Wie man einen Leitungsschutzschalter testet

Wenn ein Sicherungsautomat auslöst und sich nicht zurücksetzen lässt oder wenn eine Kontrollleuchte beim Einschalten der Klimaanlage wiederholt flackert, fragt man sich unwillkürlich, ob mit der Anlage etwas nicht stimmt. Leistungsschalter; Oder was verursacht dieses Problem? Die einzige Möglichkeit, die Funktionsfähigkeit eines Leitungsschutzschalters festzustellen, ist die Prüfung. Als Elektriker im Kundendienst können Sie diese Prüfung mit einem Multimeter und einer Sichtprüfung innerhalb von fünf (5) Minuten durchführen. Hersteller, die täglich Tausende von Leitungsschutzschaltern produzieren, durchlaufen dieselbe Prüfung an jedem einzelnen Schalter in einer automatisierten Produktionslinie, bevor dieser das Werk verlässt. Die folgende Anleitung bietet Ihnen die notwendigen Werkzeuge, um: einen Leitungsschutzschalter außerhalb des Werks zu prüfen, Anzeichen eines defekten Leitungsschutzschalters zu erkennen und zu verstehen, wie Qualitätsprüfungen während des Produktionsprozesses verhindern, dass defekte Leitungsschutzschalter jemals in einen Verteilerkasten eingebaut werden.

Warum die Prüfung eines Schutzschalters wichtig ist

Die Aufgabe eines Leitungsschutzschalters besteht darin, den Nennstrom sicher zu führen. Sollte der Stromkreis unter bestimmten Bedingungen mehr Strom führen als der Nennstrom, sorgt der Leitungsschutzschalter dafür, dass die Stromzufuhr bei Bedarf unterbrochen wird. Die internen Kontakte eines Leitungsschutzschalters können mit der Zeit korrodieren, das Bimetallelement kann sich verschieben und der Auslösemechanismus kann träge reagieren. Leitungsschutzschalter, die äußerlich intakt erscheinen, können unter Umständen nicht mehr bei oder nahe ihrer Nennleistung auslösen oder zu leicht auslösen, was zu Fehlauslösungen und Stromausfällen führen kann. Durch eine Prüfung wird sichergestellt, dass der Leitungsschutzschalter noch gemäß den Spezifikationen auf dem Typenschild funktioniert. Laut der Electrical Safety Foundation International (ESFI) tragen defekte Leitungsschutzschalter zu vielen Bränden in Wohnhäusern bei; daher ist die regelmäßige Prüfung ein wichtiger Bestandteil jedes zuverlässigen Instandhaltungsprogramms für elektrische Anlagen.

Schritt für Schritt: So testen Sie einen Leitungsschutzschalter mit einem Multimeter

Die Prüfung von Leitungsschutzschaltern in einem Verteilerkasten ist ein sehr systematischer Prozess, der Zeit und Werkzeug erfordert. Die gängigste Methode zur Prüfung von Leitungsschutzschaltern vor Ort ist die Messung von Durchgang und Widerstand mit einem Digitalmultimeter (DMM). Diese Prüfung wird entweder von einem erfahrenen Heimwerker oder einem Elektriker durchgeführt.

