Thermografie von Schaltschränken: Was sie früher aufdeckt als die turnusmäßige Prüfung und wann Sie sie beauftragen sollten

Die meisten Störungen im Schaltschrank kündigen sich nicht per Warnmeldung an. Sie kündigen sich am Freitagnachmittag durch den Geruch heißer Isolierung an, durch den ausgelösten Hauptleistungsschalter oder durch braun verfärbten Kunststoff rund um eine Klemme, an die seit einem Jahr niemand herangekommen ist. Dabei hat sich der Fehler die ganze Zeit angekündigt — durch Wärme. Nur hat sie niemand gemessen.

Die Thermografie erlaubt es, das Wärmeverhalten von Betriebsmitteln unter Betriebslast berührungslos zu beobachten; der sichere Zugang zu den Innenteilen des Schaltschranks wird immer anhand des konkreten Betriebsmittels und der Arbeitsanweisung beurteilt. Zugleich ist sie eine Methode, aus der sich eine sehr teure bunte Tapete machen lässt, wenn zur falschen Zeit gemessen wird und das Protokoll nur aus Bildern besteht. Wir gehen durch, was die Wärmebildkamera im Schaltschrank tatsächlich sieht, was ihr garantiert entgeht, welche Befunde am häufigsten auftreten und woran Sie eine Messung erkennen, aus der etwas Reparierbares herauskommt.

Was sich im Schaltschrank eigentlich erwärmt

Die Physik ist einfach und unerbittlich: An jedem Widerstand wird beim Stromdurchgang eine Leistung nach der Beziehung P = R · I² frei. Doppelter Strom bedeutet also vierfache Wärme — und eine Klemmstelle, die beim morgendlichen Anfahren völlig in Ordnung aussieht, kann sich im Nachmittagsmaximum um mehrere zehn Grad erwärmen. Genau deshalb wird die Thermografie unter Last durchgeführt, und deshalb sind Ergebnisse aus einer unbelasteten Anlage nicht ernst zu nehmen.

Der Übergangswiderstand einer Verbindung steigt aus einigen immer wiederkehrenden Gründen:

• Gelockerte Verbindung. Eine Schraubverbindung verliert durch Temperaturwechsel und Vibrationen an Anpresskraft. Bei Aluminiumleitern und Sammelschienen kommt das Kriechen des Materials hinzu — Aluminium „weicht” unter dem dauernden Druck der Klemme langsam aus, und die Verbindung lockert sich, ohne dass jemand sie angefasst hätte.
• Oxidation und falscher Al-Cu-Übergang. Aluminiumoxid ist ein Isolator und bildet sich auf einem frisch abisolierten Leiter sofort. Der direkte Kontakt von Aluminium und Kupfer unterliegt in feuchter Umgebung zudem der elektrochemischen Korrosion — deshalb werden für Aluminium bestimmte Klemmen und Kabelschuhe mit entsprechender Behandlung und vorgeschriebenem Anzugsmoment verwendet.
• Schlecht verpresster Kabelschuh. Das Pressen mit falschem Profil oder mit einem unpassenden Presswerkzeug erzeugt eine Verbindung, die mechanisch hält, elektrisch aber nicht.
• Abgebrannter Kontakt eines Schaltgeräts. Schütze, Lasttrennschalter und Leistungsschalter haben eine begrenzte Schaltlebensdauer. Am härtesten arbeiten Schütze in Kompensationsanlagen, die Kondensatorbatterien mit hohem Einschaltstrom schalten.
• Überlasteter Neutralleiter. Einphasige nichtlineare Verbraucher — Schaltnetzteile von Computern, LED-Treiber, Maschinenelektronik — erzeugen die dritte Harmonische. Diese hebt sich im Sternpunkt nicht auf, sondern addiert sich, sodass der Strom im Neutralleiter höher sein kann als in den einzelnen Phasen. Der Schaltschrank wirkt dabei „nur mäßig belastet”.

