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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Hochstromprüfungen und -messungen sind an vielen Produkten der Hochspannungs- und Niederspannungstechnik notwendig. Bisher waren die Anforderungen an diese Prüfungen in den IEC-Normen IEC 60060-1 und IEC 60060-2 enthalten. Diese Normen enthielten jedoch nur Anforderungen an impulsförmige Ströme und deren Messsysteme. Dauergleich- und Dauerwechselströme sowie Kurzzeitgleich- und Kurzzeitwechselströme waren nicht erfasst. Daher beschloss das Technische Komitee 42 der IEC 2003, eine grundlegende horizontale Norm zur Hochstromprüftechnik zu erarbeiten. Die damit beauftragte WG 12 (Leitung: Anders Bergman, Schweden) hatte ihre Arbeit 2004 aufgenommen und die Arbeit Ende 2010 abgeschlossen. Der neue Standard wird in die europäische und deutsche Normung übernommen.
Der Anwendungsbereich der neuen Norm umfasst alle Ströme über 100 A, auch wenn bei der Durchführung einer speziellen Prüfung kleinere Ströme auftreten können. IEC 62475 enthält zunächst die üblichen Kapitel "Anwendungsbereich", "Normative Verweise" und "Definitionen". Der Abschnitt 4 beschreibt die grundlegenden Prozeduren zur Qualifikation eines Messsystems. Dieser und der folgende Abschnitt 5 zu den Prüfungen, Prüfbedingungen und Ermittlung der Messunsicherheit eines Hochstrommesssystems sind mit IEC 60060-2 harmonisiert. Die umfassende Bestätigung eines Hochstrommesssystems liegt sowohl beim Hersteller, der Typ- und Stückprüfungen durchzuführen hat, als auch beim Anwender, der durch regelmäßige "performance tests" und "performance checks" für die andauernde Übereinstimmung mit den Spezifikationen sorgen muss. Dies wird im Wesentlichen durch die Kalibrierung erreicht. Hierzu werden verschiedene Verfahren beschrieben, wobei die Methode des Vergleichs mit einem Referenzsystem präferiert wird. Da Referenzsysteme in der Regel nicht für alle Bereiche der Messsysteme zur Verfügung stehen, kann über einen zusätzlichen Linearitätstest der Messbereich vollständig erfasst werden. Das Ergebnis der Kalibrierung sind der Maßstabsfaktor und die dazugehörige Messunsicherheit. Die Kontrolle des Maßstabsfaktors ist jährlich durchzuführen. Bei einer Bestätigung des Maßstabsfaktors erfolgen die vollständige Bestimmung sowie der Linearitätstest alle fünf Jahre. Der Frequenzeinfluss, die Langzeit- und Kurzzeitstabilität sowie der Einfluss der Umgebungstemperatur sind durch den Hersteller nachzuweisen.
Auf das Thema Messunsicherheit wird in IEC 62475 ausführlich eingegangen. In der Norm werden für die Messsysteme der unterschiedlichen Stromarten Grenzwerte der Messunsicherheit festgelegt und auch eine vereinfachte Version zur Ermittlung der Messunsicherheit auf Basis des GUM (ISO/IEC Guide 98-3:2008) beschrieben. Dazu dienen auch die beiden Anhänge A und B. Im Anhang B wird für den Anwender anhand von Beispielen die Ermittlung der Messunsicherheit eines Hochstrommesssystems erläutert.
Für die einzelnen Stromarten sind im Kapitel 6 (Dauergleichströme), Kapitel 7 (Dauerwechselströme), Kapitel 8 (Kurzzeitgleichströme), Kapitel 9 (Kurzzeitwechselströme) sowie in Kapitel 10 (impulsförmige Ströme) die Anforderungen an den Prüfstrom sowie dessen Toleranz und maximale Messunsicherheit festgelegt. Ebenfalls sind in diesen Kapiteln die jeweils auf das Messsystem zutreffenden Qualifikationsprüfungen definiert. Die für die Kalibrierung notwendigen Referenzsysteme sind im Kapitel 12 beschrieben.
Eine Reihe von informativen Anhängen vervollständigt die Inhalte zu Hochstromprüfungen und -messungen in der neuen Norm IEC 62475.
Mit dieser Norm wird erstmalig der Stand der Technik auf dem Gebiet der Hochstromprüfung und -messtechnik umfassend beschrieben. Es bleibt zu hoffen, dass sie eine ebenso breite Anwendung wie die übrigen Normen des Technischen Komitees IEC/TC 42 finden wird.
((Bildunterschrift:)) Hochstromtransformatoren im Prüflaboratorium Bonn der Institute for International Product Safety GmbH