1. Schalten Sie den Hauptschalter aus, um die Schalttafel stromlos zu machen. Es wird nicht empfohlen, die stromführenden Anschlüsse des Leitungsschutzschalters zu berühren, da diese während der Prüfung noch unter Spannung stehen. Vergewissern Sie sich vor Beginn der Prüfung mit einem berührungslosen Spannungsprüfer, dass die Anschlüsse tatsächlich unter Spannung stehen.
2. Den verdächtigen Leistungsschalter aus dem Verteilerkasten entfernen. Lösen Sie den Verteilerkasten mit einer nach außen gerichteten Bewegung (von der Mitte des Kastens aus) von der Stromschiene. Der Verteilerkasten lässt sich nicht frei bewegen. Sollte er sich gar nicht bewegen lassen, prüfen Sie, ob er mit einer Halteklammer oder einer Befestigungsschraube gesichert ist.
3. Stellen Sie das Multimeter auf den Widerstandsbereich (Ω) ein. Ein niedriger Bereich, beispielsweise 200 Ohm, ist am besten geeignet.
4. Durchgangsprüfung in der EIN-Position. Verbinden Sie mit einer Messleitung den Anschluss (an dem der Stromkreisdraht angeschlossen ist) des Leistungsschalters und mit der anderen Messleitung die Sammelschienenklemme (an der die Sammelschiene am Verteilerkasten befestigt ist). Befindet sich der Schalterhebel in der geschlossenen Position (EIN), sollte das Messgerät einen niedrigen Widerstandswert anzeigen, üblicherweise unter einem Ohm. Schwankende Messwerte oder Werte über wenigen Ohm deuten auf Verschleiß oder Lochfraß an den Kontakten im Inneren des Leistungsschalters hin.
5. Prüfung auf Unterbrechung im AUS-Zustand. Drehen Sie den Hebel des Leitungsschutzschalters in die AUS-Position und führen Sie die Messung erneut durch. Das Multimeter sollte OL – Unterbrechung anzeigen. Falls Sie bei ausgeschaltetem Schalter einen messbaren Widerstand feststellen, könnte dies an einem verschweißten Kontakt oder einer durchgebrannten Leiterbahn liegen. In diesem Fall muss der Schalter ausgetauscht werden.
6. Bei einem 240-Volt-Doppelpol-Leistungsschalter muss jeder Pol einzeln geprüft werden. Die unabhängigen Schalter an jedem Pol funktionieren separat. Prüfen Sie daher den linken Pol (Lastanschluss bis Sammelschienenanschluss) und den rechten Pol unabhängig voneinander. Jeder Pol sollte im geschlossenen Zustand (EIN) einen Widerstand nahe 0 Ohm aufweisen und im ausgeschalteten Zustand (AUS) einen offenen Stromkreis bilden. Wenn einer der Pole ausfällt, muss der gesamte Leistungsschalter ausgetauscht werden.

Wenn der Leistungsschalter die Widerstandsprüfung bestanden hat, Sie aber vermuten, dass er bei einem unzulässigen Strom auslöst, sind weiterführende Prüfungen mit einem Stromprüfgerät erforderlich. Diese Prüfungen werden üblicherweise von Elektrofachkräften oder Instandhaltungsteams durchgeführt. Ressourcen von Fluke Corporation Sie erhalten eine detaillierte Anleitung zur Verwendung eines Digitalmultimeters für die Prüfung von Relais und Schützen. Dieselben Prinzipien gelten auch für Leitungsschutzschalter. Sollten Sie sich bei einer dieser Vorgehensweisen unsicher fühlen oder es sich um einen älteren, verdächtigen Verteilerkasten handeln, ist die Beauftragung eines zugelassenen Elektrikers die sicherste Vorgehensweise.

Spannungsprüfung unter Last: Eine Prüfung unter Spannung mit Vorsicht

Es gibt einige Arten von Leistungsschalterfehlern, die sich erst bei Anlegen einer Last bemerkbar machen. Daher muss dieser Test an einem unter Spannung stehenden Verteilerkasten unter Einhaltung besonderer Vorsichtsmaßnahmen durchgeführt werden.

• Stellen Sie das Multimeter auf Wechselspannung ein. Für ein 120/240-Volt-Panel wird ein Spannungsbereich von mindestens 250 Volt benötigt.
• Messen Sie die Spannung zwischen dem Lastanschluss des Leistungsschalters und der Neutralschiene. Bei einem einpoligen Leitungsschutzschalter sollte die Netzspannung etwa 120 Volt betragen. Bei zweipoligen Leitungsschutzschaltern sollten Sie die 120 Volt zwischen jedem Pol und dem Neutralleiter messen können. Falls Ihre Messung an einem einpoligen Leitungsschutzschalter deutlich unter 120 Volt liegt oder die Spannung beim Einschalten der Last abfällt, könnte ein hoher Widerstand in den Kontakten vorliegen.
• Messen Sie den Spannungsabfall am Leistungsschalter. Messen Sie bei laufendem Stromkreis unter Last den Spannungsabfall zwischen der Netzseite (sofern zugänglich) und der Lastseite des Leitungsschutzschalters. Bei ordnungsgemäßer Funktion sollte der Spannungsabfall am Leitungsschutzschalter 0,1 Volt nicht überschreiten. Ein Spannungsabfall von mindestens 0,5 Volt deutet auf einen Innenwiderstand des Leitungsschutzschalters hin, der dann ausgetauscht werden muss.

