Die Isolationsmessung als Teil der wiederkehrenden Prüfung elektrischer Anlagen kann nur im abgeschalteten Zustand durchgeführt werden. Häufig ist eine Abschaltung der Stromversorgung mit hohen Ausfallkosten und aufwendigem wiederanfahren der Anlagen verbunden oder gar unmöglich (z. B. in Rechenzentren, in Produktionsanlagen oder auf Intensivstationen). Vorschriften und Normen bieten jedoch zwei Alternativen für den sicheren Betrieb von Anlagen, die immer verfügbar sein müssen – ohne Abschaltung:
Darüber hinaus bietet das IT-System noch weitere wesentliche Vorteile für hochverfügbare Anlagen.
Was sagt die Norm
Für einen sicheren Anlagenbetrieb, der wichtigsten Aufgabe für Betreiber und Anlagenführer, gibt es zahlreiche Gesetze, Vorschriften und Normen, die den Rahmen des sicheren Betreibens definieren. Ein wesentlicher Aspekt dabei ist die wiederkehrende Prüfung der elektrischen Anlage. Diese kann zu großen Teilen im laufenden Betrieb durchgeführt werden mit Ausnahme der Isolationsmessung RISO (vgl. DIN VDE 0100-600:2008-06 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 6 Prüfungen: 61.3.3 Isolationswiderstand der elektrischen Anlage). Für die Messung des Isolationswiderstands zwischen aktiven Leitern und dem mit Erde verbundenen Schutzleiter muss die Anlage abgeschaltet werden.
Doch bieten Normen und Vorschriften Alternativen. Eine permanente Überwachung des Isolationsniveaus der elektrischen Anlage erlaubt der Elektrofachkraft eine Anpassung der Prüffristen für die wiederkehrende Isolationsmessung:
DIN VDE 0105-100:2009-10 Betrieb von elektrischen Anlagen
5.3.101.0.4 Bei Anlagen, die im normalen Betrieb einem wirksamen Managementsystem für vorbeugende Unterhaltung und Wartung unterliegen, dürfen die wiederkehrenden Prüfungen durch die angemessene Durchführung einer dauernden Überwachung und Wartung der Anlage und all ihrer Betriebsmittel durch Elektrofachkräfte ersetzt werden. Geeignete Nachweise müssen zur Verfügung gehalten werden.
In der DGUV Vorschrift 3 (ehemals BGV A3) wird ebenfalls die Möglichkeit eingeräumt, durch eine ständige Überwachung die Fristen für Prüfungen zum Erhalt des ordnungsgemäßen Anlagenzustandes anzupassen:
Durchführungsanweisung zur DGUV Vorschrift 3:
Ortsfeste elektrische Anlagen und Betriebsmittel gelten als ständig überwacht, wenn sie kontinuierlich
- von Elektrofachkräften instandgehalten werden
und
- durch messtechnische Maßnahmen im Rahmen des Betreibens (z. B. Überwachen des Isolationswiderstandes) geprüft werden.
Geerdete Stromversorgung (TN-S-System)
Demnach können geerdete Anlagen (TN-S-Systeme) mit einem selektiven System zur Differenzstrom-Überwachung (RCM) ausgerüstet werden. Eine Verschlechterung der Isolation führt zu einer messbaren Veränderung im Differenzstrom der Anlage. Der Betreiber wird komfortabel über eine Alarmmeldung per E-Mail informiert.
Abschaltungen für herkömmliche Isolationsmessungen, auch nur für kurze Zeiten, gehören durch den gezielten Einsatz von selektiven Differenzstrom-Überwachungssystemen (RCMS) der Vergangenheit an. Die Verfügbarkeit einer elektrischen Anlage wird erhöht, Störströme werden in der Entstehungsphase lokalisiert und der Kostenaufwand für die Isolationsmessung bei der Wiederholungsprüfung elektrischer Anlagen und Betriebsmittel wird minimiert.
