CAT-Einstufungen bei Multimetern: Was CAT II, CAT III und CAT IV bedeuten

Wenn Sie ein Multimeter kaufen, sehen Sie möglicherweise Bewertungen wie CAT II, CAT III oder CAT IV in den Produktspezifikationen aufgeführt. Möglicherweise stoßen Sie auch auf Sicherheitsleitfäden oder Tutorials, die Ihnen raten, die CAT-Einstufung eines Messgeräts zu überprüfen, bevor Sie bestimmte Stromkreise messen.

Aber was bedeutet CAT eigentlich bei einem Multimeter?

In diesem Leitfaden erklären wir Ihnen, was CAT-Ratings bei Multimetern bedeuten und warum die Wahl der richtigen Rating für die elektrische Sicherheit wichtig ist.

Was sind CAT-Ratings bei Multimetern?

CAT-Ratings, kurz für Kategorie-Ratings (Messkategorien), sind Sicherheitsklassifizierungen, die bei Multimetern und anderen elektrischen Prüfgeräten verwendet werden. Sie beschreiben die Art der elektrischen Umgebung, in der ein Messgerät sicher messen kann.

Der Begriff „CAT“ stammt von Messkategorien, die in elektrischen Sicherheitsnormen wie IEC 61010 definiert sind. Diese Kategorien existieren, weil nicht alle elektrischen Messungen das gleiche Risiko bergen. Das Messen eines elektronischen Niederspannungskreises unterscheidet sich stark vom Messen einer Steckdose, eines Verteilers oder eines Hausanschlusses.

Eines der Hauptrisiken, die CAT-Ratings zu minimieren helfen, ist die transiente Überspannung. Eine transiente Überspannung ist eine kurze, plötzliche Spannungsspitze, die in einem elektrischen System auftreten kann. Diese Spitzen können durch Schaltvorgänge, Fehler, Blitzüberspannungen oder andere Störungen im Stromnetz verursacht werden.

Je näher ein Messpunkt an der elektrischen Quelle liegt, desto mehr Energie kann bei einem Fehler oder einer Spannungsspitze zur Verfügung stehen. Aus diesem Grund benötigt ein Messgerät, das in der Nähe eines Hausanschlusses oder eines Verteilers verwendet wird, ein anderes Schutzniveau als ein Messgerät, das an einem kleinen elektronischen Schaltkreis eingesetzt wird.

In modernen Multimeter-Spezifikationen sind die CAT-Ratings, die Sie am wahrscheinlichsten sehen werden:

• CAT II
• CAT III
• CAT IV

Ältere Erklärungen erwähnen möglicherweise auch CAT I, was sich im Allgemeinen auf geschützte, energiearme Stromkreise bezieht, die nicht direkt an die Netzspannung angeschlossen sind. Oft werden diese Ratings mit einer Spannungsangabe kombiniert, z. B. CAT III 600V oder CAT IV 300V.

CAT IV, CAT III, CAT II und CAT I erklärt

Eine höhere CAT-Nummer bedeutet in der Regel, dass das Messgerät für anspruchsvollere elektrische Umgebungen ausgelegt ist.

CAT IV

CAT IV ist die höchste Sicherheitskategorie. Sie gilt für die Teile eines elektrischen Systems, die dem Eintrittspunkt der Stromversorgung in ein Gebäude am nächsten liegen.

Auf dieser Ebene kann die verfügbare Energie viel höher sein als an einer normalen Steckdose oder einem steckerfertigen Gerät. Deshalb wird CAT IV-Arbeit in der Regel qualifiziertem Fachpersonal überlassen. Wenn ein Messgerät in dieser Umgebung verwendet wird, müssen sowohl die CAT IV-Einstufung als auch die Spannungsangabe zur Aufgabe passen.

CAT III

CAT III deckt einen Großteil des fest installierten elektrischen Systems innerhalb eines Gebäudes ab. Dies ist die Kategorie, die die meisten Menschen mit professioneller Fehlersuche in Schalttafeln, Verteilungsanlagen und festverdrahteten Stromkreisen verbinden.

