Die Isolationsprüfung

Fühle ich mich sicher?

Mache ich alles richtig?

Mit Sicherheit wissen Sie dies in wenigen Minuten.

Sicherheitsprüfungen sind Pflicht und gehören zu jeder Endkontrolle Ihres Elektroprodukts.
Erfahren Sie kurz und bündig das Wichtigste zur Isolationswiderstandsprüfung.
Wir erklären das WARUM?, WO?, WIE? und auch auch das WANN NICHT!
Und wenn Sie noch mehr erfahren möchten, können Sie noch detailliertere Informationen am Ende dieser Seite kostenlos herunterladen!

Das WARUM ?

Die sichere Isolation ist die zentrale Schutzmaßnahme zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit. Sie sorgt dafür, dass der Benutzer keine stromführenden Leiter berühren und dass kein Kurzschluss zwischen den Leitern oder zum Gehäuse des Betriebsmittels auftreten kann. Denn wenn er auftreten würde, könnte bei einer Berührung des Gehäuses ein lebensgefährlicher Strom durch den Benutzer fließen. Klar, der Schutzleiter sollte dafür sorgen, dass dies nicht passiert. Aber er könnte im schlimmsten Fall auch defekt sein. Und es wäre auch nur eine Vermeidung der Wirkung, nicht der Ursache.

Um all dies zu gewährleisten, muss die Isolation einwandfrei funktionieren! Und dies ist von Ihnen vor Auslieferung des Elektroprodukts durch eine Isolationswiderstandsprüfung zu beweisen und zu dokumentieren.

Die Isolationswiderstandsprüfung ist eine Stückprüfung. Das bedeutet, dass jedes Stück, also jedes einzelne von Ihnen in Verkehr gebrachte Elektroprodukt, zwingend eine Isolationswiderstandsprüfung benötigt.

Das WO ?

Jetzt wird es etwas schwieriger, als z. B. beim Schutzleiter. Grundsätzlich muss eine gute Isolation zwischen stromführenden Leitern oder zwischen diesen und Gehäuseteilen vorhanden sein. Typischerweise werden dazu die elektrischen Leiter gegen eine gefährliche Berührung isoliert, also mit einem Isoliermaterial umhüllt. Aber diese Schutzhülle muss spätestens dann, wenn der elektrische Leiter mit anderen elektrischen Komponenten verbunden wird, entfernt werden. An diesen Stellen wird die Isolation über einen sicheren Abstand gewährleistet. Es geht dann dabei um Sicherheitsabstände durch Luft- und Kriechstrecken.

Darüber hinaus können stromführende Leiter z. B. auch mittels Vergussmasse, Isolierfolien oder Festkörpern gegeneinander isoliert werden.
Wann wird welche Art der Isolation verwendet?
Dies hat immer mit der Bauart des Elektroprodukts, der Art der Anforderung wie z. B. hohe Temperatur oder mechanische Belastung usw. zu tun.

Nun ist sicherlich nachvollziehbar, dass Isolationen in einer Leuchte, einem Bügeleisen, einem Elektromotor oder einem Hochspannungsisolator in einem Kraftwerk sehr unterschiedliche Anforderungen und Ausführungen besitzen.
Aus dieser Vielfalt ergeben sich deshalb von Fall zu Fall recht komplexe elektrotechnische Isolieraufbauten.

Das WIE ?

Da die Isolation „etwas mit der Spannung“ zu tun hat, findet die Prüfung mit einer definierten Prüfspannungshöhe statt. Diese kann rampenförmig ansteigend oder direkt in voller Höhe auf das Prüfobjekt gegeben werden.

Ziel ist es, den Strom zu messen und anschließend den Isolationswiderstand zu berechnen, denn er ist das Bewertungskriterium für die Isolation. Er muss gleich oder größer als ein vorgegebener Mindestwiderstand sein.
Die Untergrenze des Isolationswiderstands kann von Produkt zu Produkt und in verschiedenen Regionen/Kontinenten unterschiedlich definiert sein. Deshalb müssen Sie die Prüfparameter immer aus der für das Produkt und der Region geltenden Norm entnehmen.

Häufig wird der Isolationswiderstand nacheinander zwischen allen beteiligten Leitern des Elektroprodukts gemessen. Es können sowohl zusammengefasste Gruppen von Leitern als auch einzelne Leiter und natürlich das Gehäuse oder Gehäuseteile sein. Man erkennt schnell, dass man die Prüfung je nach Komplexität des Elektroprodukts an den verschiedensten Stellen durchführen kann und muss.
Das könnte durch Abtasten der Prüfpunkte mit einer Prüfsonde stattfinden – ein Ansatz, der sich jedoch schnell als langwierig und kostentreibend herausstellen kann.
Komplexe Prüfungen werden deshalb seit 25 Jahren immer über die SCHLEICH-typische Matrix automatisch und frei programmierbar an beliebigen Prüfpunkten durchgeführt:

SCHLEICH-Umschaltmatrixen schalten flexibel in 2- und in 4-Leitertechnik. Besonders die 4-Leitertechnik hat in automatisierten Systemen und Anlagen eine sehr hohe Bedeutung. Sie garantiert eine sichere Anlegekontrolle der Prüfspannung und somit Prozesssicherheit.

