19.02.2025 – Mit der Differenzstromüberwachung können Unternehmen Probleme in ihren elektrischen Anlagen erkennen, Ausfällen vorbeugen und damit die Verfügbarkeit der Anlagen erhöhen.

Nahaufnahme einer Messeinrichtung für Differenzstromüberwachung in Endstromkreisen. Quelle: Bender GmbH & Co. KG

Doch es gilt einiges zu beachten. Die Planung einer Differenzstrom-Überwachungslösung ist anspruchsvoll. Sie erfordert einen erheblichen Aufwand und solide Fachkenntnisse. Auch die Umsetzung der Planung kann sehr aufwändig sein, insbesondere dann, wenn Differenzstrom-Überwachungseinrichtungen in bereits bestehende Anlagen integriert werden sollen. Schließlich muss nach der Installation gewährleistet sein, dass eine erfahrene Fachkraft die Messergebnisse auswertet. Ohne ausreichende Kenntnis der elektrischen Anlage und der örtlichen Begebenheiten sind permanente Überwachung und vorausschauende Wartung (predictive maintenance) nicht zu realisieren.

Betreiber und Planer elektrischer Anlagen sollten sich daher entsprechend beraten lassen, sonst entstehen schnell Mehrkosten durch falsche Messungen, Fehlinterpretation und im schlimmsten Fall Ausfälle der Anlagen. Einer der Spezialisten für das Thema Differenzstromüberwachung ist das Unternehmen Bender GmbH & Co. KG aus dem hessischen Grünberg. „Bei dem Thema kursiert auch viel gefährliches Halbwissen “, so Peter Eckert, Marktsegmentmanager Kritische Infrastruktur Bender. Das Unternehmen bietet viele Schulungen und Fachwissen, um Technologie und Praxis der Differenzstrommessung besser zu verstehen, um falsche Einordnungen und Fehlinterpretationen zu vermeiden.

Jede Anlage ist anders

Differenzstrom-Messeinrichtungen gibt es nicht von der Stange. Jede elektrische Anlage ist anders und mehr oder weniger komplex. Art und Größe der Anlage sowie die eingesetzten Betriebsmittel unterscheiden sich. Zu berücksichtigen ist auch, welche Anlagenteile welchen (evtl. auch normativen) Anforderungen genügen müssen. „Es ist daher ein Trugschluss zu glauben, mit dem Einbau einer Differenzstromüberwachung irgendwo in einer Anlage könnten alle etwaigen Probleme erkannt und gelöst werden. Betreiber und Elektrofachkräfte sollten wissen, welche Aussagekraft die Messung an einer bestimmten Stelle der Anlage hat, oder kurz, sie sollten wissen, was sie messen“, so Peter Eckert. Nur dann könne der Zustand ihrer Anlagen sicher bewertet werden.

Welche Messtechnik ist geeignet? Differenzstromüberwachung ist in der Lage, sich anbahnende Isolationsverschlechterungen in elektrischen Anlagen zu erkennen. Darüber hinaus können Oberschwingungen und Blindströme erfasst werden, die für Netzverluste und thermische Belastung innerhalb der Anlage sorgen können. Weil die Überwachung permanent erfolgt (condition monitoring), werden Probleme frühzeitig erkannt. Damit eignet sich die Differenzstromüberwachung besonders für den Einsatz in solchen Anlagen, die hochverfügbar betrieben werden müssen und wo ungeplante Ausfälle unbedingt vermieden werden sollen, z. B. in der Industrie, Produktionsanlagen oder auch in Rechenzentren. Gleichzeitig ermöglicht Differenzstromüberwachung vorbeugende Wartung (predictive maintenance), reduziert den Aufwand für die wiederkehrende Prüfung nach DGUV Vorschrift 3. Sie erhöht den Personen- und Brandschutz (Schutz gegen thermische Auswirkungen) und kann helfen, Energiekosten einzusparen.

Richtig messen ist nicht einfach

Je nachdem, welchen Zweck die Installation einer Differenzstromüberwachung erfüllen soll, muss diese entsprechend den jeweiligen Anforderungen gemäß konzipiert werden. „Denn damit fällt zugleich die Entscheidung: An welcher Stelle in der Anlage setze ich die Messeinrichtung ein – in der Hauptverteilung, in der Unterverteilung, am zentralen Erdungspunkt oder in den Endstromkreisen“, so Peter Eckert.
 Die Vielfalt an Einsatzbereichen sowie die Komplexität aktueller elektrischer Anlagen und Betriebsmittel mache, so der Experte deutlich, dass zum Beispiel eine ausschließlich in der Hauptverteilung erfolgende Differenzstrommessung für eine sinnvolle und sichere Überwachung der Gesamtanlage meist nicht ausreiche. „Die Lastströme sind viel zu hoch und ein auftretender Differenzstrom evtl. viel zu klein, als dass sie eine wirkliche Aussage über den Zustand der elektrischen Anlage geben könnten“, so Eckert. Andererseits sei der Einsatz von Messeinrichtungen allein in den Endstromkreisen nicht sinnvoll, soll der Gesamtzustand der Anlage bewertet werden.

Fehlplanungen vermeiden

Betreiber müssen sich daher im Klaren darüber werden, zu welchem Zweck sie eine Differenzstromüberwachung einsetzen wollen und welche Aussage die Messungen ergeben sollen. Hier sind eine genaue Analyse und sorgfältige Planung nötig. „Denn nur so kann gewährleistet werden, dass die Differenzstromüberwachung am Ende ihren Zweck erfüllt und die gewünschten Vorteile zum Tragen kommen“, so Eckert.

Prinzipschaltbild für die Differenzstrommessung. Quelle: Bender GmbH & Co. KG

Bender empfiehlt, eine für den Einsatzzweck und -ort geeignete Messtechnik zu verwenden. Andernfalls bekommt man Messwerte, die keine qualifizierte Aussage zum Zustand der elektrischen Anlage erlauben. „Zum Beispiel wenn Typ-A-Sensoren zum Einsatz kommen, die keine hochfrequenten Ströme oder DC-Anteile messen können, oder wenn eine Rogowski-Spule mit einem Messbereich über 100 mA verwendet wird, um Differenzströme unter 30 mA zu erfassen. Oder es wird nur ein Sensor am Eingang der Unterverteilung eingebaut, was eine Überwachung der vorgelagerten Installation ausschließt“, beschriebt Eckert.
Wichtig ist eine sorgfältige Planung. Denn nur wenn Messtechnik verwendet wird, die für den Einsatzzweck und -ort geeignet ist, können Fehler frühzeitig identifiziert werden, bevor ein kritischer Zustand der elektrischen Anlage eintritt. (sg)

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