Dieser Test gilt vielen als einzige zuverlässige Methode, um festzustellen, ob ein Schutzschalter auslöst, aber noch nicht vollständig defekt ist. Er sollte ausschließlich von einem zugelassenen und erfahrenen Elektriker durchgeführt werden, der mit Arbeiten im Inneren von Verteilerkästen mit spannungsführenden Teilen vertraut ist. Bei älteren Verteilerkästen mit freiliegenden spannungsführenden Teilen darf dieser Test nicht durchgeführt werden.

Direkt aus der Fabrikhalle: Wie Leistungsschalter in der Produktion getestet werden

Alle Leistungsschalter, die beim Kunden eintreffen, haben vor dem Versand bereits einen individuellen Testprozess im Werk durchlaufen. Jede Produktionslinie verfügt über deutlich umfangreichere und besser kalibrierte Tests als alle Feldtests; daher ist der Hersteller verpflichtet, sicherzustellen, dass alle seine Produkte zum Zeitpunkt der Zertifizierung diesen Normen entsprechen.

Mit Benlong Automation lässt sich ein automatisches MCB-Prüfsystem realisieren, das an jedem durchlaufenden Leistungsschalter verschiedene Tests durchführt: Kalibrierung der thermischen Auslösung, Überprüfung der magnetischen Auslösung, Spannungsfestigkeitsprüfung (Hochspannungsprüfung) und einen Ein-/Ausschalttest. Der Leistungsschalter wird automatisch in die Prüflinie eingeführt, kalibriert, geprüft und ohne Eingriff eines Bedieners in “bestanden” oder „nicht bestanden“ sortiert. Die Kalibrierungsdaten werden digital gespeichert und sind somit vollständig rückverfolgbar. Dieses System entspricht der Vorprüfung, die ein Elektriker vor Ort durchführt und dabei dieselben elektrischen Prüfungen in Produktionsgeschwindigkeit mit dokumentierten, rückverfolgbaren Ergebnissen vornimmt. Die automatische MCB-Prüflinie von Benlong wurde genau für diesen Zweck entwickelt und vereint Kalibrierung, Überprüfung der magnetischen Auslösung, Hochspannungsfestigkeitsprüfung und Ein-/Ausschalttest in einer integrierten Prüfstation. Für den Hersteller bedeutet die Investition in diese Prüftechnik den Unterschied zwischen einem möglicherweise „ausreichenden“ Leistungsschalter und einem mit nachgewiesener und dokumentierter Leistungsfähigkeit.

Die Symptome eines defekten Schutzschalters erkennen

Tests bestätigen, dass die Symptome gültig sind. Wenn ein Leistungsschalter eines der folgenden Anzeichen aufweist, sollte er getestet und sofort ausgetauscht werden (ohne auf die Tests warten zu müssen), sofern die Schwere der Symptome diese Entscheidung rechtfertigt.

