Isolationsfehler in Elektrofahrzeugen: Risiken und Prüfmethoden
Isolationsfehler in Elektrofahrzeugen können ein erhebliches Sicherheitsrisiko für die Nutzer und die Zuverlässigkeit der elektrischen Systeme darstellen. Dieser Artikel untersucht die verschiedenen Arten von Isolationsfehlern, ihre Auswirkungen und die Prüfmethoden mit einem Isolationsmessgerät (Megohmmeter).
Arten von Isolationsfehlern
1. Isolationsfehler gegen Masse
Diese Art von Fehler tritt auf, wenn einer der Leiter Kontakt mit der Masse hat, was zu Stromlecks führen kann.
Nachfolgend ein Beispiel, das einen Fall zeigt, in dem das Ohmmeter nicht mehr in der Lage ist, die Messung durchzuführen. Wir möchten eine Isolierung von mehr als 80 MΩ prüfen. Nachdem wir die vollständige Spannungsfreiheit sichergestellt haben, messen wir den Widerstand zwischen einer 400-V-Gleichstromphase und der Masse. Das von uns verwendete Ohmmeter zeigt „OL“ (Overload/Überlast) an. Es hat seinen maximalen Messbereich erreicht. In diesem Fall verwenden wir ein Isolationsprüfgerät.
Das Isolationsprüfgerät zeigt einen Widerstandswert von 3.324 GΩ an, wenn wir den Widerstand zwischen einer Phase und der Masse an einer Komponente messen. Damit ein Teil als konform erklärt werden kann, muss der gemessene Widerstand größer sein als der in den Diagnosehandbüchern des Herstellers angegebene Mindestwert.
2. Fehler zwischen Leitern
Diese Fehler beinhalten eine Verringerung des Isolationswiderstands zwischen zwei Leitern, was das Kurzschlussrisiko erhöht.
3. Alterung oder Verschlechterung der Isoliermaterialien
Mit der Zeit können Isoliermaterialien aufgrund von Umgebungsfaktoren wie Hitze, Feuchtigkeit oder Vibrationen ihre Wirksamkeit verlieren.
Auswirkungen von Isolationsfehlern
Isolationsfehler können verursachen:
- Stromschlagrisiken für die Nutzer.
- Eine Verschlechterung der elektrischen Leistung des Fahrzeugs.
- Eine Erhöhung der Brandrisiken.
- Einen systemischen Ausfall der elektrischen Geräte.
Prüfmethoden mit einem Megohmmeter
Prinzip des Megohmmeters
Das Megohmmeter ist ein Gerät zur Messung des Isolationswiderstands, indem es eine hohe Spannung zwischen den Leitern und/oder der Masse anlegt. Es liefert einen Wert in Megaohm (MΩ), der den Isolationszustand anzeigt.
Prüfschritte
- Vorbereitung:
- Das zu prüfende Gerät vom Stromkreis trennen.
- Sicherstellen, dass das System spannungsfrei ist.
- Anschluss des Megohmmeters:
- Anlegen der Spannung:
- Die vom Hersteller empfohlene Spannung einstellen (in der Regel zwischen 500V und 1.000V).
- Die Messung starten.
- Ablesen der Ergebnisse:
- Ein Widerstand unterhalb des Mindestgrenzwerts weist auf einen Isolationsfehler hin.
Veranschaulichung der Schritte
Eine Isolationsprüfung gegen Masse dient dazu, zu überprüfen, ob ein Element, Verbraucher oder Leiter, die Masse nicht berührt. Mit einem Ohmmeter messen wir spannungsfrei:
- Wenn R = „OL“ (Overload/Unendlich) zwischen der geprüften Leitung und Masse, kann die Isolationsprüfung gegen Masse in Ordnung sein.
Achtung: Ein Widerstand außerhalb der Messgrenze wird mit „OL“ angezeigt, was bedeutet, dass der Widerstand höher ist als das, was das Gerät messen kann. Bei Stromkreisen, die von der Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs gespeist werden, muss der in den Diagnosehandbüchern geforderte Mindestreferenzwiderstand herangezogen werden. - 107: 12V-Batterie
- F000: Sicherung
- UCE: Steuergerät – Electronic Control Unit
- MOT: Elektromotor
- Wenn z.B. R = ? Ω (Ohm), liegt ein Kurzschluss gegen „Masse“ vor.
Eine gegenseitige Isolationsprüfung dient dazu, zu überprüfen, dass sich zwei oder mehr Drähte nicht berühren. Dieser Vorgang ist so oft zu wiederholen, wie es Drähte im betreffenden Kabelbaum gibt. Mit einem Ohmmeter messen wir spannungsfrei:
- Wenn R = OL (Unendlich) zwischen diesen beiden Drähten, ist der Stromkreis konform.
- Wenn R = ? Ω (Ohm), liegt ein gegenseitiger Kurzschluss vor.
Suche mit einem Isolationsprüfgerät
Eine Isolationsprüfung dient dazu, zu überprüfen, ob sich ein Element, Verbraucher, Leiter oder Masse nicht berühren. Mit einem Isolationsprüfgerät messen wir spannungsfrei die Isolierung zwischen einem Versorgungskabel und der Masse oder zwei Versorgungskabeln, um Kurzschlüsse und Isolationsfehler zu überprüfen.
2130: Klimaanlagenkompressor
Zur Interpretation der Messung muss auf den in den Diagnosehandbüchern geforderten Mindestreferenzwert Bezug genommen werden.
- Wenn R > „Referenzwert“ MΩ, ist der Stromkreis konform.
- Wenn R ≤ „Referenzwert“ MΩ, ist der Stromkreis nicht konform.
Prüfen Sie die Spannungsfreiheit zwischen den Phasen und der Masse und zwischen den Phasen (3 Messungen).
Überprüfen Sie die einwandfreie Funktion Ihres Spannungsprüfgeräts.
Wichtige Sicherheitshinweise zur Messung
- Prüfen Sie keine Fahrzeuge oder Geräte in einer brennbaren oder explosionsgefährdeten Umgebung. Beim Entladen der Isolierung vor und nach dem Test oder während des Tests bei fehlerhafter Isolierung können Funken entstehen.
- Schränken Sie den Zutritt für Personal durch Absperrung des Bereichs so weit wie möglich ein und tragen Sie elektrische Schutzkleidung. Während der Messung können hohe Messspannungen auftreten, die über den für Personen sicheren Spannungen liegen.
- Verwenden Sie nur die für den durchzuführenden Test geeigneten Anschlusskabel und vergewissern Sie sich, dass diese in einwandfreiem Zustand sind. Ungeeignete Kabel führen zu Messfehlern und können gefährlich sein.
Durchführung der Messung
- Schalten Sie das Gerät ein, indem Sie den Schalter auf die Position M stellen und die gewünschte Spannung wählen (50 V, 100 V, 250 V oder 500 V).
- Überprüfen Sie, ob alle Anzeigen funktionieren und der Batterieladestand korrekt ist.