Was IEC 62057-1 von stationären Zählerprüfeinrichtungen verlangt

Jede Zählerprüfung ist nur so verlässlich wie die Einrichtung, die sie durchführt. Für stationäre Prüfplätze im Labor fehlte dafür jahrzehntelang ein aktueller internationaler Maßstab. Seit 2023 gibt es ihn, und er reicht von der Quelle über den Referenzzähler bis zur Prüfsoftware.

IEC 62057-1 im Überblick: Anwendungsbereich und Grenzen

Für stationäre Zählerprüfeinrichtungen (Meter Test Units, MTU), mit denen Labore Elektrizitätszähler prüfen und kalibrieren, ist IEC 62057-1 die maßgebliche internationale Norm. Sie legt fest, welche Genauigkeit, Ausstattung, Software und Prüfungen eine automatische Prüfeinrichtung für 50- oder 60-Hz-Netze bis 600 V benötigt. Fachlich gilt sie als Nachfolger des 2014 zurückgezogenen Technical Reports IEC 60736.

Unter den Anwendungsbereich von IEC 62057-1 fallen fest installierte, automatische Einrichtungen für den Innenraum, die neu gefertigt werden. Im Labor dienen sie vor allem der Typ- und Annahmeprüfung sowie der Verifikation von Zählern. Die Spannung zwischen Phase und Neutralleiter darf dabei 600 V nicht überschreiten. Ein Energiezähler Prüfstand mit mehreren Messplätzen ist der typische Anwendungsfall. Sind Zähler für andere Netzspannungen vorgesehen, vereinbaren Hersteller und Käufer die Sonderanforderungen untereinander.

Die Grenzen von IEC 62057-1 sind ebenso klar gezogen. Nicht erfasst sind:

• tragbare Referenzzähler und tragbare Quellen
• die Elektrizitätszähler selbst
• Datenschnittstellen zum Zähler und deren Prüfverfahren
• wandlerbetriebene Prüfeinrichtungen
• mitgelieferte PCs

Die Kommunikationsprüfung von Smart Metern liegt damit außerhalb dieses Normteils.

Vom Technical Report IEC 60736 zur Normenreihe IEC 62057

Bevor die neue Reihe entstand, orientierten sich Hersteller und Labore rund drei Jahrzehnte lang am Technical Report IEC TR 60736 von 1982. Er behandelte Prüfeinrichtungen für die Typ- und Abnahmeprüfung von Zählern der Genauigkeitsklassen 2, 1 und 0,5. Am 28. Februar 2014 zog die IEC das Dokument zurück. Danach fehlte fast ein Jahrzehnt lang ein aktueller IEC-Maßstab für Prüfplätze im Labor, bis im März 2023 IEC 62057-1 als erster Teil einer neuen Reihe erschien. Diese gliedert sich heute in drei Teile:

• Teil 1 (2023): stationäre Prüfeinrichtungen im Labor
• Teil 2: tragbare Prüfmittel und Prüfverfahren vor Ort, erarbeitet im Projekt metercomp und noch nicht veröffentlicht
• Teil 3 (2024): automatische Zählerprüfsysteme (AMTS)

In Deutschland ist die Norm als DIN EN IEC 62057-1 (VDE 0418-7-1) mit Ausgabedatum August 2024 erschienen, mit dem Untertitel „Stationäre Zählerprüfeinrichtungen (MTU)“. Nennen Sie in Lastenheften und Ausschreibungen diese Bezeichnung samt VDE-Klassifikation, damit die Bezugsfassung eindeutig ist.

