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Isolationsmessgeräte

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Isolationsmessgeräte: Große Auswahl an Isolationsprüfern bei Elektro4000

Was ist ein Isolationsmessgerät?

Ein Isolationsmessgerät, auch Isolationsprüfer genannt, ist ein Instrument, das verwendet wird, um die elektrische Isolation von Leitern gegenüber deren Umgebung zu testen. Es misst den Isolationswiderstand, der ein Indikator dafür ist, wie gut die Isolation eines elektrischen Systems oder Bauteils verhindert, dass Strom durch unerwünschte Pfade fließt. Dies ist wichtig, um die Sicherheit elektrischer Anlagen zu gewährleisten, da eine gute Isolation dazu beiträgt, elektrische Schläge zu verhindern und das Risiko von Bränden zu reduzieren. Isolationsmessgeräte senden eine hohe Spannung durch die Isolation und messen den durchfließenden Strom, um den Widerstand zu bestimmen. Die Ergebnisse helfen dabei, den Zustand der Isolation zu bewerten und festzustellen, ob Wartungs- oder Austauscharbeiten erforderlich sind.

 

Warum führt man eine Isolationsmessung durch?

Die Durchführung einer Isolationsmessung ist ein entscheidender Schritt zur Gewährleistung der Sicherheit und Zuverlässigkeit elektrischer Anlagen und Geräte. Einige Gründe dafür sind:
  • Sicherstellung des Schutzes vor elektrischem Schlag: Eine angemessene Isolation verhindert, dass Strom durch unerwünschte Pfade fließt, was wesentlich ist, um Personen vor elektrischen Schlägen zu schützen.
  • Prävention von Bränden: Defekte oder alternde Isolierungen können Überhitzung und Funkenbildung verursachen, was wiederum Brände auslösen kann. Durch die Messung des Isolationswiderstands lassen sich solche Risiken minimieren.
  • Vermeidung von Fehlfunktionen: Korrekte Isolationseigenschaften sind entscheidend für die fehlerfreie Funktion elektrischer Betriebsmittel. Fehlerhafte Isolation kann zu Fehlfunktionen führen, die nichtelektrische Gefahren nach sich ziehen können.
  • Früherkennung von Verschleiß: Regelmäßige Isolationsmessungen helfen dabei, die Verschlechterung der Isolationseigenschaften frühzeitig zu erkennen. Dies ermöglicht vorbeugende Wartungsmaßnahmen, bevor größere Schäden oder Ausfälle auftreten.
 

Wo wird der Isolationswiderstand gemessen?

Die Messung des Isolationswiderstands ist ein Vorgang, der in verschiedenen Bereichen der elektrischen Installationen und Gerätschaften durchgeführt wird, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Hierbei wird speziell zwischen unterschiedlichen Komponenten gemessen, um sicherzustellen, dass die Isolation in jedem Teil des Systems intakt ist. Diese Messungen umfassen:

1. Messungen bei elektrischen Geräten: Hierbei konzentriert sich die Prüfung auf die Feststellung des Isolationswiderstands zwischen den stromführenden Teilen innerhalb des Gerätes und allen potenziell berührbaren metallischen Teilen, die eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Dazu zählt auch der Schutzleiter, der eine wichtige Rolle in der Sicherheitsarchitektur elektrischer Geräte spielt. Diese Messung hilft dabei, sicherzustellen, dass keine gefährlichen elektrischen Ströme durch ungewollte Pfade, wie zum Beispiel das Gehäuse des Gerätes, fließen können.

2. Messungen in Anlagen: In diesem Bereich wird der Isolationswiderstand zwischen den aktiven (stromführenden) Leitern und dem Schutzleitersystem, das mit der Erdung der Anlage verbunden ist, ermittelt. Diese Überprüfung ist entscheidend, um zu gewährleisten, dass im Falle einer Isolationsfehler die Sicherheitsmechanismen, wie etwa der Fehlerstrom-Schutzschalter, korrekt funktionieren können. Es dient der Verhinderung von Stromunfällen und stellt sicher, dass die Anlage den geltenden Sicherheitsstandards entspricht.