Bei Photovoltaik kommt die Gleichstromseite hinzu: Steckverbinder vom Typ MC4 verschiedener Hersteller, die zwar mechanisch ineinanderpassen, aber nicht zum gegenseitigen Verbinden bestimmt sind, Kontakte von String-Sicherungshaltern und DC-Trennschalter. Ein Fehler mit hohem Übergangswiderstand oder ein serieller Lichtbogen muss keinen Strom hervorrufen, der zum Auslösen des üblichen Überstromschutzes ausreicht. Ein solcher Befund erfordert eine sichere fachkundige Überprüfung und Instandsetzung.

Thermografie und turnusmäßige Prüfung beantworten unterschiedliche Fragen

Die turnusmäßige Prüfung (revize) beurteilt die Sicherheit der elektrischen Anlage im festgelegten Umfang: Besichtigung, Messung (Isolationswiderstand, Fehlerschleifenimpedanz, Durchgängigkeit der Schutzleiter, Prüfung der Fehlerstrom-Schutzschalter), Kontrolle der Dokumentation und Bewertung. Den Rahmen für die sogenannten vorbehaltenen technischen elektrischen Anlagen geben das Gesetz Nr. 250/2021 Sb. und die Regierungsverordnung Nr. 190/2022 Sb.; die Praxis der Fristen regeln ČSN 33 1500 und ČSN 33 2000-6 ed. 2. Ergebnis ist der Prüfbericht — ausführlicher im Artikel über Schaltschrankprüfungen und in der Übersicht der Prüffristen für Elektroinstallationen nach ČSN 33 1500.

Die Thermografie beantwortet eine engere, aber sehr praktische Frage: Entsteht gerade jetzt, bei tatsächlicher Belastung, irgendwo ungewöhnliche Wärme? Sie misst keinen Isolationswiderstand, prüft keinen FI-Schutzschalter, bestätigt keine Durchgängigkeit des Schutzleiters und ersetzt den Prüfbericht nicht. Dafür erfasst sie Veränderungen, die nach der letzten Prüfung entstanden sind — und zwischen zwei Prüfungen der Elektroinstallation vergehen in einem normalen Betrieb je nach Umgebung in der Regel mehrere Jahre.

Daneben gibt es die allgemeine Pflicht des Arbeitgebers, Risiken zu ermitteln, zu bewerten und Maßnahmen zu ihrer Beseitigung zu treffen — nach § 102 des Arbeitsgesetzbuchs (zákoník práce). Die Thermografie ist eines der Mittel, um das Brandrisiko durch elektrische Betriebsmittel zu erfassen, bevor es sich zeigt — keine Pflicht an sich.

Beide Kontrollen ergänzen sich also: Die Prüfung bewertet die Sicherheit im festgelegten Umfang, die Thermografie beobachtet den thermischen Zustand unter Last, und die anschließende elektrische Messung hilft, die Ursache der gefundenen Auffälligkeit zu bestimmen.

Typische Befunde und was dahintersteckt

Verdächtig muss nicht nur eine hohe Temperatur sein. Ein unerwartet kalter Abzweig kann bedeuten, dass durch ihn kein Strom fließt — ausgefallene Sicherung, unterbrochener Leiter, eine abgestellte Maschine, von der niemand weiß.

Umgekehrt gilt: Viele heiße Stellen sind völlig in Ordnung. Kühlkörper von Frequenzumrichtern, Bremswiderstände, Transformatoren, Verdrosselungsdrosseln der Kompensation oder Netzteile sollen warm werden. Ein Befund ohne Kenntnis des Anlagenaufbaus hat keinen Wert — deshalb muss er immer durch Messung bestätigt werden, und repariert wird die Ursache, nicht die Farbe.

