Vorausschauende Instandhaltung

Vorbeugende Instandhaltung durch Differenzstromüberwachung im geerdeten System (TN-S-/TT-System) und ...

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Ist ein geerdetes Stromversorgungssystem (TN-S-System) installiert, so heißt die Lösung permanente Differenzstrom-Überwachung, wie sie beispielsweise Differenzstrom-Überwachungsgeräte von Bender ermöglichen. Hierzu erfolgt an besonders wichtigen oder neuralgischen Punkten des Netzes eine permanente Messung des Summen- beziehungsweise Differenzstroms. Wird der für diesen Anlagenteil kritische Differenz- oder auch Fehlerstrom zu groß, meldet sich das Überwachungsgerät. Anlagentechniker können dann umgehend reagieren, so dass Abschaltungen und Anlagenstillstände oder gar durch Isolationsfehler verursachte Brände der Vergangenheit angehören.

... durch Isolationsüberwachung im ungeerdeten System (IT-System).

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Ein Einstieg in die Differenzstrom-Überwachung ist bereits mit geringem Aufwand möglich, wenn an acht bis zwölf Messpunkten Messdaten abgegriffen werden und an die Auswertung sowie die Weitergabe der Information gedacht wird. Der Platz dafür ist in aller Regel in vorhandenen Schaltschränken zu finden.

Bei Steuer- und Hilfsstromkreisen, in denen zum Beispiel Befehle ausgegeben werden beziehungsweise gemessen, geöffnet, verriegelt, gemeldet, geheizt oder gekühlt wird, steht die Betriebssicherheit der Anlage im Vordergrund. Die Produktionsanlage läuft nur dann, wenn spezifische Steuerspannungen anliegen. In IT-Systemen liefern Isolationsüberwachungsgeräte Informationen über den Isolationszustand des Netzes. In TN-S-Systemen messen Differenzstrom-Überwachungsgeräte das Isolationsniveau und zeigen es an. Aktuelle Werte sind jederzeit ablesbar, unzulässige Verschlechterungen werden rechtzeitig gemeldet.

Ein Blick in die Norm

Für den sicheren Anlagenbetrieb 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 (zum Beispiel per Sichtprüfung) durchgeführt werden – mit Ausnahme der Isolationswiderstandsmessung (DIN VDE 0100-600:2008-06 Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 6 Prüfungen: 61.3.3 Isolationswiderstand der elektrischen Anlage) sowie der Messung des Erdungswiderstandes; beide können nur im abgeschalteten Zustand durchgeführt werden.

Häufig ist eine Abschaltung der Stromversorgung jedoch mit hohen Ausfallkosten und aufwendigem Wiederanfahren der Anlagen verbunden oder ganz unmöglich, wie etwa in den komplexen Anlagenteilen der Getränkeindustrie. Allerdings bieten Normen wie die DIN VDE 0105-100:2015-10 (Betrieb von elektrischen Anlagen) und die DGUV Vorschrift 3 (Elektrische Anlagen und Betriebsmittel, ehemals BGV A3) zwei Alternativen für den sicheren Betrieb von Anlagen, die immer – ohne Abschaltung – verfügbar sein müssen:

• permanentes Monitoring des Isolationswiderstandes im IT-System und
• permanente Differenzstrommessung im TN-S-System.

Eine permanente Überwachung des Isolationsniveaus der elektrischen Anlage (Norm DIN VDE 0105-100:2015-10) erlaubt der Elektrofachkraft eine Anpassung der Prüffristen für die wiederkehrende Isolationsmessung, wenn dieses Vorgehen vom Sachversicherer genehmigt wird. In der DGUV Vorschrift 3 wird ebenfalls die Möglichkeit eingeräumt, durch ständige Überwachung die Fristen für Prüfungen zum Erhalt des ordnungsgemäßen Anlagenzustandes anzupassen.

Im IT-System besteht demnach die Möglichkeit, den Isolationswiderstand der Anlage mit einem Isolationsüberwachungsgerät permanent zu überwachen. Eine weitere Möglichkeit bietet das Differenzstrom-Überwachungssystem im TN-S-System, das die Differenzströme der gesamten Anlage kontinuierlich misst und auswertet. Hierbei werden Verschlechterungen des Isolationswiderstandes erkannt und gemeldet. In beiden Fällen ist bei der wiederkehrenden Prüfung eine Anlagenabschaltung zur Isolationswiderstandsmessung nicht notwendig.

Kommunikationsvarianten

Für die permanente Differenzstrom-Überwachung bieten sich allstromsensitive Wandler mit Differenzstrom-Überwachungssystemen wie etwa die Serien RCMS460 und RCMA423 (v.l.) von Bender an.

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Mit den genannten Überwachungssystemen lassen sich sowohl in ungeerdeten als auch in geerdeten Netzen Meldungen zentral kommunizieren – entweder per TCP/IP-Protokoll an jeden netzfähigen Computer oder via E-Mail oder über Handy; Betriebs-, Warn- oder Störmeldungen lassen sich an nahezu jeden beliebigen Ort schicken. So ermöglicht es die frühzeitige Information über Fehlerursache und Fehlerort, Service-Einsätze durch die Technik kostenoptimiert durchzuführen und Folgeschäden an teuren Anlagenteilen oder Maschinen zu minimieren.

Weitergehende Möglichkeiten bei der vorausschauenden Instandhaltung liefert zudem die webbasierte Softwarelösung ‚Powerscout‘ von Bender. Sie bietet Einblick in die vollständigen Daten der Anlage, da alle Messwerte automatisiert und kontinuierlich gespeichert werden. Das Tool erstellt leicht verständliche Visualisierungen, erfasst Daten standortübergreifend und unterstützt gleichzeitig die Analyse der Gerätedaten. Damit dokumentiert es den Zustand der elektrischen Anlage. Durch eine derart fundierte Datenbasis lassen sich Trendverläufe darstellen, um Störungen und Zusammenhänge frühzeitig erkennen und die Ursachen beseitigen zu können. Darüber hinaus erstellt und speichert das Software-Tool die Prüfprotokolle der Differenzströme. Dieser automatisierte Bericht bildet die Grundlage zum Messen ohne Abschalten nach DGUV Vorschrift 3.

Autoren:
Hans-Joachim Feigl war Vertriebsleiter Deutschland bei Bender in Grünberg und befindet sich nun im Ruhestand;
Marita Schwarz-Bierbach ist verantwortlich für Pressearbeit und Kundenkommunikation bei Bender in Grünberg.