3. Messungen bei der elektrischen Ausrüstung von Maschinen: Diese spezifische Messung zielt darauf ab, den Isolationswiderstand zwischen den Hauptstromkreisen und dem Schutzleitersystem zu prüfen. Bei Maschinen ist es besonders wichtig, dass die elektrische Isolation intakt ist, um elektrische Unfälle zu vermeiden und die Maschine vor Schäden zu schützen, die durch Isolationsfehler verursacht werden könnten. Solche Messungen helfen dabei, frühzeitig Probleme zu identifizieren und vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen, um die Sicherheit und Langlebigkeit der Maschinen zu erhöhen.

 

Ist eine Isolationsmessung Pflicht?

Ja, die Durchführung einer Isolationsmessung ist gemäß den geltenden Sicherheitsvorschriften und Normen Pflicht. Nach der DGUV Vorschrift 3, die für die Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit mit elektrischen Anlagen und Betriebsmitteln sorgt, müssen elektrische Anlagen einer regelmäßigen Überprüfung des Isolationswiderstands unterzogen werden. Diese Anforderung basiert auf der Norm DIN VDE 0100-600: 2008-06, die die Prüfungen von elektrischen Anlagen während der Errichtung, Änderung und Erweiterung sowie im Rahmen der wiederkehrenden Prüfungen regelt.

 
 

Wann muss eine Isolationsmessung durchgeführt werden?

Die Isolationsmessung soll in folgenden Fällen durchgeführt werden:

  • Bei der Inbetriebnahme neuer Anlagen: Vor der ersten Inbetriebnahme muss eine Isolationsmessung erfolgen, um sicherzustellen, dass die Anlage sicher betrieben werden kann.
  • Nach wesentlichen Änderungen oder Erweiterungen an bestehenden Anlagen: Jede signifikante Änderung oder Erweiterung einer Anlage erfordert eine erneute Überprüfung der Isolation, um die Integrität des Gesamtsystems zu gewährleisten.
  • Im Rahmen regelmäßiger Wartungsarbeiten: Die Norm und die DGUV Vorschrift legen nahe, dass elektrische Anlagen in regelmäßigen Abständen überprüft werden müssen. Die genauen Intervalle können je nach Art der Anlage, ihrem Einsatzgebiet und den spezifischen Risiken variieren. Typischerweise wird ein Prüfintervall von 1 bis 4 Jahren empfohlen, abhängig von den Betriebsbedingungen und der Nutzungshäufigkeit der Anlagen.
 

Welche Faktoren tragen zum Ausfall von Isoliermaterialien bei?

Die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit von Isoliermaterialien in elektrischen Systemen können durch eine Vielzahl von Faktoren beeinträchtigt werden. Es ist wichtig zu verstehen, dass diese Faktoren oft zusammenwirken und ohne angemessene Gegenmaßnahmen zu einer Beschleunigung der Verschlechterung führen können. Die Ursachen für den Ausfall von Isolierungen lassen sich im Wesentlichen in fünf Hauptkategorien unterteilen:

1. Elektrische Belastungen: Besonders Überspannungen, die durch externe Ereignisse wie Blitzeinschläge oder interne Vorgänge wie Schaltvorgänge verursacht werden können, stellen eine ernsthafte Bedrohung dar. Auch Unterspannungen können aufgrund unzureichender elektrischer Leistung zu Problemen führen, indem sie beispielsweise die normale Funktion von Geräten stören.

2. Mechanische Belastungen: Physische Einwirkungen wie Vibrationen, die durch Unwuchten in elektrischen Maschinen entstehen, Schläge, Stöße oder auch das Abknicken von Kabeln können die Struktur von Isoliermaterialien beschädigen. Häufiges Ein- und Ausschalten verursacht ebenfalls Stress, der die Integrität der Isolation beeinträchtigen kann.

3. Chemische Belastungen: Die Exposition gegenüber chemisch aggressiven Substanzen, Ölen, Fetten oder ätzenden Dämpfen kann die chemische Zusammensetzung von Isoliermaterialien verändern und deren isolierende Eigenschaften schwächen. Auch die Anwesenheit von Staub kann schädlich sein, insbesondere wenn er feucht wird und leitfähige Pfade bildet.

