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Christian Heinze - VDS geprüfter Sachverständiger für Elektrothermografie
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Warum Elektrothermografie?

Informationen zu Elektrothermografie in elektrischen Anlagen

Problemstellung

Betreiber sind in der Pflicht, die Betriebsicherheit elektrischer Anlagen sicherzustellen, was in Gesetzen, Vorschriften und Regeln festgelegt istTrotz großer Anstrengungen der Betreiber, gibt es immer eine Anzahl von potentiellen Schadstellen. Hier kann ein Ausfall unmittelbar zu einer unplanmäßigen Unterbrechung der Energieversorgung und Produktionsausfällen führen und schlimmstenfalls Brände auslösen.

Die Sachversicherer haben ein großes Interesse daran, Brandursachen durch Methoden der zustandsorientierten Instandhaltung zu reduzieren und fordern deshalb Prüfungen nach Vds 2871 / Klausel 3602 durch einen VdS anerkannten Sachverständigen (VdS Prüfungen) unter Verwendung von Thermografie, denn immerhin gehen lt. Schadensstatistiken der Versicherer ca.  30% aller Brände auf elektrische Engergie als Ursache zurück. Rund 66% davon entfallen auf elektrische Betriebsmittel. Dazu zählen Motoren genauso wie Stromerzeuger und Transformatoren, Steueranlagen, Schalt- und Regelanlagen.
Wie die Praxis zeigt, gehören defekte Klemmverbindungen mit Abstand zu den häufigsten Fehlerquellen. Oft haben sich Schraubverbindungen gelöst oder Klemmteile und Federringe sind gebrochen. Die entsprechenden Wärmebilder zeigen starke Überhitzungen, verursacht durch erhöhte Übergangswiderstände an defekten Klemmverbindungen. 
 

Ziel: 

Für den verantwortlichen Anlagenbetreiber muss es das Ziel sein, potentielle Fehlerquellen möglichst frühzeitig ausfindig zu machen um Brandschäden und Betriebsunterbrechungen zu vermeiden. Über die abgestrahlte Wärme von elektrischen Verbindungen und Bauteilen lassen sich Rückschlüsse auf den Funktionszustand ziehen. Mit Hilfe des bildgebenden Messververfahrens der Elektrothermografie lassen sich die Oberflächentemperaturen an definierten Stellen der Anlagen erfassen und bewerten. Unter realen Betriebsbedingungen im laufenden Betrieb werden so von außen nicht erkennbare Probleme und Schwachstellen erkannt und können eleminiert werden, bevor eine Brand- oder Unfallgefahr, oder gar Folgeschäden und Produktionsausfälle entstehen. 

 

Einsatz von Elektrothermografie

Thermografie - Identifikation von Überhitzung in einem Sicherungsschrank

Trifft z. B. in Transformatoren, Schaltanlagen oder Sicherungskästen ein elektrischer Strom auf einen Widerstand, wird Wärme frei und die Temperatur steigt an. Die Wärmebildkamera, nimmt die für das menschliche Auge unsichtbare Wärmestrahlung auf und wandelt diese in sichtbare Wärmebilder um. Diese Bilder werte ich als VDS anerkannter Sachverständiger für Elektrothermografie aus und beurteile diese mittels vergleichender Betrachtung mit anderen Bauteilen oder Installationen (qualitative Thermografie). Das erlaubt sichere Aussagen über den Anlagenzustand und eine beweissichernde Dokumentation gegenüber dem Versicherer. 

Was wird thermografiert? 

Typische Einsatzgebiete für die Thermografie sind Transformatoren, Kompensationsanlagen, Niederspannungs-, Mittelspannungs- und Hochspannungs-Schaltanlagen, Schalt- und Steuerschränke, Sicherungskästen, Elektrische Maschinen und Antriebe, Elektrische Ausrüstungen in mobilen Einrichtungen, Kabelanlagen, Schienensysteme, Freileitungen. 

Beispiele 

  • Bei Motoren droht eine Überhitzung der Lager, wenn ein Kugellager defekt ist
  • Sicherungen
  • Motorschutzschalter Sicherungen
  • Blindleistungskompensationsanlagen - werden gerne warm 
  • Was ist das , wofür/ Energieeinsparung 
  • Transformatorstationen - Industrieanlagen 
  • Beispiele Sägewerk - höchste Brandgefahr durch heiße Lagerschalen 
  • Besonders gefährdet: Papierherstellung oder -Verarbeitung, Sägereien, Tischlereien 

 

    Verlässliche Ausssagen erfordern Expertenwissen und Experten-Equipement

    Doch was spricht dagegen selbst ein Thermografiegerät anzuschaffen und die Prüfungen selbst durchzuführen?
    Thermografiekameras sind kostspielige, hoch spezialisierte Spezialkameras, deren Funktionsumfang nicht dem einer Smartphone-APP  oder dem einer günstigen Allround-Thermografiekamera vergleichbar ist. Die Untersuchungstechniken, der Einsatz der Spezialkamera und vor allem die fachgerechte Auswertung setzen Expertenwissen voraus, denn sowohl bei der Thermografieuntersuchung als auch bei der Auswertung lauern jede Menge Fehlerquellen. Es gilt nicht irgendwelche Messwerte, sondern belastbare Messwerte und deren qualifizierte Interpretation zu erhalten. Deswegen müssen die Prüfungen und Auswertungen nach VdS2858  /  technische Regel 2017-11 erfolgen.

