Stichprobenverfahren Stromzähler: worauf die Prüftechnik ankommt
Ein einziger Prüfpunkt außerhalb der zulässigen Abweichung kann ein Los von mehreren tausend Zählern zu Fall bringen. Nachjustieren hilft dann nicht mehr, jedes Gerät muss ausgetauscht werden. Welche messtechnischen Details darüber entscheiden, steht selten in den Verfahrensunterlagen.
Was die Prüftechnik im Stichprobenverfahren für Stromzähler leisten muss
Die von der ZERA GmbH gelieferte stationäre Zählerprüfeinrichtung MTS320-20 wird künftig dazu beitragen, die Prüfprozesse bei der VOLTARIS GmbH weiter zu unterstützen und die Voraussetzungen für erfolgreiche Stichprobenverfahren im Smart-Meter-Umfeld zu schaffen. Damit steht eine Anlage im Mittelpunkt, an der sich gut zeigen lässt, woran ein Stichprobenverfahren Stromzähler in der Praxis gelingt oder scheitert.
Der Einsatz ist hoch. Besteht ein Los die Prüfung, lässt sich die Eichgültigkeit verlängern, gültig für sämtliche Geräte dieses Loses. Fällt es durch, müssen alle darin zusammengefassten Zähler vor Ablauf ausgetauscht werden, auch die Tausende, die nie jemand auf einem Prüfplatz gesehen hat.
Über diesen Unterschied entscheidet eine überschaubare Zahl messtechnischer Randbedingungen, nicht die Verwaltungsroutine. Deshalb beginnt ein tragfähiges Stichprobenverfahren Stromzähler nicht beim Antrag, sondern bei der Prüfeinrichtung. Welche gesetzlichen Fristen und Pflichten rund um die Zählerprüfung sonst noch gelten, haben wir in unserem Beitrag zu den gesetzlichen Anforderungen an die Zählerprüfung zusammengefasst.
Der rechtliche Rahmen nach § 35 MessEV und GM-VA SPV
Die Grundlage steht in § 35 der Mess- und Eichverordnung. Danach kann die zuständige Behörde die Eichfrist für Messgeräte verlängern, die in einem Los zusammengefasst sind, wenn mindestens 95 Prozent der Geräte des Loses die wesentlichen Anforderungen erfüllen und ihre Genauigkeit erwarten lässt, dass sie die Verkehrsfehlergrenzen auch im Verlängerungszeitraum einhalten.
Sieben weitere Bedingungen kommen hinzu. Dazu zählen Baugleichheit aller Geräte, die Anzeige des Verfahrens vor Prüfbeginn, eine fachlich kompetente prüfende Stelle mit der erforderlichen Ausstattung sowie ein Start, der früh genug liegt, damit bei einem negativen Ergebnis noch alle Geräte rechtzeitig ersetzt werden können. Für ein Stichprobenverfahren Stromzähler ist vor allem die letzte Bedingung anspruchsvoll, denn sie bindet den Zeitplan an die Kapazität der Prüfstelle.
Wie ein Stichprobenverfahren Stromzähler technisch abläuft, regelt die Verwaltungsvorschrift GM-VA SPV. Ihre aktuelle Fassung trägt den Stand vom 7. November 2023, wurde von der Arbeitsgemeinschaft Mess- und Eichwesen beschlossen und gilt seit dem 1. Januar 2024. Zwei ihrer Fristen werden regelmäßig unterschätzt: Der Antrag muss spätestens vor dem Ausbau der Stichproben- und Ersatzmessgeräte gestellt sein. Das Abstimmungsverfahren zwischen den beteiligten Behörden dauert mitunter einen Monat. Wer im Stichprobenverfahren Eichrecht und Prüfplanung getrennt behandelt, verliert genau hier Zeit.