4. Temperaturschwankungen: Die Ausdehnung und Kontraktion von Isolationsmaterialien als Reaktion auf Temperaturänderungen, insbesondere bei häufigem Ein- und Ausschalten, können zu Rissen oder anderen strukturellen Schäden führen. Langfristige Exposition gegenüber extremen Temperaturen, sei es Hitze oder Kälte, beschleunigt den Alterungsprozess der Materialien.

 

Wie wird die Installationsmessung durchgeführt?

Bei einer Isolationsmessung wird die Qualität der Isolierung elektrischer Leiter und Komponenten überprüft, indem der Isolationswiderstand gemessen wird. Dieser Vorgang ist entscheidend für die Sicherheit elektrischer Systeme, da er sicherstellt, dass die Isolation effektiv verhindert, dass Strom ungewollt abfließt. Hier ist der erweiterte Ablauf der Isolationsmessung:

Vorbereitung: Die zu testende Anlage oder das Gerät wird spannungsfrei gemacht, um während der Messung die Sicherheit zu gewährleisten. Notwendige Schalter oder Schutzeinrichtungen werden deaktiviert oder entfernt, und die zu messenden Komponenten werden vorbereitet.

Anschluss des Isolationsmessgeräts: Das Gerät wird zwischen den zu prüfenden Leiter (z.B. eine Phase) und den Erdboden oder die Erdungsleitung angeschlossen. Für umfassende Tests können Messungen zwischen verschiedenen Leitern oder zwischen Leitern und Gehäuse erforderlich sein.

Durchführung der Messung: Eine hohe Spannung wird angelegt, um den Isolationswiderstand zu messen. Dabei werden verschiedene Stromflüsse wie der kapazitive Ladestrom und der Absorptions- oder Polarisationsstrom berücksichtigt, um eine detaillierte Bewertung der Isolationsqualität zu ermöglichen. Diese differenzierte Betrachtung hilft, die Isolierung umfassend zu prüfen.

Auswertung der Ergebnisse: Der gemessene Isolationswiderstand, angegeben in Megohm (MΩ), liefert Aufschluss über den Zustand der Isolation. Hohe Werte signalisieren eine gute Isolierung, während niedrige Werte auf Probleme hinweisen können. Die Bewertung berücksichtigt definierte Grenzwerte, die je nach Anforderung variieren können.

Dokumentation: Ergebnisse und Erkenntnisse der Messung werden festgehalten. Basierend darauf können bei Bedarf Maßnahmen zur Verbesserung der Isolation eingeleitet werden.

Bei der Isolationsmessung werden nicht nur einfache Widerstandswerte erfasst, sondern auch verschiedene Arten von Stromflüssen wie der Anfangsstrom, Leckstrom, Absorptions- und Polarisationsstrom. Dies ermöglicht eine genauere Überprüfung der Isolierqualität. So kann nicht nur festgestellt werden, ob die Isolierung intakt ist, sondern auch, wie gut sie unter verschiedenen Bedingungen funktioniert. Diese detaillierte Untersuchung verbessert die Einschätzung, wie sicher und zuverlässig die elektrischen Systeme sind.

 
 

Leckstrom, Anfangsstrom, Polarisationsstrom & Co – was ist das?

Leckstrom: ein Strom, der außerhalb des normalen Strompfads, etwa durch eine beschädigte oder unzureichende Isolierung, fließt. Er kann von einem elektrischen Gerät zur Erde oder zwischen Leitern fließen und stellt ein Sicherheitsrisiko dar, weil er zu elektrischen Schlägen oder Geräteschäden führen kann.

Anfangsstrom: Bezeichnet den initialen Strom, der fließt, sobald ein elektrisches Gerät eingeschaltet wird. Er ist typischerweise höher als der Strom, der im normalen Betriebszustand des Geräts fließt, und kann kurzzeitig Spitzenwerte erreichen.

Polarisationsstrom: ein Strom, der in einem isolierenden Material fließt, wenn es einer elektrischen Spannung ausgesetzt wird, und ist auf die Umorientierung der elektrischen Dipole im Material zurückzuführen. Er nimmt mit der Zeit ab, da das Material elektrisch polarisiert wird.