Was die Wärmebildkamera nicht sieht

Infrarotstrahlung dringt weder durch Blech noch durch eine Kunststoffabdeckung oder die meisten Türen. Die Aufnahme eines geschlossenen Schaltschranks weist auf eine deutliche Erwärmung des Gehäuses als Ganzes hin, eine kleine schadhafte Verbindung im Inneren sieht sie aber nicht. Eine Ausnahme sind Infrarot-Sichtfenster, die in die Türen eingebaut werden und ein Messen ohne Öffnen ermöglichen — ihr Nutzen endet allerdings dort, wohin sie nicht sehen.

Die Messung deckt außerdem möglicherweise nicht auf:

• einen Stromkreis, der zum Zeitpunkt der Kontrolle nicht lief oder nur kurz belastet war,
• eine beschädigte Isolierung, die sich noch nicht durch Wärme zeigt,
• einen fehlenden oder unterbrochenen Schutzleiter,
• ein funktionsuntüchtiges Schutzgerät ohne thermische Auswirkung,
• einen sporadischen Fehler, der sich während des Besuchs nicht gezeigt hat,
• ein Bauteil, das von einem anderen Gerät, einem Kanal oder einem Leiterbündel verdeckt ist.

Daraus ergibt sich der häufigste Fehler bei der Beauftragung: Thermografie am Wochenende, während des Stillstands oder zu einer Zeit, in der die Technologie steht. Der Schaltschrank sieht dann nur deshalb einwandfrei aus, weil durch ihn ein Bruchteil des Betriebsstroms fließt.

Wann messen, damit die Aufnahme etwas bedeutet

Zuerst wird festgelegt, welche Schaltschränke und in welchem Betriebszustand gemessen werden. In der Produktion ist meist das Zusammentreffen von Maschinen, Kompressor und Lüftungsanlage entscheidend. Im Bürogebäude tritt das Maximum oft im Sommer auf, wenn Klimaanlage, Teeküche und Fahrzeugladung zusammenkommen. Bei Photovoltaik ist die Messung bei guter Einstrahlung sinnvoll, wenn die Anlage tatsächlich einspeist — für die Thermografie von Photovoltaikfeldern existiert zudem eine eigene technische Spezifikation, ČSN EN IEC 62446-3.

In der Praxis gilt eine Belastung in der Größenordnung von etwa 40 % des Bemessungsstroms als vernünftiges Minimum; darunter steigt das Risiko, dass sich der Fehler überhaupt nicht zeigt. Der gemessene Temperaturunterschied lässt sich bei bekanntem Strom über eben diese quadratische Abhängigkeit näherungsweise auf die Bemessungslast umrechnen, die Umrechnung ersetzt jedoch nie die Messung im realen Betrieb.

Der Techniker sollte mindestens Bezeichnung und Standort des Schaltschranks festhalten, den Betriebszustand zum Zeitpunkt der Kontrolle, die Ströme wichtiger Abzweige und der einzelnen Phasen, die Umgebungstemperatur, den eingestellten Emissionsgrad, das Thermogramm samt zugehörigem normalen Foto sowie die eindeutige Kennzeichnung des schadhaften Bauteils.

Das Öffnen von Abdeckungen und Arbeiten in der Nähe unter Spannung stehender Teile gehört in die Hände einer Person mit entsprechender elektrotechnischer Qualifikation, mit Gefährdungsbeurteilung und mit Schutzausrüstung gegen die Wirkungen des Störlichtbogens. Ein Mitarbeiter des Unternehmens sollte für ein Foto nicht selbst Innenabdeckungen entfernen. Falls Sie eine solche Person nicht haben, übernehmen wir die Thermografie der Schaltschränke samt anschließender Prüfung — inklusive Strommessung und einem Protokoll, mit dem sich arbeiten lässt.

Wie man ein Thermogramm liest, ohne sich von Farben täuschen zu lassen

Rot allein bedeutet noch keine Havarie. Die Wärmebildkamera spreizt die Farbskala automatisch auf den Temperaturbereich der Szene, sodass ein Unterschied von zwei Grad dramatisch aussehen kann — und auf einer anderen Aufnahme ist ein genauso roter Punkt fünfzig Grad wärmer. Ohne Temperaturskala und Zahlenwerte ist die Aufnahme nur ein Bild.

