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Die Unterschiede bei Spannungstestern können gravierend sein

12. Jul 2013 | Sicherheit

Überall, wo Elektriker arbeiten, können Sie wahrscheinlich Spannungstester im Einsatz sehen. Diese praktischen Geräte - die oft in die Hemd- oder Hosentasche passen - sind sehr beliebt, weil sie schnell und einfach anzeigen, ob eine Spannung anliegt. Das macht sie zu extrem praktischen Werkzeugen für allgemeine Spannungstests. Elektriker arbeiten daher gerne mit Spannungstestern. Diese Geräte sind jedoch nicht alle gleich. Es gibt enorme Unterschiede in Bezug auf Sicherheit, Zuverlässigkeit und Bedienungsfreundlichkeit.

Wenn Sie alle Spannungstester auf dem Markt miteinander vergleichen würden, könnten Sie schnell feststellen, dass sich Spannungstester in zwei allgemeine Kategorien unterteilen lassen: elektromagnetische Tester und elektronische Tester. Magnetische Prüfgeräte haben eine lange Tradition. Es waren die ersten Spannungstester, die auch heute noch weit verbreitet sind.

Übersteigt die Spannung einen bestimmten Schwellwert, zeigt der Tester an, dass eine Spannung anliegt. Unterhalb dieses Schwellwerts zeigt der Tester keine Spannung an. Diese Schwellwerte unterscheiden sich deutlich bei den beiden Kategorien - und dieser Unterschied hat gewichtige Auswirkungen auf Sicherheit und Bedienungsfreundlichkeit. Lassen Sie uns einmal die beiden Kategorien von Spannungstestern genauer miteinander vergleichen. So können Sie selbst am besten entscheiden, was in Ihre Werkzeugkiste – oder Ihre Hemdtasche – gehört.

Magnetische Spannungstester

Wie der Name schon sagt, basiert die Funktionsweise dieser Tester auf elektromagnetischer Wirkung. Grundlage ist die Bewegung eines Eisenkerns als Reaktion auf die Erregung einer elektromagnetischen Spule. Die Anzeigefunktion von

Dieser Elektromagnet-Tester ist durch einen Spannungsstoß schwer beschädigt worden. Sogar bei Verwendung eines MOV (Metall-Oxid-Varistor) (siehe A) kann sich das Gerät durch Überhitzung selbst zerstören (siehe B).

Die Anzeigefunktion dieser Tester basiert auf einer Feder, die einen mechanischen Zeiger bewegt. Die Feder ist am Kern befestigt. Dieser bewegt sich zum einen oder anderen Ende seines Gehäuses, je nachdem, ob die Spule genug Energie erzeugt, damit der Kern die Gegenkraft der Feder überwinden kann. Aufgrund der erforderlichen Energie haben Elektromagnet-Tester eine geringe Empfindlichkeit. In den USA ist mit einem brauchbarennützlichen Elektromagnet-Tester die Messung von Spannungen über 480 V möglich. Da höhere Spannungen gemessen werden können, ist das Messen von Spannungen unter ca. 100 V nur sehr begrenzt möglich, da das Magnetfeld einen ungünstigen dynamischen Bereich hat - eine Schwäche von Elektromagnet-Testern. Wenn Sie einen solchen Tester bei einem Steuerstromkreis mit 24 V oder 48 V einsetzen wollen, könnten Sie genauso gut ein Stück Holz verwenden.

Ein wichtiger Aspekt bei Elektromagnet-Testern ist ihre relativ geringe Eingangsimpedanz - höchstens 10 kΩ im oberen Bereich, oft aber auch nur 1 kΩ. Anhand des Ohmschen Gesetzes können Sie sehen, dass Elektromagnet-Tester sich schnell als Lasten in Stromkreisen bemerkbar machen – und infolgedessen den Betrieb des Stromkreises beeinflussen. Die relativ hohe Stromaufnahme von Elektromagnet-Testern hat eine enorme Wärmeentwicklung zur Folge, sodass die Tester schnell überhitzen. Die Tester können sogar beschädigt werden, wenn die Spannungsmessung ein wenig zu lange dauert. Daher müssen Sie Abkühlzeiten (von etwa einer halben Minute) einkalkulieren, wenn Sie Messungen mit Elektromagnet-Testern vornehmen. Wenn Ihre SPS ausfällt, und Sie unter Zeitdruck sind, weil die Produktion wieder aufgenommen werden muss, sind Sie den Einschränkungen dieses Testers ausgeliefert. Sogar das Testen von Steckdosen kann dann riskant werden. Natürlich können Sie ein halbes Dutzend Tester mit sich tragen, und diese rotieren lassen, bis es nicht mehr geht. Dann besteht aber einer der Gründe für den Einsatz eines kleinen Testers nicht mehr.