Aufbau einer Zählerprüfeinrichtung aus Sicht der Norm

Woran misst sich ein Prüfplatz? Die Norm betrachtet ihn nicht als geschlossenes Gerät, sondern stellt an jede Baugruppe eigene Anforderungen. Im Zentrum stehen die Quelle für Strom und Spannung sowie der Normalzähler, der als Referenz die Energie misst. Für diesen Referenzzähler definiert IEC 62057-1 Genauigkeitsanforderungen unter Referenzbedingungen, Fehlergrenzen bei Einflussgrößen und Prüfungen mit Oberschwingungen. Hochwertige Referenznormale bestimmen deshalb, was ein Prüfplatz metrologisch leisten kann. Was die Norm sonst festlegt, reicht von den Abtastköpfen über das Fehlerrechnersystem bis zur Zähleraufnahme mit ihren Klemmen. Zwei normative Anhänge regeln isolierende Stromwandler (ICT) und Vielfach-Spannungswandler (MSVT), die bei Zählern mit geschlossener Verbindung zwischen Strom- und Spannungspfad nötig sind.

Für die Fehlerbestimmung am Prüfling lässt IEC 62057-1 drei Messverfahren zu:

• Energievergleich: Normalzähler und Prüfling erfassen dieselbe Energie, der Fehlerrechner vergleicht beide Werte.
• Leistungs-Zeit-Verfahren: Ein Leistungsmesser bestimmt die Leistung über eine definierte Zeit, das Ergebnis wird mit der Registerablesung des Zählers verglichen.
• Impulsvergleich: Die Impulse des Prüflings werden den Impulsen des Normalzählers gegenübergestellt.

Welche Rolle spielt die Software? Sie bildet einen eigenen Anforderungsblock. IEC 62057-1 verlangt eine eindeutige Identifikation der Programmversion, Schutz vor unbefugter Änderung, eine geschützte Ablage von Prüfprogrammen, Prüfergebnissen und Prüfprotokollen sowie Softwarelogs. So lässt sich jeder Prüfdurchlauf im Nachhinein lückenlos nachvollziehen. Hinzu kommen Vorgaben zu Isolation, elektromagnetischer Verträglichkeit und Klimabedingungen. Ein informativer Anhang gibt außerdem Leitlinien für das gesamte Labor, von der Netzqualität bis zum Referenznormal.

Prüfarten von der Typprüfung bis zur Inbetriebnahme

Wie die Konformität einer Einrichtung nachgewiesen wird, regelt IEC 62057-1 ebenfalls. Vier Prüfarten begleiten eine Zählerprüfeinrichtung vom Entwurf bis zum Betrieb beim Anwender. Sie unterscheiden sich vor allem darin, wann und wo geprüft wird:

Mit der Inbetriebnahme endet die Kontrolle nicht. Zusätzlich beschreibt IEC 62057-1 eine Grundmessung und eine Wartungsmessung der Prüfeinrichtung, mit denen sich Veränderungen im laufenden Betrieb erkennen lassen. Dokumentieren Sie die Ergebnisse der Grundmessung als Bezugswert und spiegeln Sie jede spätere Wartungsmessung daran.

Genauigkeitsanforderungen nach IEC 62057-1

Entscheidend ist der Bezugspunkt: Die Fehlergrenzen in IEC 62057-1 gelten für die komplette Prüfeinrichtung, bezogen auf den Prüfling, und nicht allein für den Normalzähler. Quelle, Verdrahtung, Abtastkopf und Fehlerrechner tragen damit ebenso zum Ergebnis bei wie die Referenz. Die Norm regelt, wie ein bekannter Fehler der Einrichtung korrigiert wird. Für Mittelwert und Wiederholbarkeit der Messungen setzt sie Grenzwerte der Standardabweichung. Damit das Verhältnis zwischen Referenz und Prüfling stimmt, empfiehlt sie außerdem für jede Genauigkeitsklasse des Prüflings eine passende Klasse des Normalzählers.

Zur Messunsicherheit enthält IEC 62057-1 einen informativen Anhang mit Rechenbeispielen. Er führt durch die Ermittlung nach Typ A, also statistisch aus Messreihen, und nach Typ B aus Spezifikationen und Kalibrierscheinen. Über Sensitivitätskoeffizienten und Freiheitsgrade gelangt er schließlich zur erweiterten Messunsicherheit mit Erweiterungsfaktor k. Wie stark sich das Ergebnis verändert, wenn statt der Spezifikation des Gebrauchsnormals dessen tatsächlich ermittelter Fehler angesetzt wird, zeigen zwei Beispielbudgets. Ein sauber aufgestelltes Messunsicherheitsbudget macht aus diesen Formeln eine belastbare Aussage über den eigenen Prüfplatz.