Die Losbildung als erste technische Weichenstellung
In einem Los dürfen nur Geräte mit ähnlichem metrologisch relevantem Langzeitverhalten stehen. Die Verfahrensanweisung übersetzt das in harte Kriterien: gleiche Bauart, gleiche Bauartzulassung oder Baumusterprüfbescheinigung, gleicher Messbereich, gleiche Fehlergrenzen, identisches Messwerk und gleiche Version der metrologisch relevanten Software. Ein Kriterium betrifft dabei unmittelbar die Prüftechnik: gleiche Prüfpunkte.
Wer Geräte zusammenfasst, deren Prüfpunkte sich unterscheiden, hat sein Problem also nicht im Prüfraum, sondern in der Gerätedatei. Ein Stichprobenverfahren Stromzähler beginnt aus diesem Grund lange vor dem ersten Messwert.
Zugleich erlaubt die Verfahrensanweisung ausdrücklich, Messgeräte verschiedener Verwender zu gemeinsamen Losen zusammenzufassen, auch über Landesgrenzen hinweg. Diese Möglichkeit ist die Grundlage jedes Poolverfahrens und für kleinere Messstellenbetreiber oft der einzige Weg zu wirtschaftlich tragfähigen Losgrößen. Weil im Stichprobenverfahren Zähler aus dem laufenden Betrieb genommen werden, wächst mit dem Los aber auch die Zahl der Geräte, die tatsächlich auf den Prüfplatz müssen.
Stichprobenumfang und Annahmezahlen bestimmen den Prüfaufwand
Der Stichprobenumfang wächst nicht proportional zur Losgröße, die Toleranz gegenüber fehlerhaften Geräten dagegen schon. Ein Los mit 500 Geräten wird mit 32 Stichprobenzählern geprüft, bei denen kein einziges fehlerhaftes Gerät erlaubt ist. Bei 10.000 Geräten im Los sind es 125 Prüflinge, von denen fünf ausfallen dürfen. Wie viel Arbeit ein Stichprobenverfahren Stromzähler tatsächlich auslöst, lässt sich deshalb erst nach der Losplanung beziffern.
| Losumfang | Umfang der Stichprobe | Annahme des Loses bei | Zurückweisung ab |
|---|---|---|---|
| 25 bis 90 | 24 | 0 fehlerhaften Geräten | 1 |
| 281 bis 500 | 32 | 0 fehlerhaften Geräten | 1 |
| 501 bis 1.200 | 50 | 1 fehlerhaften Gerät | 2 |
| 1.201 bis 3.200 | 80 | 3 fehlerhaften Geräten | 4 |
| 3.201 bis 10.000 | 125 | 5 fehlerhaften Geräten | 6 |
| 10.001 bis 35.000 | 200 | 10 fehlerhaften Geräten | 11 |
Einfach-Stichprobenprüfung nach Stichprobenanweisung A, Anhang 2 GM-VA SPV.
Aus dieser Staffelung folgt eine Planungsregel, die quer zur Intuition liegt. Kleine Lose sind im Stichprobenverfahren Stromzähler nicht der sichere Weg, sondern der riskante, weil dort ein einziges auffälliges Gerät genügt. Wer die Annahmewahrscheinlichkeit erhöhen möchte, darf eine Stichprobenanweisung für einen größeren Losumfang wählen und damit mehr Geräte prüfen, als das Los verlangt.
Alternativ steht die Doppel-Stichprobenprüfung zur Verfügung, bei der eine zweite Stichprobe gezogen wird, statt das Los sofort zurückzuweisen. Beide Wege kosten Prüfplätze. Falls Sie abschätzen möchten, welche Prüfkapazität Ihre geplanten Losgrößen binden, rechnen wir das gerne mit Ihnen durch.
Prüfstand und Messunsicherheit entscheiden über die Stichprobenprüfung von Stromzählern
Eine Prüfung am Einbauort ist im Stichprobenverfahren Stromzähler nicht vorgesehen. Sie findet in geeigneten Prüfräumen mit geeigneten Prüfeinrichtungen statt. Für beides braucht die prüfende Stelle die Freigabe ihrer zuständigen Behörde.