Für die Bewertung entscheidend sind:

1. die tatsächlich gemessene Temperatur im Messpunkt,
2. der Unterschied gegenüber einem vergleichbaren Bauteil bei gleicher Belastung (Referenzverbindung der Nachbarphase),
3. der Strom zum Zeitpunkt der Messung,
4. die Umgebungstemperatur und die Temperatur im Schrankinneren,
5. die zulässige Übertemperatur des jeweiligen Geräts nach Herstellerangabe.

Vorsicht bei blanken Metallen. Poliertes Kupfer und Aluminium haben einen Emissionsgrad im Bereich von Hundertsteln, sodass sie statt ihrer eigenen Temperatur die Umgebung reflektieren — den Techniker, Leuchten, benachbarte heiße Bauteile. Eine matte Oberfläche hat dagegen einen Emissionsgrad um 0,95 und lässt sich zuverlässig messen. Eine verdächtige Stelle muss deshalb aus einem anderen Winkel überprüft und im Zusammenhang mit dem Aufbau beurteilt werden.

Das Protokoll soll Zahlen enthalten, nicht nur in ein PDF eingefügte Bilder: Temperatur, Referenz, Belastung, Emissionsgrad und eindeutige Identifikation des Bauteils. Wie ein gut ausgearbeitetes Ergebnis einer Elektrokontrolle allgemein aussieht, behandeln wir im Artikel über das Lesen des Prüfberichts.

Wann Sie die Thermografie beauftragen sollten

Eine allgemeingültige Frist für die thermografische Messung von Schaltschränken ist nicht vorgeschrieben. Die Häufigkeit richtet sich nach Belastung, Umgebung, Bedeutung der Anlage, Herstellerangaben, Instandhaltungsplan und etwaigen Anforderungen des Versicherungsvertrags. Ein jährliches Intervall bei Hauptverteilern und ein längeres bei wenig belasteten Unterverteilern ist der übliche Kompromiss — und er gehört in den Instandhaltungsplan, nicht in den Kopf eines Einzelnen.

Ein konkreter Anlass zur Beauftragung ergibt sich vor allem:

• nach einer Erweiterung der Produktion oder dem Anschluss einer neuen Maschine,
• nach Installation von Photovoltaik, Ladestationen, Klimaanlage oder Wärmepumpe,
• bei wiederholtem Auslösen von Leistungsschaltern oder Durchschmelzen von Sicherungen ohne erkennbare Ursache,
• bei Spannungsschwankungen, unerklärlichen Ausfällen oder Geruch heißer Isolierung,
• vor Zeiträumen regelmäßig hoher Belastung (Sommerspitze, Saisonbetrieb),
• bei älteren Schaltschränken ohne laufende Diagnostik und ohne Betriebsdokumentation,
• dort, wo eine Störung des Schaltschranks Produktion, Kühlung, Serverraum oder einen anderen kritischen Betrieb lahmlegt.

Bei Photovoltaik reiht sich die Thermografie ganz selbstverständlich in die übrigen Kontrollen im Betrieb zwischen den Prüfungen ein — die DC-Seite und der Wechselrichter vertragen häufigere Aufmerksamkeit als eine Unterverteilung im Büro.

Bei Brandgeruch, Knistern, Rauch, braun verfärbter Abdeckung oder wiederholtem Auslösen der Hauptsicherung warten Sie nicht auf die geplante Thermografie. Öffnen Sie die Anlage nicht und klären Sie den Zustand unverzüglich mit einer Elektrofachkraft oder dem Bereitschaftsdienst.

