Thermografische Prüfung — Wärmebildabtastung von Schaltschränken

Was ist eine Inspektion?

Bei der thermografischen Inspektion wird belastete elektrische Ausrüstung mit einer Infrarotkamera abgetastet, um auffällig heiße Stellen zu finden. Das Verfahren ist berührungslos und erfolgt im laufenden Betrieb; es warnt somit vor dem Ausfall, ohne die Produktion zu unterbrechen.

Warum wird sie durchgeführt?

Ziel ist, lose Verbindungen, Überlastung, unsymmetrische Phasenbelastung und sich verschlechternde Bauteile zu finden, bevor daraus ein Ausfall wird. Ein erheblicher Teil der Elektrobrände beginnt an einer heißen Stelle, die die Thermografie Monate zuvor gezeigt hätte.

Für welche Ausrüstung gilt sie?

Elektrische Verteilungen und Schaltanlagen
Transformator- und Generatoranschlüsse
Motor- und Antriebsschränke
Kabelendverschlüsse und Schienensysteme
Lager- und Kupplungserwärmung an mechanischen Anlagen

Rechtsgrundlage und Intervall

Bei elektrischen Anlagen und Schutzsystemen richtet sich die Prüffrist nach den geltenden Vorschriften für elektrische Anlagen und der Risikoklasse der Umgebung. In Anlagen mit hohem Risiko — explosionsfähige Atmosphäre, feuchte Bereiche, Baustellen — verkürzt sie sich deutlich. Jede wesentliche Änderung der Anlage erfordert eine erneute Prüfung.

Umfang der Inspektion

Anschlussklemmen und Sammelschienenverbindungen
Anschlüsse von Sicherungen, Leistungsschaltern und Schützen
Phasenausgleich und Lastverteilung
Kabelendverschlüsse und Übergangsstellen
Temperaturverteilung an Transformator und Drossel
Motorgehäuse- und Lagertemperaturen
Temperaturdifferenz zu einem Referenz-(gleichwertigen) Punkt im selben Stromkreis
Erfassung von Umgebungstemperatur und Lastprozentsatz

Zugehörige Normen

ISO/IEC 17020
ISO 18434-1
IEC 62446-3
ASTM E1934

Verfahren und Ausrüstung

Kalibrierte Infrarot-Wärmebildkamera
Zangenamperemeter (für Lastmessung)
Umgebungstemperatur- und Feuchtemessgerät
Emissionsgrad-Referenzbänder

Inspektionsablauf

1Vorabinformation und PlanungEinpolschema, Verteilerliste, Angaben zu Schutzgeräten und Anlagenleistung werden erfasst; die Messpunkte werden festgelegt.
2SichtprüfungSchaltschrankaufbau, Leiterquerschnitte, Anzugsmomente der Verbindungen, Kennzeichnung und Berührungsschutz werden in Augenschein genommen.
3MessungenMit rückführbar kalibrierten Messgeräten werden Erdungswiderstand, Isolationswiderstand, Durchgängigkeit, Schleifenimpedanz und Auslösewerte der Fehlerstromschutzeinrichtung gemessen.
4Thermografische UntersuchungAuffällige Erwärmung an belasteten Verbindungen wird mit einer Infrarotkamera erfasst und anhand der Referenztemperaturdifferenz eingestuft.
5BewertungDie Messwerte werden mit den Grenzwerten der einschlägigen Norm und den Auslegungswerten der Anlage verglichen.
6BerichterstattungMesstabellen, Thermogramme und die Abweichungsliste werden zu einem Bericht zusammengefasst; Korrekturmaßnahmen werden nach Priorität vorgeschlagen.

Abweichungen

Die Befunde werden nach der Temperaturdifferenz (ΔT) zwischen heißer Stelle und Referenzpunkt sowie nach dem Lastgrad eingestuft. Hohe ΔT-Werte erfordern sofortiges Handeln, niedrige Werte werden bei der geplanten Instandhaltung behoben. Die Einstufungsschwellen richten sich nach der angewandten Spezifikation.

Inspektionsbericht

Angaben zur Inspektionsstelle und zum Prüfpersonal
Beschreibung der Anlage und Prüfumfang
Eingesetzte Messmittel und deren Kalibrierdaten
Tabellen der Messpunkte und Messwerte
Thermogramme und Bewertung der Temperaturdifferenz
Vergleich mit Grenzwerten
Abweichungsliste und Prioritätenfolge
Ergebnis und nächster Prüftermin

Akkreditierung

Inspektionstätigkeiten werden nach ISO/IEC 17020 durchgeführt; die Norm fordert Unparteilichkeit der Inspektionsstelle, Kompetenz des Personals und Validität der Prüfverfahren. Nach dem Unparteilichkeitsgebot darf, wer eine Ausrüstung wartet oder instand setzt, deren unabhängige Prüfung nicht durchführen. EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung nach ISO/IEC 17020 von Unterzeichnerstellen der ILAC-Vereinbarung; da der akkreditierte Geltungsbereich je Inspektionsart festgelegt ist, wird er im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Befugnisse

Zugehörige Inspektionen

Häufige Fragen

Warum wird die Abtastung unter Last durchgeführt?

Erwärmung entsteht durch Strom. In einem unbelasteten oder gering belasteten System erscheint selbst eine fehlerhafte Verbindung bei normaler Temperatur. Deshalb wird der Lastprozentsatz während der Abtastung erfasst; ein bei niedriger Last ermitteltes Ergebnis stellt nicht den ungünstigsten Fall dar.

Kann die Abtastung ohne Öffnen der Schaltschranktür erfolgen?

Eine geschlossene Tür blockiert die Infrarotstrahlung und verbirgt die heiße Stelle im Inneren. Deshalb wird die Abtastung entweder mit unter geeigneten Sicherheitsmaßnahmen geöffneter Tür oder über infrarotdurchlässige Fenster durchgeführt.

Warum steht die Kalibrierung der Messmittel im Bericht?

Das Ergebnis einer Elektroprüfung ist keine Beobachtung, sondern ein Messwert. Damit die Messung gültig ist, muss das Gerät rückführbar kalibriert sein; ein Messwert ohne Kalibrierangabe ist nicht belastbar.

Wird die Anlage während der Prüfung freigeschaltet?

Ein Teil der Messungen erfolgt spannungsfrei (Isolationswiderstand, Durchgängigkeit), ein Teil unter Spannung (Schleifenimpedanz, Fehlerstromschutzschalter, Thermografie). Deshalb werden bei der Planung sowohl ein kurzes Abschaltfenster als auch ein Betrieb unter Last vereinbart.

Thermografische Inspektion