Im Stichprobenverfahren Elektrizitätszähler dürfen zwischen Ausbau und Prüfung außerdem höchstens sechs Monate liegen. In dieser Zeit darf an den Geräten nichts geschehen, was ihr Messverhalten verändern könnte: keine Instandsetzung, keine Justierung, keine Reinigung, kein Zählwerktausch. Der Prüfling soll den Zustand abbilden, in dem er im Netz gearbeitet hat, sonst misst die Stichprobe die Werkstatt statt des Feldes.
Weil bei einer Stichprobenprüfung Stromzähler aus einem Bestand von vielen Tausend Geräten stellvertretend bewertet werden, überträgt sich jede Schwäche des Prüfstands auf das gesamte Los. Wer prüft, muss deshalb selbst geprüft sein. Die Normale unserer Prüfsysteme durchlaufen regelmäßig unser akkreditiertes Kalibrierlabor, dessen Messwerte auf die nationalen Normale zurückgeführt werden. Ohne diese Kette wäre jede Aussage über ein Los eine Behauptung.
Das Messunsicherheitsbudget des Prüfstands
Die entscheidende Zahl ist ein Verhältnis. Die Messunsicherheit des Prüfstands darf höchstens ein Fünftel der zulässigen Messabweichung des Prüflings betragen, im Anwendungsbeispiel des Regelwerks also 1,45 Prozent bei einer entsprechend größeren Fehlergrenze. Praktisch bedeutet das: Der Prüfstand muss deutlich genauer sein als das Gerät, über das er urteilt.
Dazu kommen zwei Vorgaben, die den Aufbau betreffen. Messabweichungen sind mit zwei Nachkommastellen zu ermitteln. Alle Messungen desselben Prüfpunkts müssen auf ein und demselben Prüfstand erfolgen. Ein Wechsel mitten im Los bringt einen systematischen Versatz in die Auswertung, den später niemand mehr sauber herausrechnen kann.
Das wirkt bis in die Statistik hinein. Dort entscheidet sich, ob ein Stichprobenverfahren Stromzähler überhaupt auswertbare Daten liefert, denn für die Bewertung einer Bauart wird die Streuung der Messabweichungen gegen die Messunsicherheit des Prüfstands und gegen das Rundungsintervall der Anzeige gestellt. Ist der Prüfstand zu grob, lässt sich die Verteilung der Messwerte gar nicht mehr beurteilen, weil die Streuung dann überwiegend aus der Prüftechnik stammt und nicht aus den Zählern.
Prüfpunkte, Vorwärmung und Funktionsprüfungen
Welche Prüfpunkte im Stichprobenverfahren Stromzähler gelten, gibt die einschlägige Prüfanweisung vor. Gemessen wird an allen diesen Punkten, allerdings erst nach ausreichender Vorwärmung der Geräte. Ein Zähler, der gerade aus dem Transportkarton kommt, liefert andere Werte als einer, der unter Nennspannung eingelaufen ist.
Als fehlerhaft gilt ein Gerät, sobald die Messabweichung an einem einzigen Prüfpunkt die Stichprobenfehlergrenze überschreitet. Hinzu kommt das Anlaufverhalten, geprüft beim 1,5-fachen der Anlaufstromstärke. Die Stichprobenfehlergrenze ist dabei nicht mit der Verkehrsfehlergrenze gleichzusetzen: Für Bestandsgeräte und für Bauarten mit bestandenem Qualifikationsverfahren wird sie aus der Verkehrsfehlergrenze abgeleitet, für neue elektronische Geräte ohne dieses Verfahren gilt sie unverändert. Eine Isolationsprüfung ist nicht erforderlich.
Prüfumfang am elektronischen Zähler und am intelligenten Messsystem
Beim elektronischen Zähler endet die Prüfung nicht bei der Messabweichung. Genau das wird in Planungen regelmäßig zu knapp kalkuliert. Eichtechnisch relevante Schnittstellen und Zusatzfunktionen müssen im Verfahren geprüft und bewertet werden, unabhängig davon, ob sie im Betrieb überhaupt genutzt wurden. Geprüft wird im Stichprobenverfahren Stromzähler deshalb der gesamte eichtechnisch relevante Funktionsumfang eines Geräts.