• Häufiges, unerklärliches Stolpern. Wenn ein Leitungsschutzschalter trotz gleicher elektrischer Last, die er zuvor verkraften konnte, wiederholt auslöst, ist er möglicherweise nicht mehr korrekt kalibriert. Das thermische Element hat mit der Zeit an Leistung verloren, oder der magnetische Auslöser aktiviert den Leitungsschutzschalter zu früh.
• Der Schutzschalter lässt sich nicht zurücksetzen. Der Schalter kehrt in seine Ausgangsposition (“Aus”) zurück. Entweder liegt ein interner Verriegelungsfehler vor oder die Kontakte sind miteinander verschmolzen. Der Schutzschalter ist defekt.
• Warmes oder heißes Gehäuse eines Schutzschalters. Wenn sich ein Schutzschalter bei Stromfluss heiß anfühlt, deutet dies auf eine interne Widerstandserwärmung hin. Die Wärme entsteht durch den Volllaststrom, der entweder durch die Kontakte des Schutzschalters oder an den Sammelschienenanschlüssen fließt. Dies ist ein Hinweis darauf, dass der Schutzschalter defekt ist.
• Brandgeruch oder Brandspuren. Wenn der Sicherungsautomat Verfärbungen aufweist, einen ungewöhnlichen Geruch verströmt oder sichtbar beschädigt ist, handelt es sich um einen Notfall. Schalten Sie den Hauptsicherungsautomaten sofort aus und rufen Sie einen Elektriker.
• Summen oder Brummen. Ein lautes Summen (anders als ein leises Brummen) deutet in der Regel auf einen internen Lichtbogen hin. Ein anhaltendes, leises Geräusch kann normal sein; eine Veränderung des Geräusches ist jedoch meist ein Anzeichen für eine Störung.

Ein defekter Sicherungsautomat ist nicht immer leicht zu erkennen; beispielsweise kann er sich verstellen und dann nicht mehr wie vorgesehen auslösen. Dadurch kann der gesamte Stromkreis ungeschützt bleiben, was eine versteckte Gefahr darstellt. Aus diesem Grund sollten alle Sicherungsautomaten geprüft werden, selbst wenn sie scheinbar einwandfrei funktionieren.

Wie man die Lebensdauer eines Leitungsschutzschalters verlängert

A Leistungsschalter Es handelt sich um einen Verschleißteil, aber einige Maßnahmen können seine Lebensdauer deutlich verlängern.

• Beachten Sie die 80%-Regel. Eine Überschreitung der in 80% angegebenen Dauerbelastbarkeit eines Leistungsschalters ist unzulässig. Ein Leistungsschalter mit einer Nennstromstärke von 20 A darf nicht dauerhaft mit mehr als 16 A belastet werden. Eine zu hohe Belastung des thermischen Elements eines Leistungsschalters kann dazu führen, dass der Schalter über einen längeren Zeitraum nahe der Auslöseschwelle arbeitet und dadurch eine fehlerhafte Kalibrierung des Leistungsschalters verursacht. Artikel 210.20 des NEC (National Electrical Code) legt diese Anforderung bezüglich Dauerlasten fest.
• Vermeiden Sie wiederholte Kurzschlussunterbrechungen. Hat ein Leistungsschalter einen schwerwiegenden Fehler (Kurzschluss, Blitzschlag) behoben, ist er durch Kontaktverschleiß beeinträchtigt. Nach jedem größeren Fehler muss der Leistungsschalter daher überprüft bzw. ausgetauscht werden.
• Halten Sie das Bedienfeld trocken und sauber. Verrostete Stromschienen und durchgebrannte Sicherungen verursachen Korrosion durch Feuchtigkeit und Staub. Ein feuchter Verteilerkasten im Keller sollte einmal jährlich gewartet werden.
• Betätigen Sie den Hebel des Schutzschalters gelegentlich. Es ist notwendig, einen Schutzschalter einmal jährlich aus- und wieder einzuschalten, um das interne Schmiermittel zu verteilen und die Beweglichkeit der inneren Mechanik zu erhalten. Dies gilt insbesondere für Schutzschalter, die als Trennschalter für saisonale Geräte dienen.

Wenn Sie einen Sicherungsautomaten austauschen müssen und sich über die richtige Stromstärke nicht sicher sind, hilft Ihnen unser Leitfaden weiter. Welche Größe muss der Leitungsschutzschalter haben? behandelt das NEC-basierte Dimensionierungsverfahren für Standard- und Motorlasten.

Häufig gestellte Fragen

Wie kann man prüfen, ob ein Sicherungsautomat defekt ist?

