Ladestationen sicher prüfen

Wie sicher ist die Wallbox?

Nie haben wir uns mehr Gedanken um den Schutz der Umwelt gemacht als heute. So führt uns die Suche nach umweltfreundlicheren Fortbewegungsmitteln stets zur E-Mobilität, welche auf lange Sicht eine kostengünstigere Alternative zum herkömmlichen Verbrennungsmotor bietet. Elektroautos sind daher so gefragt wie nie zuvor, auch durch attraktive staatliche Förderungen. So steigt auch der Bedarf an einer flächendeckenden Ladeinfrastruktur – Ladesäulen finden wir an Parkplätzen, Raststätten, Betriebsgeländen und im privaten Raum. Doch ist das Laden der Akkus für Mensch und Auto immer ungefährlich?

Bild: Megger GmbH

Wie jeder Stromverbraucher muss auch die Ladesäule nach DGUV V3 geprüft werden, um die Gefahr von Fahrzeug- oder Personenschäden während des Ladens zu minimieren. Doch wie prüft man das Auslösen der Sicherheitsorgane im Notfall bei Ladesäulen und Wallboxen gemäß der Vorschrift? Ladesäulen sind Stromversorgungseinrichtungen, welche wie jede andere elektrische Installation auch in der DGUV Vorschrift 3 nach DIN VDE0100-0600 für Erstprüfungen und nach DIN VDE0100/0105 bei Wiederholungsprüfungen zu behandeln sind. Ladesäulen und Wallboxen arbeiten mit 400V Dreiphasenwechselstrom, umgangssprachlich auch Starkstrom genannt, ähnlich wie Elektroherde mit Ceranfeld. Sie generieren einen hohen Ladestrom um in kurzer Zeit eine maximale Ladung der Fahrzeug-Akkus zu erzielen. Diese Dauerbelastung – in der Regel mehrere Stunden – kann jedoch Fehler oder Überlastungen in den elektrischen Anlagen hervorrufen. Schwere materielle und/oder Personenschäden durch z.B. Stromschlag oder Überspannung zählen zu den möglichen Folgen. Daher müssen Ladeeinrichtungen über geeignete Schutzeinrichtungen verfügen, welche bei Fehlern wie feuchten Kontakten, defekten Leitungen, Wechsel-/Gleichstromfehlern oder auch Wärmeentwicklung verhindern, dass Personen Unfälle mit Strom erleiden und die Fahrzeuge (bzw. Batterien) Schaden nehmen. Somit müssen gemäß DGUV 3 auch EV-Ladestationen – wie auch jede andere elektrische Installation – nach DIN VDE0100 geprüft und regelmäßig überprüft werden. Zudem ist eine Prüfung gemäß IEC/EN61851-1 und IEC/HD60364-7-722 durchzuführen.

Installationstester und EV-Adapter an Wallbox (Bild: Megger GmbH)

Wer darf prüfen?

Eine rechtssichere Prüfung ist ausschließlich einer nach technischen Regeln der Betriebssicherheit (TRBS1203) geschulten Elektrofachkraft vorbehalten. Die befähigte Person überprüft die Stromversorgungseinrichtung vor der Erstinbetriebnahme nach DIN VDE0100-600. Wiederholungsprüfung sind gemäß DIN VDE0105-100 zu gewährleisten. Einen Hinweis auf das Prüfintervall gibt die DGUV Vorschrift 3 (in der Regel jährlich), festgesetzt wird es jedoch gemäß der Risikoabschätzung der befähigten Elektrofachkraft. Sollten Prüfintervalle nicht eingehalten werden, kann der Betrieb der Stromversorgungseinrichtung durch die Regulierungsbehörde untersagt werden. Einige Hersteller machen in ihren Garantiebedingungen die Erstinbetriebnahme mit Protokoll und die jährliche Prüfung zum Bestandteil ihrer Bedingungen.

EV-Adapter EVCA210 (Bild: Megger GmbH)

Wie wird geprüft?