Für den Rollout moderner Messeinrichtungen hat das eine unangenehme Folge: Nicht der genutzte, sondern der vorhandene Funktionsumfang bestimmt den Prüfaufwand. Wenn im Stichprobenverfahren Smart Meter auf dem Prüfplatz stehen, umfasst ein Durchlauf regelmäßig vier Teilprüfungen:
- Richtigkeitsprüfung an allen vorgeschriebenen Prüfpunkten
- Funktionsprüfungen wie Leerlauf- und Anlaufprüfung
- Bewertung eichtechnisch relevanter Schnittstellen und Zusatzfunktionen
- Anzeigeprüfung einschließlich Fehler- und Manipulationsanzeige
Funktionen, die über das reine Zählwerk hinausgehen, verlangen dabei eigene Abläufe. Wie aufwendig allein die Prüfung eines integrierten Trennschalters ist, zeigt der Breaker Test im Smart Meter.
Wenn Anzeige oder Schnittstelle ausfallen
Ausgefallene Anzeigen, nicht mehr eindeutig ablesbare Displays und defekte metrologisch relevante Schnittstellen zählen als 0/1-Ausfälle. Tritt ein solcher Fall auf, darf die günstigere Stichprobenanweisung A nicht mehr angewendet werden, das Los wechselt in die strengere Anweisung B.
Daneben steht eine zweite Schwelle. Systematische Auffälligkeiten wie aktive Batteriewarnungen oder gespeicherte metrologische Fehlersymbole dürfen zusammen 5 Prozent des Stichprobenumfangs nicht überschreiten. Wird diese Zahl überschritten, hat das gesamte Los nicht bestanden, selbst wenn jeder gemessene Wert innerhalb der Grenzen liegt. Scheitern kann ein Stichprobenverfahren Stromzähler also an Bauteilen, die selbst nichts messen.
Verlängerung der Eichgültigkeit nach Gerätekategorie
Wie viel ein bestandenes Los einbringt, hängt von der Gerätekategorie ab. Das Regelwerk unterscheidet drei Fälle. Der Unterschied zwischen ihnen ist erheblich. Mit Ablauf des Kalenderjahres, in dem die messtechnischen Prüfungen begonnen haben, startet jeweils die Verlängerung der Eichgültigkeit.
| Gerätekategorie | Stichprobenanweisung | Stichprobenfehlergrenze | Verlängerung bei Elektrizitätszählern |
|---|---|---|---|
| mechanische Geräte und elektronische Bestandsmessgeräte | A | Verkehrsfehlergrenze mal Faktor | 5 Jahre |
| neue elektronische Geräte ohne bestandenes Qualifikationsverfahren | B | Verkehrsfehlergrenze | 2 Jahre |
| neue elektronische Geräte mit bestandenem Qualifikationsverfahren | A | Verkehrsfehlergrenze mal Faktor | halbe oder volle Eichfrist |
Festlegungen nach Abschnitt 4 GM-VA SPV. Die volle Eichfrist beträgt bei Elektrizitätszählern acht Jahre.
Hier liegt der praktisch wichtigste Punkt für jedes Stichprobenverfahren Stromzähler. Übersehen wird er häufig, weil viele Quellen pauschal fünf Jahre nennen. Dieser Wert gilt für Bestandsmessgeräte. Eine im Rollout verbaute moderne Messeinrichtung erreicht ohne bestandenes Qualifikationsverfahren nur zwei Jahre, mit einem solchen Verfahren dagegen eine halbe oder volle Eichfrist.
