Spannungsprüfer

Ein Spannungsprüfer ist ein elektrisches Prüfmittel um das Vorhandensein, bei manchen Spannungsprüfgeräten zusätzlich die Höhe, von Wechsel- oder Gleichspannung an betriebsmässig spannungsführenden Teilen festzustellen. Es wird zwischen Spannungsprüfgeräten für den Einsatz im Bereich Niederspannung, dies sind elektrische Wechselspannungen unter 1 kV, und in dem darüber liegenden Bereich der Hochspannung unterschieden.

Hochspannung

Spannungsprüfer für in der elektrischen Energietechnik genutzten Wechselspannungen von 1 kV bis 765 kV sind in den Normen IEC 61243-1 und IEC 61243-2 festgelegt.^[1] Sie sind typischerweise in Form einer bis zu mehreren Metern langen, elektrisch isolierten Lanze ausgeführt, welche zu Prüfzwecken händisch an die Hochspannungsleiter herangeführt wird. Mittels kapazitiver Spannungsteilung wird optisch und akustisch durch eine in der Lanze angebrachte Prüfschaltung das Vorhandensein der Hochspannung angezeigt.^[2] Der Anwendungsbereich dieser Prüfmittel liegt in Hochspannungsanlagen wie Freiluftschaltanlagen, Umspannwerken und im Bereich von Hochspannungslabors.

Niederspannung

Spannungsprüfer für Niederspannung sind in den Normen EN 61243-3 / VDE 0682 Teil 401 festgelegt und sind zweipolig ausgeführt. Spannungsprüfer werden in Niederspannungsnetzen und bei Elektroinstallationen bis 1000 V zum schnellen, sicheren Prüfen eingesetzt. Der genaue Nennspannungsbereich, in dem der Prüfer eingesetzt werden darf, hängt vom Spannungsprüfer ab und ist auf dem Gerät vermerkt, beispielsweise 12–690 V. Im Gegensatz zu Phasenprüfern liefern Spannungsprüfer sichere Prüfergebnisse. Sie sind im Vergleich zu Multimetern leichter zu bedienen, bieten allerdings nicht deren Möglichkeiten bzw. Genauigkeit.

Aufbau

Spannungsprüfer im Niederspannungsbereich bestehen aus einer Anzeigeeinheit (zum Beispiel Messwerk mit Skala) und zwei Prüfelektroden. Eine der Prüfelektroden ist in das Gehäuse der Anzeigeeinheit integriert, die zweite ist fest über eine Leitung mit Griff angeschlossen. Zum Schutz des Spannungsprüfers und der prüfenden Person sind im Gerät mehrere Vorwiderstände, welche den Prüfstrom begrenzen und die Spannung bis zum eigentlichem Messsystem auf wenige Volt herunter teilen.

Zur Messung werden mit den Prüfelektroden zwei unterschiedliche Potentiale (zum Beispiel zwei Leitungen) kontaktiert. Die Anzeige der Spannung erfolgt je nach Spannungsprüfer über einen Zeiger, LEDs oder eine Digitalanzeige. Diese zweipolige Prüfung ist erdungsunabhängig und gibt ein sicheres Prüfergebnis, des Weiteren können so auch Spannungen zwischen verschiedenen Außenleitern im dreiphasigem Drehspannungsnetz (TN-S-Netz) geprüft werden.

Es werden drei verschiedene Arten der Anzeige von Spannungspüfern unterschieden:

Analoge Spannungsprüfer

Prüfball mit analoger Anzeige

Bei analogen Spannungsprüfern erfolgt die Anzeige mit einem Zeiger, welcher sich über einer Skala bewegt. Der Prüfstrom fließt durch ein Dreheisen- oder Tauchspulenmesswerk wodurch der Zeiger einen Ausschlag gibt. Dieses Messsystem ist mit 25–50 kΩ relativ niederohmig. Somit ist aus Sicherheitsgründen nach Norm eine Zweihandbedienung erforderlich. Analoge Spannungsprüfer werden aufgrund ihrer Störsicherheit bevorzugt bei Energieversorgern und in der Industrie eingesetzt

Spannungsprüfer mit stufenweiser LED-Anzeige

Profisafe mit Solarzelle

Die Anzeige der angelegten Spannung erfolgt über mehrere LEDs, denen verschiedene Spannungshöhen zugeordnet sind. Der Prüfstrom fließt durch eine elektronische Schaltung welche je nach Größe der zu prüfenden Spannung, eine oder mehrere LEDs ansteuert. Diese Spannungsprüfer können nur die ungefähre Höhe der angelegten Spannung zeigen und sind somit für genauere Prüfungen ungeeignet. Durch die leichte Handhabung und Wartungsfreiheit, im Regelfall ist keine Batterie nötig, werden diese Prüfer bevorzugt im Handwerk eingesetzt.

Spannungsprüfer mit Digitalanzeige

Digitaler Spannungsprüfer

Die Höhe der angelegten Spannung wird auf einer Digitalanzeige angezeigt. Die Auswertung der Spannung erfolgt mit einem Mikrocontroller. Die Prüfspannung wird durch einen Spannungsteiler auf eine Spannung zwischen 0 und 3 V heruntergeteilt und von einem Analog-Digital-Wandler in ein digitales Signal umgesetzt. Diese digitale Information wird von dem Mikrocontroller verrechnet und auf der Digitalanzeige als Zahlenwert zur Anzeige gebracht. Digitale Spannungsprüfer verfügen meist über noch weiter Funktionen wie zum Beispiel Durchgangsprüfung zur Überprüfung von ohmschen Widerständen. Durch die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten, die einfache Handhabung und das genaue Prüfergebnis werden digitale Spannungsprüfer bevorzugt in der Industrie eingesetzt.

Sicherheit

Spannungsprüfer unterliegen speziellen Sicherheitsanforderungen nach VDE Teil 401. Die wichtigsten Anforderungen besagen, dass Spannungsprüfer als Prüfmittel stets das Vorhandensein von Spannung anzeigen müssen, unabhängig ob der Prüfer ein-/ausgeschaltet oder im Bereich für eine andere Messgröße (zum Beispiel Widerstand) ist. Spannungsprüfer dürfen einen Wechselstrom bis 3,5 mA aufnehmen, andernfalls wird aus Sicherheitsgründen eine Zweihandbedienung erforderlich.

Die Zweihandbedienung verhindert, das eine unter Spannung liegende Prüfelektrode mit der Hand berührt werden kann. Spannungsprüfer werden in Messkategorien (CAT 1-4) eingeteilt und müssen seit Februar 2011 mindestens der Kategorie drei entsprechen, um einen sicheren Personenschutz zu gewährleisten.

Spannungsprüfer sind vor und nach dem Spannungsfreiheitfeststellen zu prüfen, indem diese an einer definitiv spannungsführenden Quelle auf Funktion getestet werden: Vorher, weil der Spannungsprüfer defekt sein könnte, und danach, weil der Spannungsprüfer nach dem „Vorprüfen“ einen Defekt erlitten haben könnte.

Einzelnachweise

1. ↑ IEC 61243-1: Voltage detectors – Part 1: Capacitive type to be used for voltages exceeding 1 kV AC, 1. Juni 2009
2. ↑ Datenblatt Hochspannungsprüfer KP, Pfisterer Kontaktsysteme, abgefragt 29. Oktober 2010