Fehlerstrommessung in Drehstromnetzen

[ttwonder]

Moin,

in Serverschränken gibt es ja 230V-Steckdosenleisten (PDUs), bei denen die C13-Steckdosen auf die drei Außenleiter aufgeteilt sind. Manche PDUs können auch RCM-Messung und Anzeige. Genau eine solche PDU von Raritan hatte ich gestern während eines Wartungsfensters vor der Nase.

Das interne RCM der PDU meldete nämlich einen Gesamt-Fehlerstrom von ca. 5 mA. Wir wollten nun herausfinden, wo dieser Fehlerstrom herkommt. Also haben wir die ca. 15 Server im laufenden Betrieb nach und nach abgesteckt und über einen Messadapter den jeweiligen Differenzstrom zwischen Außenleiter und Neutralleiter gemessen. (Server blieben über das zweite Netzteil immer aktiv).

Das überraschende Ergebnis war, dass jede Maschine für sich einen Differenzstrom von ca. 1 mA erzeugte. Nun dachte ich immer, dass bei vierpoliger RCM-Messung diese Ströme aufaddiert werden, dem ist aber offenkundig nicht so, denn sonst würde das RCM der PDU ja statt der 5 mA ca. 15 mA messen (15 Maschinen mit je 1 mA = 15 mA).

Naheliegende Erkenntnis ist, dass sich Differenzströme wohl genau wie Neutralleiterströme durch die um 120° versetze Phasenlage in Teilen gegenseitig aufheben. Das bringt mich zu folgendem Gedanken: Wie ist das mit dem vierpoligen RCD in einer ganz normalen Gebäudeinstallation? Nehmen wir an, dass drei identische 230-V-Verbraucher an den drei Außenleitern betrieben werden und diese drei Verbraucher je einen Fehlerstrom von 30 mA erzeugen. Heben sich diese Ströme dann im vorgeschalteten RCD auf und er löst nicht aus?

 

[sko]

würde ich mal vermuten dass das so ist, nur wird dieser Fall in der Praxis nie auftreten...

Ciao
Stefan

 

[Octavian1977]

Da jedes Gerät einen Fehlerstrom von 3,5mA aufweisen darf ist die Suche bei mehreren Geräten und 5mA eher von geringem Erfolg gekrönt.
Es wäre zunächst mal zu klären welcher Qualität diese gemessenen 1mA sind also die Toleranz der Messung.
Dann gilt es fest zu halten, daß die Leitung selbst auch einen Fehlerstrom erzeugt der mit zunehmender Leistung und Leitungslänge steigt.
So ganz einfach ist es also nicht mit den sich aufaddierenden Fehlerströmen.
Die Fehlerströme in einer Leitung ändern sich auch mit der Belastung und erzeugen dann auch ein Abnehmen bei symmetrischeren Belastungen.

Wenn sich die Fehlerströme gegenseitig aufheben gibt es keine Fehlerströme somit ist auch keine Gefahr vorhanden und eine Abschaltung nicht erforderlich.
Denn bei symmetrischer Belastung ist auch die Spannung im Sternpunkt =0V
Keine Spannung, kein Fehlerstrom, keine Gefahr.

 

[werner_1]

Nehmen wir an, dass drei identische 230-V-Verbraucher an den drei Außenleitern betrieben werden und diese drei Verbraucher je einen Fehlerstrom von 30 mA erzeugen. Heben sich diese Ströme dann im vorgeschalteten RCD auf und er löst nicht aus?

Ja, sofern die Fehlerströme die gleiche Phasenlage haben. Es könnten aber auch kapazitive oder induktive Fehlerströme auftreten, die sich dann nur zum Teil aufheben.

 

[ttwonder]

Da jedes Gerät einen Fehlerstrom von 3,5mA aufweisen darf ist die Suche bei mehreren Geräten und 5mA eher von geringem Erfolg gekrönt.
Es wäre zunächst mal zu klären welcher Qualität diese gemessenen 1mA sind also die Toleranz der Messung.
Benning CM 9. Ich hätte gern mit dieser Zange auch mal den gesamten Fehlerstrom der PDU gemessen, dafür hätte ich einen Messadapter CEE 3x16A gebraucht. Den hatte ich nicht.