Das Qualifikationsverfahren nach dem FNN-Hinweis in der seit dem 1. Januar 2025 anzuwendenden Fassung ist entsprechend aufwendig. Es begleitet eine Bauart über eine mehrjährige Kontrollphase, verlangt 308 Messgeräte für die Beurteilung des Ausfallverhaltens und 330 für die messtechnische Prüfung, lässt höchstens fünf technische Ausfälle zu und endet mit der messtechnischen Prüfung zwei Jahre vor Ablauf der Eichfrist. Weil sich damit im Stichprobenverfahren Messgeräte einer Bauart über Jahre hinweg vergleichen lassen müssen, sind Prüfsysteme gefragt, deren Genauigkeitsklasse über den gesamten Zeitraum stabil bleibt. Unsere Systeme decken dafür Klassen bis 0,01 Prozent ab.
Die Zählerprüfeinrichtung MTS320-20 bei VOLTARIS
Die gelieferte stationäre Zählerprüfeinrichtung MTS320-20 wird diese Anforderungen künftig im Alltag einer Prüfstelle abbilden. Das System arbeitet in Genauigkeitsklasse 0,02, erzeugt die Prüfgrößen für bis zu 20 Messplätze und deckt Spannungen bis 320 V sowie Ströme bis 160 A ab. Über zusätzliche Vergleichsmodule lässt sich die Genauigkeit weiter steigern, Einzelheiten dazu stehen auf der Produktseite zum MTS320 Quellensystem.
Diese drei Angaben beantworten genau die Fragen, die ein Stichprobenverfahren Stromzähler an eine Anlage stellt. Über den Abstand zur zulässigen Messabweichung des Prüflings entscheidet die Genauigkeitsklasse. Ob ein Stichprobenumfang von 80, 125 oder 200 Geräten innerhalb der Sechs-Monats-Frist überhaupt durchläuft, hängt an der Zahl der Messplätze. Und eine Anlage, die alle Prüfpunkte einer Bauart abdeckt, erfüllt die Vorgabe, denselben Prüfpunkt stets auf demselben Prüfstand zu messen.
Der Zusammenhang mit dem Poolverfahren liegt auf der Hand. Gemeinsame Lose mehrerer Stadtwerke, geprüft in staatlich anerkannten Prüfstellen, verschaffen auch kleineren Häusern Zugang zum Verfahren. Größere Lose bedeuten allerdings größere Stichproben. Damit schließt sich der Kreis zur Prüfkapazität. Solche Projekte begleiten wir von der ersten Auslegung bis zur turnusmäßigen Kalibrierung der Normale.
Prüfkapazität für das nächste Stichprobenverfahren planen
Am Ende ist der Kalender der härtere Gegner als die Messtechnik. Sechs Monate zwischen Ausbau und Prüfung, ein Abstimmungsverfahren von bis zu einem Monat, dazu eine vollständige Ergebnisübermittlung an die verfahrensführende Behörde: Wer die Prüfplätze nicht vorhält, verliert das Los an der Uhr, nicht an der Genauigkeit. Automatisierte Prüfabläufe und eine durchgängige Protokollierung sind der Hebel, mit dem mehrere hundert Geräte in dieser Frist prüfbar bleiben.
Wer ein Stichprobenverfahren Stromzähler vorbereitet, sollte vier Fragen klären, bevor die Stichprobe gezogen wird:
- Passt die Genauigkeitsklasse des Prüfstands zur zulässigen Messabweichung der Gerätebauart?
- Reichen die Messplätze für den geplanten Stichprobenumfang innerhalb der Sechs-Monats-Frist?
- Lassen sich alle Prüfpunkte einer Bauart auf derselben Anlage abbilden?
- Liegt für die betroffene Bauart ein bestandenes Qualifikationsverfahren vor?
Sind diese Punkte vor dem Ausbau geklärt, wird aus dem Verfahren eine planbare Routine. Bleibt eine davon offen, zeigt sich das erfahrungsgemäß erst, wenn die Zähler bereits ausgebaut sind und die Frist läuft. Bei der Auslegung einer passenden Prüfeinrichtung unterstützen unsere Ingenieure Sie gerne, eine kurze Nachricht über das Kontaktformular genügt.