Wie Sie ein brauchbares Angebot erkennen und was den Preis beeinflusst

Ein Angebot „Thermografie des Objekts” ohne Angabe des Umfangs lässt sich mit nichts vergleichen. Teilen Sie dem Auftragnehmer daher vorab mit, wie viele Schaltschränke es gibt und wo sie stehen, ob sie im laufenden Betrieb geöffnet werden können und wann sie am stärksten belastet sind.

Fragen Sie, ob der Preis normale und thermografische Aufnahmen umfasst, die Messung oder Aufzeichnung der Belastung, die eindeutige Identifikation der Befunde, ihre Einstufung nach Dringlichkeit, Empfehlungen zur weiteren Überprüfung oder Instandsetzung, das Abschlussprotokoll und eine Kontrollmessung nach der Reparatur.

Die Detektorauflösung — etwa 160 × 120 gegenüber 320 × 240 Bildpunkten — bestimmt, wie kleine Details sich aus derselben Entfernung erkennen lassen. Sie ersetzt für sich genommen aber weder einen richtig eingestellten Emissionsgrad noch die Fokussierung oder die Erfahrung des Technikers. Wichtiger als die Kameramarke ist die Verbindung von thermografischer Praxis mit Kenntnis elektrischer Betriebsmittel; hat der Thermograf keine Qualifikation für das sichere Arbeiten am geöffneten Schaltschrank, muss die Zusammenarbeit mit einer entsprechend qualifizierten Person Teil des Auftrags sein.

Bei einem kleinen Auftrag bewegt sich der Preis in der Größenordnung einiger Tausend Kronen, bei einem Betrieb mit Dutzenden Schaltschränken, ausführlichem Protokoll und Messung außerhalb der üblichen Arbeitszeit eher im hohen vierstelligen bis fünfstelligen Bereich. Seriös lässt er sich nicht nach der Zahl der Türen bestimmen — es spielen die Entfernung zwischen den Objekten, die Notwendigkeit einer Begleitung, der Umfang der Strommessungen, die Qualität des Ergebnisses und die Kontrollmessung hinein. Ein verdächtig günstiges Angebot ist meist ein schnelles Abfotografieren geschlossener Schränke; fordern Sie deshalb vor der Beauftragung ein anonymisiertes Musterprotokoll an.

Was mit dem Befund zu tun ist

Ein thermografisches Protokoll ist keine Aufforderung, im spannungsführenden Schaltschrank eine Klemme nachzuziehen. Den Befund soll eine Elektrofachkraft übernehmen, die Ursache bestimmen und ein sicheres Vorgehen zur Instandsetzung vorschlagen — bei den meisten Verbindungen heißt die richtige Lösung Freischalten, Kontrolle der Kontaktflächen und Anziehen mit dem vorgeschriebenen Moment, nicht Nachziehen „nach Gefühl” unter Spannung.

Eine beschädigte Verbindung verlangt oft mehr als Nachziehen: den Austausch der Klemme, des Kabelschuhs, eines Leiterstücks oder des ganzen Geräts, dessen Kontakte abgebrannt sind. Bei Überlastung geht es um Belastung und Dimensionierung, nicht um die Kühlung des Schranks durch einen zusätzlichen Lüfter.

Nach der Instandsetzung eines schwerwiegenden Befunds ist ein Kontrollthermogramm bei vergleichbarer Belastung sinnvoll. Erst dieses zeigt, ob die Auffälligkeit tatsächlich verschwunden ist — und es ist zugleich das Günstigste, was Sie zur Reparatur dazubestellen können.

Für die Erstellung eines konkreten Angebots halten Sie bitte die Betriebsadresse bereit, die ungefähre Zahl der Schaltschränke, Fotos ihrer Typenschilder und die Information, wann die Anlage unter normaler und wann unter höchster Last läuft.

Häufige Fragen

Muss der Schaltschrank für die Thermografie abgeschaltet werden?

Nein — im Gegenteil, die Messung ist nur unter repräsentativer Last sinnvoll. Das Öffnen der Abdeckungen im laufenden Betrieb gehört jedoch ausschließlich in die Hände einer Person mit entsprechender elektrotechnischer Qualifikation und einem sicheren Arbeitsverfahren.