Wichtig ist, dass es bei CAT III nicht nur um die Spannung geht. Ein Messwert kann dem ähneln, was man an einer Steckdose sieht, aber der Stromkreis kann bei einem Fehler viel mehr Energie liefern. Deshalb benötigt ein Messgerät, das für diese Art von Arbeit verwendet wird, eine höhere Sicherheitskategorie als eines, das nur an steckerfertigen Geräten eingesetzt wird.

CAT II

CAT II ist hauptsächlich für Geräte, die an eine Standardsteckdose angeschlossen sind. Stellen Sie es sich als die Kategorie für die Lastseite des elektrischen Systems vor, wo die Gebäudeinstallation bereits eine gewisse Distanz und Impedanz zwischen dem Messgerät und der Stromquelle geschaffen hat.

Ein CAT II-Messgerät kann für viele grundlegende Prüfungen an steckerfertigen Geräten geeignet sein, ist aber nicht für Arbeiten auf Verteilungsebene vorgesehen. Sobald die Arbeit hinter die Steckdose und in das Leitungssystem des Gebäudes verlagert wird, ist CAT II nicht mehr die richtige Kategorie.

CAT I

In älteren Tabellen, Handbüchern oder vereinfachten Erläuterungen zu Multimeter-Sicherheitsratings können Sie noch CAT I finden. In diesen Fällen bezieht es sich normalerweise auf kleine elektronische Schaltkreise, die vom Hauptstromnetz des Gebäudes getrennt sind.

Denken Sie an batteriebetriebene Geräte, Signalschaltkreise oder geregelte Niederspannungselektronik. Diese unterscheiden sich stark von den Wechselstrommessungen, an die die meisten Menschen beim Kauf eines Multimeters denken.

Deshalb ist CAT I normalerweise nicht die Bewertung, die auf modernen Multimetern für elektrische Arbeiten hervorgehoben wird. Wenn Sie ein Messgerät für Netzmessungen auswählen, konzentrieren Sie sich auf die Bewertungen CAT II, CAT III und CAT IV, zusammen mit der entsprechenden Spannungsangabe.

Entschlüsselung der Spannungsangabe

Eine CAT-Einstufung ist nur vollständig, wenn sie mit einer Spannungsangabe gekoppelt ist.

Eine vollständige Sicherheitsbewertung besteht aus zwei Teilen:

• Die CAT-Einstufung gibt an, für welche Art von elektrischer Umgebung das Messgerät ausgelegt ist.
• Die Spannungsangabe gibt die maximal zulässige Betriebsspannung in dieser Umgebung an.

Zum Beispiel:

• CAT II 600V bedeutet, dass das Messgerät für CAT II-Umgebungen bis 600 Volt ausgelegt ist.
• CAT III 600V bedeutet, dass das Messgerät für CAT III-Umgebungen bis 600 Volt ausgelegt ist.
• CAT IV 600V bedeutet, dass das Messgerät für CAT IV-Umgebungen bis 600 Volt ausgelegt ist.

Obwohl jedes Beispiel 600 Volt angibt, stellen sie nicht das gleiche Schutzniveau dar. Eine CAT IV-Umgebung liegt näher an der Stromquelle und kann das Messgerät viel energiereicheren Transienten aussetzen als eine CAT II-Umgebung.

Ein wichtiger Punkt für Leser, die ein Handmultimeter für Netzspannungsmessungen auswählen: Gemäß den aktuellen IEC 61010-Anforderungen für Handmultimeter, die Netzspannung messen können, sind die Netzmssanschlüsse mit CAT III oder CAT IV gekennzeichnet. CAT II ist in diesem Leitfaden enthalten, da es hilft, das Kategoriensystem zu erklären und in allgemeinen Materialien zur elektrischen Sicherheit oder bei anderen Arten von Prüfgeräten noch auftauchen kann.