    Als VdS anerkannter Sachverständiger für Elektro­thermo­grafie mit der  Anerkennungsnummer  ET19005 habe ich notwendige Sachkenntnis nachgewiesen und muss die Zertifizierung regelmäßig erneuern. 

     

     

      Gesetze
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      Gesetzliche Grundlagen zur Betriebssicherheit in elektrischen Anlagen

      • das Energiewirtschaftsgesetz 2005
      • das Gesetz über technische Artbeitsmittel und Verbraucherprodukte von Januar 2004
      • die Unfallverhütungs­vorschriften nach Reichsversicherungsordnung und dem Siebten Sozialgesetzbuch
      • die Gewerbeordnung
      • die Gesetzlichen Unfall-Versicherung (GUV 2.10)
      • das Arbeitsschutzgesetz
      • die Betriebssicherheitsverordnung 
      Prüfintertvall
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      Elektrothermografie Prüfintervall

      Elektrothermografie in elektrischen Anlagen nach VdS 2858 sollten Sie jährlich, am besten in Verbindung mit den vorgeschriebenen Wiederholungsprüfungen nach VDE 0105 -100 durchführen lassen - das spart Zeit und Kosten. 

      Bei neuen Anlagen oder Anlagenbereichen sollte 3 Monaten nach Inbetriebnahme eine Thermografieprüfung stattfinden,  um Montagefehler als potenzielle Fehlerquellen sofort zu erkennen.

      Vorteile-Nutzen
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      Vorteile und Nutzen der Elektrothermografie

      • Schadensprävention
        • die bildgebende, zerstörungsfreie und berührungslose Untersuchung der Anlagen und Bauteile auf nicht regelrechte Erwärmung erkennt Probleme rechtzeitig 
      • Zeit sparen
        • der Austausch von planmäßig vorgegebenen Instand­setzungs­intervallen durch vorbeugende  regelmäßige Instand­haltung macht macht Abläufe planbarer
        • Schnelle zuverlässige Ergebnisse
          Eine Strombelastung von 15 -20 % des jeweiligen Nenn­wertes oder eine Belastung über einen Zeitraum von ca. 10 Minuten  reicht aus, um eine qualifizierte Aussage über den Abnutzungsgrad des jeweiligen Bauteils zu treffen. 
        • einsetzbar im laufenden Betrieb der Anlage unter realen Betriebsbedingungen ohne Abschalten der Anlage
      • Kosten sparen: 
        • nur die identifizierten abgenutzten Komponenten müssen ersetzt werden
        • ermöglicht schnelle und rechtzeitige Beseitigug der Schwachstellen und beugt Produktionsausfällen und Folgeschäden vor
        • keine großflächige Klemmenrevisionen
        • Energieverbrauch wird optimiert
        • viele Versicherer bieten Beitragsermäßigungen, wenn regelmäßig präventive Thermoinspektionen durchgeführt werden
      • Rechtssicherheit
        • Die qualifizierte Auswertung der Wärmebilder liefert dem Betreiber wichtige Informationen und dokumentiert die Zustände der Anlagen zuverlässig gegenüber der Feuer­versicherung und bietet Rechtssicherheit durch Erfüllung der Auflagen
        • Brandschutz  - schnelle und sichere Beurteilung der Brandgefahr an elektrischen Anlagen und Installationen (SK3602)
        • Instandsetzung / Modernisierungen - Bietet wichtige Entscheidungshilfen zur Planung bzw. Durchführung von notwendigen Instandhaltungs- bzw. Modernisierungs­maßnahmen zur Vermeidung von Produktionsausfällen

       

       

      Im Vergleich: konventionelle Methoden 

      • Gefühlsmäßige Temperaturkontrollen um aufgrund der Temperatur der Elemente (Leiter, Verbindungen, Schalter, Trenner, usw.) auf deren Funktionszustand zu schließen. 
      • Manuelle oder optische Kontrollen definierter Anlagenteile
      • Periodischer Anlagenservice / Schraubenkontrolle
        Hierbei werden gesamte Anlagen abgeschaltet, um lose Schraubverbindungen anzuziehen und entsprechende Schaltelemente zu warten. 
      • Konventionelle Methoden sind zeitintensiv und personalintensiv und somit sehr teuer 
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