Ableitstrom
Englisch: leakage current
Strom, der durch die Erdung zur Erde abfließt
Ableitungsstrom: Kriechströme finden ihren Weg zur Erde
Ableitungsstrom ist jeder unbeabsichtigte Strom, der von einem stromführenden Leiter zur Erde oder zum Maschinengestell fließt und dabei den normalen Lastkreis umgeht. Er fließt durch degradierte, verschmutzte oder schlicht unvollkommene Isolierung, statt über den vorgesehenen Weg zu gehen. In Industrieanlagen liegt der Ableitungsstrom typischerweise zwischen Mikroampere in trockenen, gut gewarteten Systemen und Milliampere in älteren oder feuchten Installationen.
Die Ursachen für Ableitungsstrom sind vielfältig. Kapazitive Kopplung zwischen Phase und Erde erzeugt Ableitungsstrom in modernen Schaltnetzteilen und Umrichtern, manchmal 50 bis 500 Milliampere pro Phase in Geräten mit großen Filterkondensatoren. Ohmsche Ableitungsströme entstehen durch veraltete oder feuchtigkeitsgesättigte Isolierung, etwa in Motorwicklungen mit hoher Luftfeuchte. Oberflächenverschmutzung, Salzsprühnebel in Meeresumgebungen oder Staubablagerungen auf Isolatoren alle erhöhen den Leitungsweg zur Erde.
Messung und Normen
Ableitungsstrom wird mit einem empfindlichen Strommesser gemessen, der zwischen Maschinengestell und einer Erdungselektrode angeschlossen ist, oder durch Überwachung des Rückstroms im Erdungsleiter während des Normalbetriebs. Normen wie IEC 60610 und UL 60950 setzen für Klasse-I-Geräte eine Grenze von 3,5 Milliampere oder weniger fest, für doppelt isolierte Geräte gelten niedrigere Schwellwerte. Tragbare Werkzeuge und Elektrogeräte unterliegen oft strengeren Grenzen, typischerweise unter 5 Milliampere.
Hoher Ableitungsstrom ist ein Sicherheitsrisiko. Wenn die Erdung schlecht oder unterbrochen ist, kann eine gefährliche Spannung am Maschinengestell auftreten und Stromschlaggefahr verursachen. Außerdem sinkt die Empfindlichkeit von Fehlerstromschutzschaltern (FI-Schutzschaltern), die die Stromversorgung in 30 Millisekunden unterbrechen sollen, wenn der Erdstrom 30 Milliampere überschreitet. Unerwünschte Auslösungen in Stromkreisen mit mehreren Geräten können durch den kumulativen Ableitungsstrom entstehen.
Die Fehlersuche bei Ableitungsstrom umfasst die Isolierung der fehlerhaften Komponente, die Kontrolle auf Feuchtigkeitseintritt und die Prüfung des Isolationswiderstands mit einem Megohmmeter bei Nennspannung. Zur Vorbeugung gehören die Aufrechterhaltung guter Isolierung, die Kontrolle der Luftfeuchte in Gerätegehäusen, die Sauberkeit von Oberflächen und zuverlässige Erdungsleiter mit einem Widerstand unter 1 Ohm.