Wenn Sie vermuten, dass ein Leitungsschutzschalter defekt ist, schalten Sie zuerst den Hauptschalter aus und entfernen Sie dann den verdächtigen Schalter. Messen Sie mit einem Multimeter den Widerstand zwischen den Kontakten des Schalters in den Positionen ‘EIN’ und ‘AUS’. Der Widerstand des Schalters in der Position ‘EIN’ sollte nahezu 0 Ohm betragen; in der Position ‘AUS’ sollte ein offener Stromkreis angezeigt werden. Ein Leitungsschutzschalter, der in der Position ‘EIN’ einen hohen Widerstandswert oder in der Position ‘AUS’ Durchgang anzeigt, ist defekt. Die Messung des Spannungsabfalls unter Last hilft ebenfalls festzustellen, ob der Innenwiderstand des Leitungsschutzschalters gestiegen ist.

Woran erkennt man, ob ein Leitungsschutzschalter ausgetauscht werden muss?

Wenn Ihr Leitungsschutzschalter ständig auslöst, sich nach dem Auslösen nicht zurücksetzt, sich ungewöhnlich heiß anfühlt, ein Brummgeräusch von sich gibt, sichtbare Brandspuren aufweist oder die Widerstands- oder Spannungsabfallprüfung nicht besteht, muss er ausgetauscht werden! Auch wenn der Leitungsschutzschalter einen größeren Kurzschluss behoben hat, sollte er überprüft und gegebenenfalls ersetzt werden.

Was besagt die 80%-Regel für Leistungsschalter?

Gemäß der 80%-Regel darf ein Leitungsschutzschalter nicht dauerhaft über seinen Nennstrom hinaus um mehr als 80% betrieben werden. Beispielsweise darf ein 20-A-Leitungsschutzschalter maximal mit 16 A Dauerlast belastet werden. Dies dient dem Schutz vor Überhitzung, verlängert die Lebensdauer des Leitungsschutzschalters und ist eine Anforderung für Dauerlasten gemäß den NEC-Richtlinien.

Wie testet man einen 240-V-Leistungsschalter mit einem Multimeter?

Trennen Sie die Hauptstromversorgung und den Leistungsschalter. Anschließend können Sie die beiden Pole unabhängig voneinander prüfen. Messen Sie den Widerstand zwischen jedem Lastanschluss und der zugehörigen Sammelschiene. Beide Pole sollten im eingeschalteten Zustand bei oder nahe 0 Ohm (null) liegen und im ausgeschalteten Zustand keinen Widerstand aufweisen. Wenn einer der Pole ausfällt, muss der gesamte 240-Volt-Leistungsschalter ausgetauscht werden. Prüfungen unter Spannung an einem 240-Volt-Leistungsschalter sind nur mit einer entsprechenden Elektrikerlizenz zulässig.

Referenzen

• Electrical Safety Foundation International (ESFI) – Elektrische Sicherheit im Haushalt — Leitfaden für die Prüfung von Leistungsschaltern und die Erkennung defekter Leistungsschalter.
• Fluke Corporation – So testen Sie ein Relais mit einem Multimeter — Verfahren zur Prüfung von Leistungsschalterkontakten und Spulen.
• Heimwerker-Tipps für Familien – Wie man einen Sicherungsautomaten austauscht — Praktische Hinweise zum Ausbau und zur Prüfung von Sicherungsautomaten.
• NFPA 70 (NEC) — Artikel 210.20 — Anforderungen an Überstromschutzgeräte bei kontinuierlicher und nicht-kontinuierlicher Belastung.

Testen eines Leistungsschalter Ob mit einem Multimeter im Verteilerkasten im Keller oder an einer automatisierten Produktionslinie in einer Fabrik – nur so lässt sich sicherstellen, dass der Schutzschalter im Bedarfsfall zuverlässig funktioniert. Die hier beschriebenen Feldtests identifizieren einen defekten Schutzschalter, bevor es zu einem Brand oder einem Stromausfall kommt. Die Werksprüfungen, die ein Hersteller an jedem einzelnen Gerät mit Anlagen wie den Testlinien von Benlong Automation durchführt, gewährleisten, dass der von Ihnen installierte Schutzschalter von Anfang an geprüft wurde. Beides ist wichtig, denn ein Schutzschalter, der einen Stromkreis schützt, muss absolut zuverlässig sein.