Ladekabel werden nach DIN VDE0701-0702 geprüft. Das passiert mit einem EV-Adapter in Übereinstimmung mit den Normen IEC/EN61851-1 und IEC/HD60364-7-722 in Kombination mit geeignetem Installationstester (z.B. Megger MFT1845+) nach VDE0100/0105. Der Ladestationsadapter Megger EVCA210 für Elektrofahrzeuge ist eine kompakte und tragbare Einheit. Sie ermöglicht dem Prüfer die Funktion und Sicherheit der Ladeanschlüsse für Elektrofahrzeuge im AC-Modus 3 zu testen. Ferner ist die Prüfung von Ladestationen in Übereinstimmung mit den Normen IEC/EN61851-1 und IEC/HD60364-7-722 in Kombination mit geeigneten Prüfgeräten (herstellerunabhängig) möglich. Hierfür simuliert der Adapter den Anschluss eines Elektrofahrzeugs an die zu prüfende Ladestation. Erforderliche elektrische Prüfungen sind wie folgt:

• •  Sichtprüfung DIN VDE0100-0600 (Erstprüfung) und DIN VDE0100/0105 (Wiederholungsprüfung)
• •  Durchgang von Schutzleiter PE und Potentialausgleich VDE0100-0600 und DIN VDE0100/0105
• •  Erdschleifenimpedanz DIN VDE0100-0600 und DIN VDE0100/0105
• •  Prüfung der Schutzeinrichtungen FI/RCD DIN VDE0100-0600 und DIN VDE0100/0105
• •  Phasenfolge (bei 3-Phasen-Systemen)
• •  Prüfung der Schutzmaßnahmen/Abschaltbedingungen nach VDE0100-410 und Erprobung
• •  Isolationsprüfung nach DIN VDE0100-0600 und DIN VDE0100/0105
• •  Prüfung der Abschaltbedingungen nach DIN VDE0100-410

Erforderliche Funktionsprüfungen sind:

• • Fehlerbehandlung (Erdschluss)
• • Kommunikation
• •  Fahrzeugzustand
• •  Mechanische Verriegelung des Steckers
• •  Weitere Prüfungen nach Bedarf oder nach Herstellerempfehlung

Installationstester MFT1845+ (Bild: Megger GmbH)

Auch wenn den Elektrofahrzeugen ein mobiles Notladekabel beiliegt, ist dieses nur für den Notgebrauch und nicht als Dauerlösung zu verwenden. Diese mobilen Ladekabel sind für das Laden an herkömmlichen, ortsfesten Schutzkontakt-Steckdosen (Haushaltssteckdose) für den Fall vorgesehen, dass keine festinstallierte Ladevorrichtung zur Verfügung steht. Für den Regelbetrieb ist ein Laden an einer Ladesäule oder festinstallierten Wallbox zu empfehlen. Der Installationstester MFT kann bei Bedarf über die frontmontierte Netzsteckdose betrieben werden, diese ist mit L1; N und PE verbunden. Über die Steckdose kann auch eine Last (Verbraucher) angeschlossen werden, um zu prüfen, ob vorhandene Stromzähler in der Wallbox/Ladesäule richtig anzeigen. Die 4mm-Anschlüsse L1, L2, L3, N und PE dienen zum Anschluß der Messleitungen. Zwei zusätzliche CP-Signalanschlüsse geben dem Bediener die Möglichkeit, das CP-Signal mit einem Oszilloskop zu messen. Darüber hinaus verfügt der Megger-Adapter über eine manuelle PE-Vorprüffunktion, mit der der Benutzer vor jeder anderen Prüfung der Ladestation diese auf gefährliche Spannungen an der PE-Leitung prüfen kann. Die Adapter enthalten außerdem zwei weitere manuelle Prüfungen: ‚CP-Fehler‘ simuliert einen Fehler im Steuerpilotkreis; ‚PE-Fehler‘ simuliert eine Trennung des PE-Stromkreises. Beide Prüfungen gewährleisten eine korrekte Trennung des Ausgangs der Ladestation. Vor der Durchführung von Prüfungen mit diesem Adapter wird empfohlen, dass sich der Benutzer mit den relevanten Normen (IEC 61851-1:2017) vertraut macht. Der Megger EVCA210 verfügt über ein Verbindungskabel mit dem Anschlussstecker Typ 2 – für Ladeanschlüsse mit Steckdosen in Schalttafelmontage – oder ein festes Kabel mit Fahrzeugsteckdose Typ 2. Ein Steckverbinder Typ 1* für Ladeanschlüsse mit festem Kabel und Fahrzeugsteckdose Typ 1 (Beispiel Mitsubishi PHEV) kann bei Bedarf ebenfalls angeschlossen werden und ist separat erhältlich.