Prüfparameter	typische Normwerte	SCHLEICH \| Standard bis kundenspezifisch
minimaler zulässiger Isolationswiderstand	1, 2, 100 MΩ	von 100 kΩ bis 10 TΩ
minimal geforderter Prüfspannung	500 V DC	von 30 bis 50.000 V DC
max. Sicherheitsprüfstrom bei SCHLEICH	3 – 12 mA	von 3 bis 100 mA
minimale Prüfdauer	1 s	von 0,1 s bis 1 Monat
Hochlauframpe	aus; 1 s – 1 min	aus; von 0,5 s bis 1 Monat
Niederlauframpe	aus; 1 s – 1 min	aus; von 0,5 s bis 1 Monat
Stufenspannungsprüfung	aus; in 5 Stufen	aus; in beliebiger Stufenzahl
DAR / PI	aus; 3 – 5	aus; 1 – 10

Bei dieser Spannweite von Anforderungen ist es natürlich ideal, ein Prüfgerät zu verwenden, das möglichst viele der weltweiten Normen abdeckt.
Das ist unsere Stärke.

Die PRÜFDAUER?

Eine Isolation besteht immer aus einem Isolationswiderstand und einem Kondensator? Wieso ein Kondensator? Der wurde doch gar nicht eingebaut? …

Die Isolationsmessung findet immer zwischen elektrischen Leitern und/oder Gehäuseteilen statt. Abstrakt gedacht, bilden diese beiden Komponenten zwei Metallflächen, die einen gewissen Abstand zueinander haben. Dazwischen ist die Isolation. Und dieser Aufbau entspricht einem Kondensator. Infolgedessen verhält sich das ganze Isolationsgebilde auch ähnlich wie ein Kondensator.
Nach dem Anlegen der Prüfspannung, wird sich natürlich zuerst der Kondensator aufladen. Erst wenn der Kondensator geladen ist, bleibt nur noch der Strom durch den Isolationswiderstand über.

Es wird deutlich, dass deshalb eine Isolationswiderstandsmessung aufgrund der physikalischen Gegebenheiten in vielen Fällen nicht innerhalb von Zehntelsekunden durchführbar ist. Der Tester könnte – aber das Prüfobjekt „ist noch nicht so weit“.

kapazitiver Anteil der Isolation	Prüfzeit typisch	Beispiele
gering	1 s	Haushaltsprodukte, Leuchten, Baugruppen, Elektrowerkzeuge, Maschinen und Anlagen …
mittel	10 – 30 s	kleine bis mittelgroße Elektromotoren, Frequenzumrichter …
hoch	60 – 600 s	große Elektromotoren/Generatoren, Kabeltrommeln/Kabel mit vielen 100 m Länge

Komplexe Gebilde wie Elektromotoren, Wicklungen im Allgemeinen und lange Kabel/Erdkabel zeigen noch Polarisationseffekte. Auf dieses Phänomen einzugehen, sprengt hier den Rahmen – aber dies ist im kostenlosen Download nachlesbar.

Das WANN NICHT ?

Die Isolationswiderstandsprüfung wird in der Regel immer benötigt. Es sei denn, es wird alternativ eine Hochspannungsprüfung gefordert.
Die Hochspannungsprüfung ist noch intensiver und deckt Isolationsschwächen sehr sicher auf. Sie hat aber auch einen entscheidenden Nachteil, denn das präzise Messen des Isolationswiderstands in MΩ oder GΩ ist mit Hochspannung AC nicht möglich. Die niO-Bewertung basiert deshalb bei Hochspannung auf einem zu hohen Ableitstrom und nicht auf einem zu kleinen Isolationswiderstand!

Häufig findet man auch die Verwendung beider Prüfmethoden in Normen.
Die Isolationswiderstandsprüfung mit 500 V DC für die sehr präzise Isolationswiderstandsbestimmung und die Hochspannungsprüfung mit AC und typisch 1500 V oder 1800 V Prüfspannung mit 100 mA Kurzschlussstrom und 500 VA Leistung.
Weitere Informationen zur Hochspannungsprüfung finden Sie in unserem nächsten Know-how-Newsletter bzw. unter SCHLEICH Aktuell.

Alles klar? Lust auf weitere Details?

Unsere Mission – Wissen, Wissen, Wissen … Wer die Prüfmethoden technisch und normativ sicher versteht, holt das Maximum aus seinem Prüfgerät.
– Dipl. Ing. Martin Lahrmann

Ja – informieren Sie mich. Ich will die maximale Sicherheit für unsere Kunden, unser Unternehmen und mich.

Senden sie mir weiteres Detailwissen aus der SCHLEICH-Prüfmethodenfibel.

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