IEC 62057-1 in Beschaffung, Abnahme und Vor-Ort-Prüfung

Weil die Norm für neu gefertigte Einrichtungen gilt, werden bestehende Prüfstände durch sie nicht unzulässig. Als Referenz für Lastenheft, Ausschreibung und Abnahme eignet sich IEC 62057-1 dennoch gut. Besonders nützlich sind die Informationspflichten des Herstellers. Angaben zu Normalzähler, Quelle, Fehlerrechner, ICT, MSVT und Kommunikationsschnittstellen lassen sich direkt als Checkliste für den Angebotsvergleich verwenden. Bei einer Modernisierung hilft dieselbe Liste, die getauschten Baugruppen gezielt zu bewerten.

Am Zählerplatz endet der Anwendungsbereich. Prüfungen mit tragbaren Referenzzählern und Quellen klammert Teil 1 aus, diese Lücke soll IEC 62057-2 schließen. Solange dieser Teil nicht veröffentlicht ist, bleiben für tragbare Prüfzähler die Herstellerangaben zu Genauigkeitsklasse und Rückführung der wichtigste Maßstab.

Da wir Prüfplätze selbst entwickeln und fertigen, begleiten wir die Entwicklung der Reihe aus der Praxis heraus. Am zweiten Teil arbeiten wir über das IEC TC 13 Projekt metercomp direkt mit. Zählerprüftechnik bauen wir in Königswinter bereits seit 1920. Unser DAkkS-akkreditiertes Kalibrierlabor führt die eigenen Referenzen auf die PTB zurück. Planen Sie die Beschaffung oder Erweiterung eines Prüfplatzes, beraten wir Sie gern dazu, wie sich die Anforderungen von IEC 62057-1 in Ihrem Lastenheft abbilden lassen.

Fragen und Antworten zu IEC 62057-1

Was regelt IEC 62057-1?

IEC 62057-1 legt die Anforderungen an stationäre, automatische Zählerprüfeinrichtungen im Labor fest. Dazu gehören Genauigkeit, Aufbau, Software, Sicherheit und EMV sowie die Prüfarten von der Typprüfung bis zur Inbetriebnahme. Sie gilt für neu gefertigte Einrichtungen an 50- oder 60-Hz-Netzen bis 600 V.

Ist IEC 60736 noch gültig?

Nein. Der Technical Report IEC 60736 wurde am 28. Februar 2014 zurückgezogen. Für stationäre Prüfeinrichtungen im Labor ist heute der erste Teil der Reihe IEC 62057 maßgeblich, in Deutschland in der DIN-EN-Fassung vom August 2024.

Was ist der Unterschied zwischen IEC 62057-1 und IEC 62057-2?

Während Teil 1 fest installierte Prüfeinrichtungen im Labor betrifft, richtet sich IEC 62057-2 an tragbare Prüfmittel und Prüfverfahren am Einsatzort des Zählers. Dieser zweite Teil entsteht derzeit im Projekt metercomp und ist noch nicht als Norm veröffentlicht.

Gilt DIN EN IEC 62057-1 auch für bestehende Zählerprüfstände?

Formal nicht, denn DIN EN IEC 62057-1 bezieht sich auf neu gefertigte Prüfeinrichtungen. Für ältere Prüfstände bleibt die Norm trotzdem ein sinnvoller Maßstab, etwa bei einer Modernisierung, einer Erweiterung oder der Bewertung von Messunsicherheit und Software.

Deckt die Norm DC-Zähler und wandlerbetriebene Prüfeinrichtungen ab?

Nein. Da der Anwendungsbereich von IEC 62057-1 nur Wechselstromnetze mit 50 oder 60 Hz umfasst, sind Gleichstromzähler nicht erfasst. Wandlerbetriebene Prüfeinrichtungen schließt die Norm ausdrücklich aus.