IEC 61869
Ob in der Verrechnungsmessung oder im Schutz von Netzen, Messwandler liefern die Signale, auf die sich alles Weitere stützt. Welche Anforderungen diese Bauteile erfüllen müssen, regelt eine moderne internationale Normenreihe. Dieser Beitrag erklärt ihren Aufbau und worauf es bei Genauigkeit und Prüfung ankommt.
Die Normenreihe IEC 61869 für Messwandler
Was ist die Normenreihe IEC 61869?
IEC 61869 ist die internationale Normenreihe für Messwandler, also für Strom- und Spannungswandler in der Energietechnik. Sie löst die ältere Reihe IEC 60044 ab, bündelt die allgemeinen Anforderungen in einem Grundteil und ergänzt sie je nach Wandlertyp um besondere Anforderungen, etwa für induktive, elektronische oder leistungsarme Wandler sowie für die digitale Schnittstelle.
Messwandler sind das Bindeglied zwischen Hochspannungsnetz und Sekundärtechnik. Sie setzen hohe Ströme und Spannungen auf genormte, sicher handhabbare Werte herab und liefern so die Eingangssignale für Zähler, Schutzgeräte und Steuerungen, deren Zuverlässigkeit über die Messwandlerprüfung abgesichert wird. Die Reihe gilt für neue Wandler in Netzen über 1 kV Wechselspannung und über 1,5 kV Gleichspannung. Damit deckt sie nahezu die gesamte Mittel- und Hochspannungsebene ab.
Der Aufbau folgt einem zweistufigen Prinzip. Ein Grundteil regelt, was für jeden Wandler gilt, während typspezifische Teile die besonderen Anforderungen je Bauart ergänzen. So ordnet die Reihe die Inhalte der Vorgängernormen neu und schafft eine klare Struktur für Hersteller, Labore und Netzbetreiber.
Die allgemeinen Anforderungen nach IEC 61869-1
Den Grundteil bildet IEC 61869-1. Diese Norm enthält die allgemeinen Anforderungen, die für alle Messwandler gelten, von der Isolation über die Erwärmung bis zu den Prüfbedingungen. Eigene Genauigkeitsklassen legt sie nicht fest, denn diese gehören in die typspezifischen Teile.
Für ein konkretes Gerät gilt daher immer eine Kombination. Die Produktnorm setzt sich aus dem Grundteil und dem passenden besonderen Teil zusammen. So lassen sich gemeinsame Festlegungen an einer Stelle pflegen, während die Besonderheiten jeder Bauart getrennt geregelt bleiben.
Mit der Ausgabe von 2023 wurde der Grundteil erweitert. Er nimmt nun auch die allgemeinen Anforderungen an leistungsarme Messwandler auf, die zuvor in einem eigenen Teil standen. Damit rückt die Reihe näher an moderne, digitale Anwendungen heran.
Die Normteile nach Wandlertyp
Die besonderen Teile der Reihe ordnen sich nach Bauart und Ausgabesignal. Jeder Teil beschreibt, welche zusätzlichen Anforderungen ein bestimmter Wandlertyp erfüllen muss. Die folgende Übersicht zeigt die wichtigsten Teile mit ihrem Gegenstand und, wo vorhanden, den zugehörigen Klassen.
| Norm-Teil | Wandlertyp / Inhalt | Genauigkeitsklassen / Status |
|---|---|---|
| IEC 61869-1 | Allgemeine Anforderungen (alle Messwandler) | keine (Grundteil) |
| IEC 61869-2 | Stromwandler (induktiv) | Messung 0,1 bis 5; Schutz 5P, 10P |
| IEC 61869-3 | Induktive Spannungswandler | Messung 0,1 bis 3; Schutz 3P, 6P |
| IEC 61869-7 | Elektronische Spannungswandler | nicht eigenständig veröffentlicht |
| IEC 61869-8 | Elektronische Stromwandler | nicht eigenständig veröffentlicht |
| IEC 61869-9 | Digitale Schnittstelle (Sampled Values) | keine (Schnittstelle) |
| IEC 61869-10 | Leistungsarme passive Stromwandler | je nach Anwendung |
| IEC 61869-11 | Leistungsarme passive Spannungswandler | je nach Anwendung |
Zwei Punkte fallen auf. Die klassischen induktiven Wandler bilden mit den Teilen für Strom- und Spannungswandler weiterhin das Fundament. Die ursprünglich geplanten Teile für elektronische Wandler, IEC 61869-7 und IEC 61869-8, wurden dagegen nicht als eigenständige Normen veröffentlicht. Ihre Aufgaben übernehmen heute die digitale Schnittstelle nach IEC 61869-9 sowie die Teile für leistungsarme Wandler, IEC 61869-10 und IEC 61869-11.
