das Messgerät auseinem hochwertigen, haltbaren und nichtleitfähigen Material hergestellt ist. • Sehen Sie im Handbuch nach, umsicherzugehen, dass die Schaltkreise zurMessung von Widerstand, Durchgang undKapazität in dem gleichen Maß geschützt sindwie der Schaltkreis zum Messen der Spannung,damit weniger Gefahr besteht, wenn dasMessgerät versehentlich im Widerstands-,Durchgangs- oder Kapazitätsmodus (fallsvorhanden) benutzt wird. • Überprüfen Sie, ob das Messgerät über eineninternen Schutz verfügt, damit das Instrumentnicht beschädigt wird, wenn fälschlicherweiseeine Spannung an den Eingang für dieStrommessung angelegt wird (falls vorhanden). • Vergewissern Sie sich, dass Strom- undSpannungsdaten der Messgeräte-Sicherungenden Spezifikationen entsprechen. DieSpannungsangabe der Sicherung mussmindestens der Spannungsspezifikation desMessgeräts entsprechen. • Achten Sie darauf, dass die verwendetenMessleitungen über Folgendes verfügen:- Abgeschirmte Stecker- Fingerschutz und griffige Oberfläche- S icherheitsspezifikationen, die der  Überspannungskategorie des Messgeräts entsprechen oder diese übertreffen - Doppelte Isolierung (achten Sie auf das Symbol) - Nur eine minimale Fläche blanken Metalls an den Messspitzen Überprüfen und testen Sie Ihr   Messgerät: • Kontrollieren  Sie,  ob  das  Gehäuse  und  dieMessleitungen  in  Ordnung  sind  und  ob Messwert  und  Symbole  auf  der  Anzeigegut zu lese n sind. • Vergewissern Sie sich, dass die Batteriengenügend Energie liefern, um eine lesbareMesswertanzeige zu bekommen. VieleMessgeräte sind mit einer Batteriespannungs-anzeige ausgestattet. • Überprüfen Sie den Messleitungswiderstand,um sicherzustellen, dass das Kabel im Innerennicht gebrochen ist. Bewegen Sie dabei dieMessleitungen (bei einwandfreienMessleitungen beträgt der Widerstand 0,1 bis0,3 Ohm). • Nutzen Sie die Testfunktion des Messgeräts,um sicherzustellen, dass die Sicherungeneingesetzt sind und korrekt funktionieren(nähere Informationen hierzu finden Sie imHandbuch). Treffen Sie bei Messungen anstromführenden Schaltungen diegeeigneten Vorsichtsmaßnahmen: • Verbinden Sie zuerst die Masseklemme undstellen Sie dann den Kontakt mit derstromführenden Leitung her. Nehmen Siezuerst die stromführende Leitung und zuletztdie Masseleitung ab. • Gehen Sie nach der Dreipunktmethode vor,vor allem, wenn Sie überprüfen, ob eineSchaltung stromlos ist. Testen Sie zuerst einebekanntermaßen stromführende Schaltung.Testen Sie dann die zu messende Schaltung.Und prüfen Sie anschließend noch einmal diestromführende Schaltung. Dadurch können Siesicherstellen, dass Ihr Messgerät vor und nachder Messung einwandfrei funktioniert. • Hängen Sie das Messgerät auf oder legen Siees hin. Halten Sie es möglichst nicht in IhrenHänden, damit Sie nicht den Effekten vonTransienten ausgesetzt sind. • Gehen Sie nach dem alten Trick der Elektrikervor und stecken Sie eine Hand in dieHosentasche. Dadurch verringert sich dasRisiko eines geschlossenen Stromkreisesdurch Ihren Brustkorb und Ihr Herz. Für die Sicherheit ist letztendlich jeder   Anwender selbst verantwortlich. Kein   Messgerät kann von sich aus für Ihre   Sicherheit garantieren, wenn Sie  unter  Spannung arbeiten. Nur eine Kombination aus den  richtigen Messgeräten und einer  sicheren  Arbeitsweise kann Ihnen  maximalen Schutz  bieten. Hier einige Tipps,  um Ihnen bei  Ihrer Arbeit zu helfen: Achten Sie darauf, dass Sie immer die   (örtlichen) Bestimmungen einhalten. Arbeiten Sie, wenn möglich, anstromlosen Schaltungen.   Nutzen Sie angemessene Prozeduren zurKennzeichnung und zur Sicherung gegen dasWiedereinschalten. Wenn diese Prozeduren nichtvorhanden sind oder nicht eingehalten werden,gehen Sie davon aus, dass die Schaltungstromführend ist. Nutzen Sie bei stromführendenSchaltungen Schutzeinrichtungen: • Benutzen Sie isolierte Messgeräte • Tragen Sie eine Schutzbrille oder einenGesichtsschutz • Tragen Sie isolierte Handschuhe, nehmen SieIhre Armbanduhr und anderen Schmuck ab • Stellen Sie sich auf eine isolierte Matte • Tragen Sie flammhemmende Kleidung, keinenormale Arbeitskleidung Benutzen Sie eine geeignete Schutzausrüstungwie Schutzbrille und isolierte Handschuhe. Transienten-Prüfwerte für Überspannungskategorien. (Werte für 50 V/150 V/300 V sind nicht enthalten) Benutzen Sie Messgeräte mit der Kennzeichnung   CAT III 1000 V oder CAT IV 600 V