Ungeerdete Stromversorgung (IT-System)
Für Anlagen, bei denen eine Abschaltung oder ein ungeplanter Stillstand mit hohen Kosten verbunden ist, bietet das ungeerdete System (IT-System) eine ideale Alternative mit zahlreichen Vorteilen. Im Gegensatz zu einem TN-S-System ist hierbei kein aktiver Leiter des IT-Systems geerdet ausgeführt. Aufgrund der bewusst fehlenden niederohmigen Verbindung zwischen Sternpunkt des Transformators und PE (Protective Earth) fließt beim Auftreten eines ersten Isolationsfehlers kein hoher Fehlerstrom. Daraus ergeben sich sehr gute EMV-Eigenschaften, keine Abschaltungen und eine Einfehler-Sicherheit. Damit bietet das IT-System von allen Netzformen die höchste Versorgungssicherheit.
Der Isolationswiderstand im IT-System wird permanent durch ein Isolationsüberwachungsgerät gemessen, das bei kritischen Veränderungen einen Alarm erzeugt. Ein erster Isolationsfehler führt nicht wie im geerdeten System zur automatischen Abschaltung der Anlage, sondern kann im Fehlerfall weiterbetrieben werden. Aufgrund dieser Besonderheit wird bei besonders kritischen Applikationen (z. B. Intensivstationen, Operationsräumen, Chemieanlagen, usw.) immer ein IT-System verwendet.
Ein Isolationsüberwachungsgerät im IT-System erfüllt somit die Anforderungen nach DIN VDE 0105-100:2015-10 „Betrieb von elektrischen Anlagen“ und DGUV Vorschrift 3 nach einer permanenten Überwachung, so dass keine wiederkehrende Isolationsmessung und Anlagenabschaltung notwendig ist.
Vollständigkeitshalber sei hier noch erwähnt, dass alle anderen Prüfungen wie z. B. Sichtprüfung, Schleifenwiderstandsmessung weiterhin durchgeführt werden müssen. Diese können jedoch im laufenden Betrieb durchgeführt werden.
Dipl.-Wirt.-Ing. Michael Faust, T-MTS
Dipl.-Ing. Jörg Irzinger, T-MIS
- permanente Differenzstrommessung (in geerdeter Stromversorgung)
- permanente Messung des Isolationswiderstandes (in ungeerdeter Stromversorgung)
Darüber hinaus bietet das IT-System noch weitere wesentliche Vorteile für hochverfügbare Anlagen.
Was sagt die Norm
Für einen sicheren Anlagenbetrieb, der wichtigsten Aufgabe für Betreiber und Anlagenführer, gibt es zahlreiche Gesetze, Vorschriften und Normen, die den Rahmen des sicheren Betreibens definieren. Ein wesentlicher Aspekt dabei ist die wiederkehrende Prüfung der elektrischen Anlage. Diese kann zu großen Teilen im laufenden Betrieb durchgeführt werden mit Ausnahme der Isolationsmessung RISO (vgl. DIN VDE 0100-600:2008-06 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 6 Prüfungen: 61.3.3 Isolationswiderstand der elektrischen Anlage). Für die Messung des Isolationswiderstands zwischen aktiven Leitern und dem mit Erde verbundenen Schutzleiter muss die Anlage abgeschaltet werden.
Doch bieten Normen und Vorschriften Alternativen. Eine permanente Überwachung des Isolationsniveaus der elektrischen Anlage erlaubt der Elektrofachkraft eine Anpassung der Prüffristen für die wiederkehrende Isolationsmessung:
DIN VDE 0105-100:2009-10 Betrieb von elektrischen Anlagen
5.3.101.0.4 Bei Anlagen, die im normalen Betrieb einem wirksamen Managementsystem für vorbeugende Unterhaltung und Wartung unterliegen, dürfen die wiederkehrenden Prüfungen durch die angemessene Durchführung einer dauernden Überwachung und Wartung der Anlage und all ihrer Betriebsmittel durch Elektrofachkräfte ersetzt werden. Geeignete Nachweise müssen zur Verfügung gehalten werden.