Genauigkeitsklassen bei Strom- und Spannungswandlern
Bei Stromwandlern legt IEC 61869-2 die Klassen fest. Für die Messung gelten 0,1, 0,2, 0,2S, 0,5, 0,5S, 1, 3 und 5, für den Schutz vor allem 5P und 10P sowie remanenzarme Varianten. Maßgeblich sind dabei konkrete Grenzen für den Übersetzungs- und den Fehlwinkelfehler bei festgelegter Bürde. Geräte für diese Aufgabe finden sich in der Prüfung von Strommesswandlern.
Spannungswandler regelt IEC 61869-3. Für die Messung sind die Klassen 0,1, 0,2, 0,5, 1 und 3 vorgesehen, für Schutzzwecke die Klassen 3P und 6P. Auch hier gilt eine Klasse nur innerhalb festgelegter Bürde- und Spannungsbereiche. Die zugehörige Prüfung von Spannungsmesswandlern misst Wandler gegen genau diese Grenzen.
Mess- und Schutzklasse verfolgen unterschiedliche Ziele. Ein Messwandler ist im Nennbereich besonders genau und sättigt oberhalb davon früh, um angeschlossene Instrumente zu schützen. Ein Schutzwandler bleibt dagegen bis zu hohen Fehlerströmen linear, damit das Schutzgerät den Fehler erkennt. Bei der wandlerbetriebenen Verrechnungsmessung erreichen nur Wandler der Klasse 0,2S und 0,5S die Genauigkeit, die hochgenaue Energiezähler benötigen.
IEC 61869 in der Messwandlerprüfung
Damit ein Wandler seine Klasse nach IEC 61869 erreicht, muss er gegen genaue Bezugswerte gemessen werden. Geprüft werden vor allem das Übersetzungsverhältnis, der Fehlwinkel und das Verhalten bei verschiedenen Bürden. Je enger die Klasse, desto kleiner muss die Messunsicherheit der Prüfeinrichtung sein. Den Bezugswert liefern Referenznormale, deren Genauigkeit über eine rückführbare Kalibrierung abgesichert ist.
Die Prüfung verschiebt sich zunehmend ins Digitale. Mit IEC 61869-9 erhalten Messwandler eine genormte digitale Schnittstelle, die Messwerte als Sampled Values über den Stationsbus nach IEC 61850 ausgibt. Prüftechnik muss diese Datenströme ebenso erfassen wie klassische analoge Signale. Für beide Welten kommen Analysatoren und Quellen zum Einsatz, etwa ein Stromwandleranalysator oder die Primärprüftechnik für die Prüfung im eingebauten Zustand.
Bei ZERA fließt diese Normenkenntnis seit über 100 Jahren in die Entwicklung von Prüftechnik ein. Unser DAkkS-akkreditiertes Kalibrierlabor sichert die Rückführbarkeit auf die PTB, das Qualitätsmanagement ist nach ISO 9001:2015 zertifiziert, und Entwicklung wie Produktion finden in Deutschland statt. Wer Messwandler nach IEC 61869 prüfen oder kalibrieren möchte, findet bei uns die passende Technik und die nötige Beratung.
Häufig gestellte Fragen zu IEC 61869
Was ist der Unterschied zwischen IEC 61869 und IEC 60044?
IEC 61869 ist die moderne Normenreihe für Messwandler und ersetzt die ältere Reihe IEC 60044. Sie trennt allgemeine und typspezifische Anforderungen klar, deckt neben induktiven auch leistungsarme und digitale Wandler ab und ist an heutige Schutz- und Messsysteme angepasst.
Welche Genauigkeitsklassen definiert IEC 61869-2 für Stromwandler?
Für die Messung nennt IEC 61869-2 die Klassen 0,1, 0,2, 0,2S, 0,5, 0,5S, 1, 3 und 5. Für Schutzwandler sind vor allem die Klassen 5P und 10P sowie remanenzarme Varianten vorgesehen.
Was ist der Unterschied zwischen Mess- und Schutzwandlern?
Messwandler sind im Nennbereich besonders genau und sättigen oberhalb davon früh, um Zähler und Instrumente zu schützen. Schutzwandler bleiben bis zu hohen Fehlerströmen linear, damit Schutzgeräte einen Fehler zuverlässig erkennen.
Wofür gilt IEC 61869-9?
IEC 61869-9 definiert die digitale Schnittstelle für Messwandler. Sie regelt die Ausgabe der Messwerte als Sampled Values und baut auf der Reihe IEC 61850 auf, sodass Wandler direkt mit digitaler Stations- und Schutztechnik zusammenarbeiten.
Was sind leistungsarme Messwandler?
Leistungsarme Messwandler geben statt der klassischen Sekundärwerte ein energiearmes analoges oder digitales Signal aus. Die Teile IEC 61869-10 und IEC 61869-11 regeln sie für Strom und Spannung. Sie eignen sich besonders für moderne, digitale Schutz- und Messsysteme.
