Klack: Dieses Geräusch kennen und – je nach Häufigkeit des Hörens – fürchten viele Maschinen- und Anlagenbetreiber, denn es bedeutet, dass der Fehlerstrom-Schutzschalter wieder einmal ausgelöst hat. Die Gründe hierfür können so vielfältig sein wie das Einsatzgebiet der jeweiligen Maschine oder Anlage. Doch vernimmt man das unliebsame Geräusch direkt nach dem Einstecken des CEE-Steckers oder der Betätigung des Hauptschalters, so liegt der berechtigte Verdacht nahe, dass diese Handlung etwas damit zu tun haben könnte. Wenn dem so ist, ergibt sich daraus leider noch ein zweites Problem: Denn was einmal eingesteckt oder eingeschaltet wurde, muss zwangsweise auch irgendwann wieder ausgesteckt oder ausgeschaltet werden und konfrontiert die verantwortliche Person potenziell ein weiteres Mal mit einem ungewollt auslösenden Fehlerstrom-Schutzschalter und der damit einhergehenden Störung des Betriebs.
Ursachenforschung
Doch was genau ist die Ursache des Problems? Das Symptom ist der – seiner Funktion nach zwar richtig, jedoch – ungewollt auslösende Fehlerstrom-Schutzschalter. Das ist offensichtlich. Macht man sich klar, dass er dann auslöst, wenn er sich mit zu hohen Differenzströmen konfrontiert sieht, ist auch der nächste Schritt der Fehlersuche klar: Die Höhe dieser Ströme muss messtechnisch ermittelt werden, um sich ein konkreteres Bild der Situation machen zu können.
Üblicherweise würde man für die Messung des Differenzstroms zu einer Strom- oder Leckagezange greifen. Da Messzangen aber nur einen Istwert anzeigen, welcher einer gewissen Trägheit unterliegt, ist es mit ihnen nicht möglich, der Ursache der Auslösung im Moment des Kontaktherstellens oder -trennens von Stecker oder Schalter näher zu kommen.
Ein geeignetes Mittel für solch eine Messung wäre ein Oszilloskop mit passender Messzange – hier ist der Messaufbau allerdings vergleichsweise aufwendig. Deutlich einfacher geht es mit dem Leakwatch-Mess- und Analysesystem – es verfügt über eine sogenannte Trigger-Funktion, mit welcher eben jener Auslösemoment aufgezeichnet und im Anschluss analysiert werden kann.
Das Problem: ein Problemlöser
Betrachtet man eine solche Aufzeichnung, wird man feststellen, dass der Problemverursacher ein Bauteil ist, welches eigentlich ein Problemlöser sein sollte: das Netzfilter. Von diesem können Ableitströme ausgehen, die sogar Fehlerstrom-Schutzschalter mit Nennfehlerströmen von 300 oder 500mA auslösen lassen. Doch wie kommt das? Hierzu ist etwas Theorie nötig:
Das Netzfilter besteht in seiner einfachsten Ausführung aus LC-Tiefpässen, deren Kondensatoren häufig in einer Sternschaltung zum Schutzleiter bzw. Erdpotenzial geschaltet sind. Bei idealem Versorgungsnetz mit einer sauberen sinusförmigen Spannung ergibt die Summe aller kapazitiven Ströme null. In der Praxis ist das jedoch nicht der Fall, denn die realen Kondensatoren unterliegen einer gewissen Fertigungstoleranz. Ebenfalls können andere störende Einflüsse von Geräten und Anlagen die Netzform verzerren. Alle diese Merkmale verursachen eine Summendifferenz, sprich einen Ableitstrom, der fortwährend zum Schutzleiter bzw. Erdpotenzial fließt. Im Moment des Ein- bzw. Abschaltens einer Maschine kann dieser (kurzfristig) so hoch sein, dass sein Peak den vorgeschalteten Fehlerstrom-Schutzschalter ungewollt zum Auslösen bringt.
Praktisch bedeutet es, dass es bei einem Netzfilter ist, wie bei anderen Filtern auch: Das Nutzmedium – hier der Strom – wird gefiltert und kann danach weiterverwendet werden. Das Filtergut – der herausgefilterte Teil (der Störstrom) – muss irgendwo hin transportiert werden, damit das Filter dauerhaft arbeiten kann.
Beim Netzfilter erfolgt diese Entsorgung über die permanente Ableitung zur Erde. Während des Betriebs ist dieser erzeugte Strom so klein, dass er vernachlässigt werden kann. Beim Zu- bzw. Abschalten jedoch entsteht durch den mechanischen und niemals vollständig synchronen Vorgang des Kontaktherstellens oder -trennens (in Kombination mit der Phasenasymmetrie des Netzes) ein kurzer Impuls, der den Fehlerstrom-Schutzschalter zum Auslösen bringen kann.
Neue Netzfiltergeneration
Die PreLeak Technology ist eine Entwicklung der Firma EPA. Mit dieser Technik ist es gelungen, eine neue Generation von Netzfiltern zu entwickeln, die weder beim Zu- noch beim Abschalten einen Differenzstromimpuls erzeugen. Sporadisch auslösende Fehlerstrom-Schutzschalter gehören mit diesen der Vergangenheit an und dem gefürchteten Klack wird ein großer Teil seines Schreckens genommen.