In der DGUV Vorschrift 3 (ehemals BGV A3) wird ebenfalls die Möglichkeit eingeräumt, durch eine ständige Überwachung die Fristen für Prüfungen zum Erhalt des ordnungsgemäßen Anlagenzustandes anzupassen:
Durchführungsanweisung zur DGUV Vorschrift 3:
Ortsfeste elektrische Anlagen und Betriebsmittel gelten als ständig überwacht, wenn sie kontinuierlich
- von Elektrofachkräften instandgehalten werden
und
- durch messtechnische Maßnahmen im Rahmen des Betreibens (z. B. Überwachen des Isolationswiderstandes) geprüft werden.
Geerdete Stromversorgung (TN-S-System)
Demnach können geerdete Anlagen (TN-S-Systeme) mit einem selektiven System zur Differenzstrom-Überwachung (RCM) ausgerüstet werden. Eine Verschlechterung der Isolation führt zu einer messbaren Veränderung im Differenzstrom der Anlage. Der Betreiber wird komfortabel über eine Alarmmeldung per E-Mail informiert.
Abschaltungen für herkömmliche Isolationsmessungen, auch nur für kurze Zeiten, gehören durch den gezielten Einsatz von selektiven Differenzstrom-Überwachungssystemen (RCMS) der Vergangenheit an. Die Verfügbarkeit einer elektrischen Anlage wird erhöht, Störströme werden in der Entstehungsphase lokalisiert und der Kostenaufwand für die Isolationsmessung bei der Wiederholungsprüfung elektrischer Anlagen und Betriebsmittel wird minimiert.
Ungeerdete Stromversorgung (IT-System)
Für Anlagen, bei denen eine Abschaltung oder ein ungeplanter Stillstand mit hohen Kosten verbunden ist, bietet das ungeerdete System (IT-System) eine ideale Alternative mit zahlreichen Vorteilen. Im Gegensatz zu einem TN-S-System ist hierbei kein aktiver Leiter des IT-Systems geerdet ausgeführt. Aufgrund der bewusst fehlenden niederohmigen Verbindung zwischen Sternpunkt des Transformators und PE (Protective Earth) fließt beim Auftreten eines ersten Isolationsfehlers kein hoher Fehlerstrom. Daraus ergeben sich sehr gute EMV-Eigenschaften, keine Abschaltungen und eine Einfehler-Sicherheit. Damit bietet das IT-System von allen Netzformen die höchste Versorgungssicherheit.
Der Isolationswiderstand im IT-System wird permanent durch ein Isolationsüberwachungsgerät gemessen, das bei kritischen Veränderungen einen Alarm erzeugt. Ein erster Isolationsfehler führt nicht wie im geerdeten System zur automatischen Abschaltung der Anlage, sondern kann im Fehlerfall weiterbetrieben werden. Aufgrund dieser Besonderheit wird bei besonders kritischen Applikationen (z. B. Intensivstationen, Operationsräumen, Chemieanlagen, usw.) immer ein IT-System verwendet.
Ein Isolationsüberwachungsgerät im IT-System erfüllt somit die Anforderungen nach DIN VDE 0105-100:2015-10 „Betrieb von elektrischen Anlagen“ und DGUV Vorschrift 3 nach einer permanenten Überwachung, so dass keine wiederkehrende Isolationsmessung und Anlagenabschaltung notwendig ist.
Vollständigkeitshalber sei hier noch erwähnt, dass alle anderen Prüfungen wie z. B. Sichtprüfung, Schleifenwiderstandsmessung weiterhin durchgeführt werden müssen. Diese können jedoch im laufenden Betrieb durchgeführt werden.
Dipl.-Wirt.-Ing. Michael Faust, T-MTS
Dipl.-Ing. Jörg Irzinger, T-MIS