Elektromagnet-Tester können die Anforderungen der für die Sicherheit relevanten Norm IEC 61010 normalerweise nicht erfüllen, da sie eine hohe Stromaufnahme und eine schlechte dielektrische Widerstandsfähigkeit haben und durch Spannungsstöße aufgrund von Netzspannungstransienten zerstört werden können. Das ist einer der Gründe, warum viele Unternehmen vorschreiben, Spannungstester ausschließlich bei 24-V-Steuerstromkreisen einzusetzen, und einige den Einsatz völlig verbieten. Wir werden gleich einige Gründe aufführen, die dafür sprechen, dieses Verbot noch einmal zu überdenken, zumindest für elektronische Spannungstester.

Der hohe Strom in elektromagnetischen Testern hat noch einen weiteren Nachteil. Wenn Sie das Ohmsche Gesetz auf Elektromagnet-Tester mit geringer Impedanz anwenden, sehen Sie, dass es leicht zu einem tödlichen Strom durch den Tester kommen kann. Wenn Sie isolierte Handschuhe tragen, können Sie das Risiko eines elektrischen Schlages verringern; es besteht jedoch immer auch das Risiko einer Lichtbogenbildung. Zugegeben, es gibt Riskanteres als die Verwendung eines Elektromagnet-Testers. Es gibt jedoch auch bedeutend sicherere Möglichkeiten - z. B. die alternative Verwendung eines elektronischen Spannungstesters.

Elektronische Spannungstester

Der erste erkennbare Vorteil von elektronischen Spannungstestern besteht darin, dass sie im Vergleich zu elektromagnetischen Testern wesentlich robuster und kompakter sind

Strombegrenzungswiderstände (siehe C) schützen diesen Tester – dies löst einen adurch entsteht ein vorhersagbarer Fehlermechanismus aus, wenn der Tester elektrischen Impulsen ausgesetzt wird.

The first noticeable advantage of electronic voltage testers is their rugged, compact design, relative to their old-technology counterparts. Sie eignen sich daher viel besser für Einsätze im Außendienst und gehen nicht so schnell kaputt. Viel wichtiger sind jedoch die deutlichen Sicherheitsvorteile, die elektronische Spannungstester durch die wesentlich höhere Eingangsimpedanz bieten. Einige dieser Geräte haben eine Eingangsimpedanz von 1 MΩ - etwa das Hundertfache dessen, was die besten Elektromagnet-Tester bieten können. Sogar die einfachsten elektronischen Spannungstester haben noch eine Eingangsimpedanz von 20 kΩ – das ist immer noch zwei Mal so viel wie bei den besten Elektromagnet-Testern. Wenden Sie einfach das Ohmsche Gesetz an, und die Vorteile liegen auf der Hand. Sie haben es mit einem wesentlich geringeren Eingangsstrom zu tun. Das bedeutet mehr Sicherheit. Es bedeutet auch, dass weniger Zeit - wenn überhaupt - erforderlich ist, um das Gerät zwischen den Messungen abkühlen zu lassen. Elektronische Spannungstester funktionieren auch bei niedrigeren Spannungen und haben normalerweise eine Sicherheitsspezifikation gemäß IEC 61010. Abb. 2 zeigt den Eingangsschutzbereich der Schaltung, der eine IEC-Spezifizierung ermöglicht. Mithilfe dieser Geräte können Sie eine größere Vielfalt von Problemen feststellen - schneller und sicherer.

Diese hohe Impedanz hat einen Nachteil: Ein elektronischer Tester zeigt möglicherweise auch bei nicht erregten Leitern eine Spannung an (z. B. StreuGeisterspannungen). Dazu kann es kommen, wenn ein Leiter in einem parallel verlaufenden Leiter eine Spannung induziert. Diese Spannungsanzeige kann ein Nachteil sein, weil sie fälschlicherweise das Vorhandensein einer Spannung anzeigt. Sie kann sich aber auch als Vorteil erweisen, da sie Sie nicht fälschlich in Sicherheit wiegt, dass ein unter Strom stehender Leiter keinen Strom führt. Stellen Sie sich einmal vor, Ihr Elektromagnet-Tester zeigt Ihnen die 80 V, die an diesem heißen Draht anliegen, nicht an, und Sie berühren ihn.