Absorptionsstrom: Der Strom, der in der Anfangsphase nach dem Anlegen einer Spannung an ein isolierendes Material auftritt und allmählich abnimmt. Er entsteht durch das Eindringen der elektrischen Ladung in das Material und gibt Hinweise auf dessen Zustand, insbesondere auf Feuchtigkeit und Verunreinigungen.

 

Wie wähle ich das passende Isolationsmessgerät?

Die richtige Wahl eines Isolationsmessgeräts hängt von mehreren Schlüsselfaktoren ab, darunter die Prüfspannungsanforderungen und die Eigenschaften des Geräts. Diese Faktoren zu verstehen und zu berücksichtigen, ist entscheidend, um die Sicherheit und Effizienz elektrischer Systeme zu gewährleisten.

 

Prüfspannungsanforderungen

Die Wahl der Prüfspannung ist entscheidend und sollte sich nach den Herstellerempfehlungen oder branchenüblichen Standards richten. Die NETA bietet hierfür eine hilfreiche Tabelle. Typische Prüfspannungen für Geräte unterschiedlicher Schutzklassen umfassen:

  • Schutzklasse I: 500 V Gleichspannung (VDC)
  • Schutzklasse II: 1000 VDC
  • Spezielle Anwendungen können niedrigere (50 V, 100 V) oder höhere Spannungen (bis zu 2500 V / 5000 V) erfordern, je nach Isolationsanforderungen und Einsatzbereich.

Es ist wichtig, dass das Isolationsmessgerät in der Lage ist, die benötigte Prüfspannung zu liefern, um eine korrekte Bewertung des Isolationswiderstands zu gewährleisten.

 

Geräteauswahl

Bei der Auswahl des richtigen Messgeräts sollten neben der Prüfspannung auch andere Faktoren berücksichtigt werden:

  • Anwendungsbereich: Bestimmen Sie die Art der zu testenden Geräte und Anlagen sowie die benötigten Prüfspannungen.
  • Prüfumgebung: Berücksichtigen Sie die Bedingungen, unter denen die Messungen durchgeführt werden (z.B. Feuchtigkeit, Temperatur).
  • Erfahrung des Bedienpersonals: Wählen Sie ein Gerät, das dem Kenntnisstand der Nutzer entspricht, um Bedienfehler zu minimieren.
  • Sicherheitsfunktionen: Achten Sie auf integrierte Sicherheitsfeatures, die den Anwender und das Testobjekt schützen.

Die Einhaltung von Normen wie der DIN VDE 0100 und die Berücksichtigung der DGUV Vorschrift 3 sind ebenfalls essenziell. Diese legen fest, wie und mit welcher Spannung die Isolationswiderstände zu messen sind, um kapazitive und induktive Einflüsse auszuschließen und eine genaue Messung zu gewährleisten. Durch die sorgfältige Auswahl eines Isolationsmessgeräts, das den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendungen entspricht, können Sie die Sicherheit elektrischer Systeme effektiv überwachen und verbessern.

 
 

Prüfspannungen und Mindestisolationswerte für elektrische Anlagen gemäß DIN VDE 0100- Normen

 
Nennspannung des StromkreisesPrüfgleichspannungMindestwerte der Isolation
SELV und PELV250V≥ 0,5MΩ
Bis 500V sowie FELV500V≥ 1,0MΩ
Über 500V1000V≥ 1,0MΩ
 

Begriffserklärungen:

  • Nennspannung des Stromkreises: Die vom Hersteller angegebene maximale Spannung, bei der ein elektrisches Gerät oder System sicher betrieben werden kann.
  • Prüfgleichspannung: Die Spannung, die bei der Durchführung einer Isolationsmessung verwendet wird. Diese Gleichspannung dient dazu, den Isolationswiderstand zwischen elektrischen Leitern und Erde oder zwischen einzelnen Leitern zu messen.
  • Mindestwerte der Isolation: Der niedrigste zulässige Wert des Isolationswiderstands für einen sicheren Betrieb, gemessen in Megaohm (MΩ).
  • SELV (Separated or Safety Extra-Low Voltage): Ein Stromkreis, der so konzipiert ist, dass er unter normalen und einzelnen Fehlerbedingungen sicher bleibt, typischerweise durch Begrenzung der Spannung auf Werte, die unter normalen Bedingungen keine Gefahr darstellen.
  • PELV (Protected Extra-Low Voltage): Eine Schutzkleinspannung, die ähnliche Sicherheitsanforderungen wie SELV erfüllt, jedoch Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag durch direktes Berühren erfordert.
  • FELV (Functional Extra-Low Voltage): Eine Funktionskleinspannung, die nicht alle Sicherheitsanforderungen von SELV oder PELV erfüllt und daher für den Betrieb bestimmte zusätzliche Schutzmaßnahmen erfordern kann.
 
 

Sicherheitsprüfungen nach DGUV Vorschrift 3: Ein Überblick

Die DGUV Vorschrift 3 (früher bekannt als BGV A3) regelt die Unfallverhütungsvorschriften für elektrische Anlagen und Betriebsmittel. Eine direkte Tabelle speziell für diese Vorschrift zu erstellen ist etwas herausfordernd, da die Vorschrift eine Vielzahl von Prüfungen, Richtlinien und Frequenzen abdeckt, die je nach Art der Einrichtung, Gerät oder Anlage variieren können. Allerdings kann ich eine allgemeine Übersichtstabelle erstellen, die einige Kernaspekte der DGUV Vorschrift 3 beleuchtet:

 
BereichBeschreibungPrüffrequenz
Elektrische Anlagen und BetriebsmittelPrüfung auf ordnungsgemäßen Zustand hinsichtlich Sicherheit und FunktionsfähigkeitVor der ersten Inbetriebnahme und nach Änderungen, mindestens jedoch alle 4 Jahre
ArbeitsmittelBeinhaltet Werkzeuge, Geräte, Maschinen oder Anlagen, die bei der Arbeit verwendet werdenMindestens jährlich oder gemäß Betriebsanweisung
Ortsveränderliche elektrische BetriebsmittelBeinhaltet Geräte, die häufig bewegt werden oder deren Standort regelmäßig wechselt (z.B. Handbohrmaschinen, Verlängerungskabel)Je nach Einsatzbedingungen, mindestens jedoch halbjährlich in Baustellen und Werkstätten
Ortsfeste Anlagen und MaschinenInstallationen und Maschinen, die einen festen Standort habenVor der ersten Inbetriebnahme und nach Änderungen, in der Regel alle 4 Jahre
 

Wichtige Punkte zur DGUV Vorschrift 3:

  • Zuständigkeit: Die Prüfungen müssen von einer Elektrofachkraft oder einer befähigten Person unter Berücksichtigung der technischen Regeln für Betriebssicherheit (TRBS) durchgeführt werden.
  • Dokumentation: Die Ergebnisse der Prüfungen müssen dokumentiert und bis zur nächsten Prüfung aufbewahrt werden.
  • Risikobeurteilung: Die Frequenz und der Umfang der Prüfungen können je nach Ergebnis einer Risikobeurteilung angepasst werden.
 
 

Kann eine Differenzstrommessung die Isolationsmessung ersetzen?

Eine Differenzstrommessung kann eine Isolationsmessung nicht vollständig ersetzen. Beide Messmethoden dienen unterschiedlichen Zielen und liefern verschiedene Arten von Informationen über den Zustand einer elektrischen Anlage oder eines Gerätes.

Anders als die Isolationsmessung zielt die Differenzstrommessung darauf ab, den Unterschied zwischen dem hin- und zurückfließenden Strom in einem Stromkreis zu erfassen. Sie wird hauptsächlich verwendet, um festzustellen, ob ungewollte Ströme (z.B. durch Leckage oder Fehlerströme) über alternative Pfade fließen. Diese Art der Messung ist besonders wichtig für die Funktion von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs), da sie auf einen ungewollten Stromfluss hinweisen und Schutz vor elektrischen Schlägen bieten.

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