Kann man durch die geschlossene Schaltschranktür messen?

Sie messen die Oberflächentemperatur des Gehäuses, was nur ausgeprägte Fälle aufdeckt. Weder Blech noch die meisten Kunststoffe lassen Infrarotstrahlung durch, sodass eine kleine schadhafte Verbindung im Inneren verborgen bleibt. Die Lösung ist ein sicherer Zugang zu den Bauteilen oder ein eingebautes Infrarot-Sichtfenster.

Ab welcher Temperatur wird es gefährlich?

Eine allgemeingültige Grenze gibt es nicht. Entscheidend sind der Bauteiltyp und seine zulässige Übertemperatur nach Herstellerangabe, die Umgebungstemperatur, die aktuelle Belastung und der Unterschied gegenüber einem vergleichbaren Bauteil bei gleicher Last.

Ersetzt die Thermografie die turnusmäßige Elektroprüfung?

Nein. Sie ist eine Diagnosemethode für thermische Erscheinungen; die Prüfung beurteilt die elektrische Anlage im festgelegten Umfang, umfasst elektrische Messungen und endet mit dem Prüfbericht.

Ist die Thermografie auch bei einem neuen Schaltschrank sinnvoll?

Ja, insbesondere nach der Inbetriebnahme der Technologie im Normalbetrieb. Sie deckt Montagefehler, nicht angezogene Verbindungen oder eine ungünstige Lastverteilung auf, die sich an der unbelasteten Anlage gar nicht zeigen konnten.

Worauf der Artikel beruht

• Prüfungen von Elektroinstallationen und Schaltschränken – Dienstleistung von SOHE.
• Schaltschrankprüfungen – Umfang, Inhalt und Ablauf der Prüfung des Schaltschranks selbst.
• Prüffristen für Elektroinstallationen nach ČSN 33 1500 – wie sich die Intervalle nach Umgebung und Objektart ableiten.
• Wie man den Elektro-Prüfbericht liest – was die aufgeführten Mängel bedeuten und wie man mit ihnen umgeht.
• Gesetz Nr. 262/2006 Sb. – zákoník práce (Arbeitsgesetzbuch); § 102 regelt die Ermittlung und Bewertung von Risiken sowie Maßnahmen zu ihrer Beseitigung.
• Gesetz Nr. 250/2021 Sb. – über die Arbeitssicherheit im Zusammenhang mit dem Betrieb vorbehaltener technischer Anlagen, also auch elektrischer.
• Regierungsverordnung Nr. 190/2022 Sb. – über vorbehaltene technische elektrische Anlagen und die Anforderungen an die Gewährleistung ihrer Sicherheit; regelt unter anderem Prüfungen und Besichtigungen.
• ČSN 33 1500, ČSN 33 2000-6 ed. 2 und ČSN EN IEC 62446-3 – Fristen und Umfang der Prüfungen elektrischer Anlagen bzw. Thermografie von Photovoltaikfeldern (die Normen sind nicht frei zugänglich).

Der Text hat informativen Charakter und ersetzt keine rechtliche Stellungnahme. Das konkrete Regime für Kontrollen, thermografische Messungen und Schaltschrankprüfungen ist nach dem tatsächlichen Betrieb, der Herstellerdokumentation, der Einsatzumgebung und der Risikobewertung festzulegen.

Die Thermografie von Schaltschränken führen wir im laufenden Betrieb durch, mit Strommessung und einem Protokoll, in dem Zahlen und klar gekennzeichnete Bauteile zur Reparatur stehen — und an den Befund können wir direkt mit der Prüfung der Elektroinstallation anschließen. Schreiben Sie uns, wie viele Schaltschränke Sie haben und wann sie am stärksten belastet sind, und wir erstellen ein konkretes Angebot: unverbindliche Anfrage oder info@sohe.cz.