Dann gilt es fest zu halten, daß die Leitung selbst auch einen Fehlerstrom erzeugt der mit zunehmender Leistung und Leitungslänge steigt.
So ganz einfach ist es also nicht mit den sich aufaddierenden Fehlerströmen.
Die Fehlerströme in einer Leitung ändern sich auch mit der Belastung und erzeugen dann auch ein Abnehmen bei symmetrischeren Belastungen.

Wenn sich die Fehlerströme gegenseitig aufheben gibt es keine Fehlerströme somit ist auch keine Gefahr vorhanden und eine Abschaltung nicht erforderlich. Doch, ich denke schon. Denn "draußen" am Gerät ist der Fehlerstrom ja da. Er wird nur am zentralen RCD wieder aufgehoben.

 

[Octavian1977]

wozu benötigst Du da einen Adapter???
Du mußt nur alle Adern ohne PE durch die Zange bekommen und hast den Fehlerstrom.

Wenn "draußen am Gerät" ein Fehlerstrom gegen Erde fließt ist der auch an der Drehstrom Einspeisung vorhanden.
Ansonsten müsste auch der Fehler symmetrisch sein und solcher Art, daß genau dieser Fehlerstrom wieder auf den Neutralleiter zurückfließt, das ist etwas was wirklich nur theoretisch möglich ist.

 

[ttwonder]

wozu benötigst Du da einen Adapter???
Du mußt nur alle Adern ohne PE durch die Zange bekommen und hast den Fehlerstrom. Iss mir klar.
Genau dafür benötige ich einen Adapter (der im richtigen Leben auch eine aufgeschnittene CEE-Verlängerung sein darf*, das ging halt aber mangels Masse nicht).

Wenn "draußen am Gerät" ein Fehlerstrom gegen Erde fließt ist der auch an der Drehstrom Einspeisung vorhanden.
Ansonsten müsste auch der Fehler symmetrisch sein und solcher Art, daß genau dieser Fehlerstrom wieder auf den Neutralleiter zurückfließt, das ist etwas was wirklich nur theoretisch möglich ist. Mein Reden! Aber es ist halt so...

* "darf" natürlich so nicht sein, weil die Adern nicht schutzisoliert sind...

 

[Octavian1977]

Das "Schutzisoliert" könnte man durchaus mit Schrumpfschlauch herstellen

 

[ttwonder]

Das "Schutzisoliert" könnte man durchaus mit Schrumpfschlauch herstellen

Ist vielleicht ne ganz spannende Frage: Kann ich das irgendwie messtechnisch nachweisen?

Fakt ist, dass man bei Anwendung des Schlupfschlauchs* die Basisisolierung getreu der Anforderung in der VDE 0100-410, Punkt 412 um eine zusätzliche Isolierung als Fehlerschutz ergänzt. Und wie weist man die Wirksamkeit nach? Keine der vier Messungen der VDE 0701-0702 hat die Funktion, die "doppelte oder verstärkte Isolierung" nachzuweisen, es sei denn, auf ihr befinden sich leitfähige Teile. Die (Iso-)Messung würde aber auch nur bei Vorhandensein einer Basisisolierung positiv bestanden werden.

Also: Gibt es einen messtechnischen Nachweis zur Wirksamkeit der Schutzisolierung?

* war Absicht

 

[Octavian1977]

Da Du dann Hersteller dieses Messadapters bist mußt Du auch garantieren, daß die Schutzisolierung ausreichend ist.
Hierzu hast Du dann Materialien aus zu wählen die den Bedingungen standhalten die Du als Umgebung für Dein Produkt zulässt.
Messtechnisch ist nur die Isolierung insgesamt, also Basis und Schutzisolierung nachweisbar.

Es geht natürlich auch normaler Schrumpfschlauch, es muß nicht der hellblaue Schlumpfschlauch mit der weißen oder roten Mütze sein.