Drei Faktoren hinter einer CAT- und Spannungsbewertung

Um zu verstehen, warum die Kategorie und die Spannung zusammen gelesen werden müssen, hilft es, drei Faktoren zu betrachten, die bei Sicherheitstests verwendet werden:

• Betriebsspannung: Die normale Dauerwechselspannung, die das Messgerät messen soll.
• Spitzentransiente Impulsspannung: Ein kurzer Spannungsstoß, dem das Messgerät unter Testbedingungen standhalten muss.
• Quellimpedanz: Die Impedanz der Testquelle, die während des Transienten-Tests verwendet wird. Eine niedrigere Quellimpedanz kann bei einem Stoß mehr Strom und mehr Energie liefern.

Die Werte in der folgenden Tabelle sind standardisierte transiente Teststufen.

Messkategorie Testquellimpedanz	300V	600V	1.000V
CAT II 12 Ω Testquelle	2.500V	4.000V	6.000V
CAT III 2 Ω Testquelle	4.000V	6.000V	8.000V
CAT IV 2 Ω Testquelle	6.000V	8.000V	12.000V

Die angegebenen Werte sind transiente Impulsprüfspannungspegel, die während der Sicherheitsprüfung angelegt werden, nicht die Endergebnisse eines spezifischen Multimeters.

Diese Tabelle zeigt zwei wichtige Dinge.

Erstens erfordert innerhalb derselben Messkategorie eine höhere Betriebsspannung eine höhere transiente Prüfspannung. Zum Beispiel wird CAT III 600V mit einem transienten Impuls von 6.000V getestet, während CAT III 1000V mit einem transienten Impuls von 8.000V getestet wird.

Zweitens bedeutet eine höhere Spannungszahl nicht automatisch, dass ein Messgerät für eine Umgebung mit höherer Energie geeignet ist.

Vergleichen Sie diese beiden Bewertungen:

Bewertung	Spitzenimpuls Transiente Prüf- spannung	Prüfquelle Impedanz
CAT II 1000V	6.000V	12 Ω
CAT III 600V	6.000V	2 Ω

Beide Bewertungen verwenden eine transiente Prüfspannung von 6.000V. Sie sind jedoch nicht gleichwertig.

Der CAT III 600V-Test verwendet eine viel geringere Quellimpedanz. Bei gleicher transienter Spannung kann eine Quelle mit geringerer Impedanz mehr Strom und mehr Energie liefern. Dies repräsentiert die anspruchsvolleren transienten Bedingungen, die in fest installierten elektrischen Anlagen zu finden sind.

Deshalb kann ein CAT III 600V-Messgerät die richtige Wahl für festverdrahtete Installationen oder Verteilungsanlagen sein, während eine CAT II 1000V-Einstufung keinen Ersatz für CAT III-Arbeiten darstellt, obwohl die aufgedruckte Spannungszahl höher ist.

Das gleiche Prinzip gilt beim Vergleich von CAT III- und CAT IV-Ratings. Eine CAT IV 600V-Einstufung ist für Messpunkte näher an der Versorgungsquelle konzipiert, wo das transiente Risiko schwerwiegender ist als in einer CAT III-Umgebung.

Wählen Sie beim Kauf eines Messgeräts zunächst den Einsatzort aus. Wählen Sie dann eine Spannungsbewertung, die der Betriebsspannung entspricht oder diese übertrifft, der Sie in dieser Kategorie begegnen könnten.

Denken Sie auch daran, dass das Messgerät nur ein Teil der Messanordnung ist. Prüfleitungen und -sonden müssen ebenfalls die richtige Kategorie- und Spannungsbewertung für die Aufgabe haben. Ein ordnungsgemäß bewertetes Messgerät kann beschädigte oder niedriger bewertete Leitungen nicht sicher machen.

CAT-Ratings bei Multimetern sind nicht nur technische Bezeichnungen. Sie helfen Ihnen zu verstehen, wo ein Messgerät eingesetzt werden soll und welcher Art von transienten Belastungen es standhalten muss.

Indem Sie die CAT-Einstufung und die Spannungsbewertung zusammen lesen, können Sie ein Digitalmultimeter verantwortungsbewusster auswählen und vermeiden, ein Messgerät in einer elektrischen Umgebung einzusetzen, für die es nicht konzipiert wurde.

 

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