Einleitung
Auf Spannungsprüfern, Digitalmultimetern, Stromzangen, Messleitungen und anderem elektrischen Prüf- und Messzubehör finden sich häufig Angaben wie „CAT II 600 V“, „CAT III 1000 V“ oder „CAT IV 600 V“.
CAT bezeichnet weder die Messgenauigkeit noch lediglich die maximal messbare Spannung. CAT steht für Measurement Category, auf Deutsch Messkategorie. Sie beschreibt die elektrische Umgebung, für die ein Messgerät ausgelegt ist, einschließlich seiner Fähigkeit, den dort möglichen transienten Überspannungen standzuhalten.
Von CAT II über CAT III bis CAT IV befindet sich der Messpunkt grundsätzlich immer näher am Einspeisepunkt einer Niederspannungsinstallation. Gleichzeitig können die verfügbare Fehlerenergie und die Beanspruchung durch transiente Überspannungen zunehmen.
Die richtige Interpretation der CAT-Kategorie ist daher bei der Auswahl von Spannungsprüfern, Multimetern, Stromzangen und ähnlichen Messgeräten von großer Bedeutung.
Das Wichtigste auf einen Blick
● CAT bezeichnet die Messkategorie und beschreibt die elektrische Umgebung sowie die zu erwartende Beanspruchung durch transiente Überspannungen.
● CAT II gilt typischerweise für steckbare Verbraucher und andere über Steckdosen versorgte Geräte.
● CAT III gilt überwiegend für feste Gebäudeinstallationen, beispielsweise Verteilungen, Leitungsschutzschalter, feste Leitungen und fest installierte Betriebsmittel.
● CAT IV betrifft den Ursprung einer Niederspannungsinstallation, beispielsweise Elektrizitätszähler, Hausanschlussleitungen und Hauptüberstrom-Schutzeinrichtungen.
● Eine höhere CAT-Kategorie bedeutet keine höhere Messgenauigkeit, sondern die Eignung für eine anspruchsvollere elektrische Umgebung.
● Messkategorie und Bemessungsspannung müssen immer gemeinsam betrachtet werden, beispielsweise CAT III 1000 V oder CAT IV 600 V.
● Bei Kontaktmessungen wird die zulässige Kategorie des gesamten Messaufbaus durch die am niedrigsten eingestufte Komponente bestimmt.
Was bedeutet die CAT-Messkategorie?
Messkategorien unterscheiden verschiedene elektrische Umgebungen innerhalb von Niederspannungsanlagen.
Auch wenn eine Anlage im normalen Betrieb beispielsweise mit 230 V oder 400 V arbeitet, können kurzzeitige transiente Überspannungen auftreten. Ursachen können unter anderem Schaltvorgänge, Motorstarts und -stopps, Laständerungen oder Auswirkungen von Blitzereignissen sein.
Eine identische Nennspannung bedeutet deshalb nicht automatisch ein identisches elektrisches Risiko.
Eine Messung an einem mit 230 V betriebenen Haushaltsgerät und eine Messung in der Nähe des Einspeisepunkts einer 230-V- oder 400-V-Anlage können zwar ähnliche Betriebsspannungen aufweisen, sich jedoch deutlich hinsichtlich verfügbarem Fehlerstrom, transienter Energie und Gefährdung unterscheiden.
Die CAT-Klassifizierung berücksichtigt daher nicht nur die Spannung, sondern auch die Position des Messpunkts innerhalb der Niederspannungsinstallation.
Vereinfacht gilt:
● CAT II: Steckdosen und daran angeschlossene Verbraucher.
● CAT III: feste elektrische Gebäudeinstallation und Verteilung.
● CAT IV: Ursprung beziehungsweise Einspeisepunkt der Niederspannungsinstallation.
Je näher sich ein Messpunkt an der Versorgung befindet, desto höher können im Allgemeinen die auftretenden transienten Energien und Fehlerleistungen sein.
Was ist CAT II?
CAT II gilt hauptsächlich für elektrische Verbraucher, die direkt über Steckdosen einer Niederspannungsinstallation versorgt werden.
Typische Anwendungen sind:
● Haushaltsgeräte;
● tragbare Elektrowerkzeuge;
● Geräte mit Netzstecker;
● bestimmte Bürogeräte;
● vergleichbare über Steckdosen versorgte Verbraucher.
Die Spannungsmessung an einem Haushaltsgerät, das über eine Wandsteckdose betrieben wird, ist ein typisches Beispiel für eine CAT-II-Anwendung.
CAT II bedeutet dabei nicht „niedrige Spannung“. Die Kategorie beschreibt vielmehr die Position und die elektrische Umgebung des Messpunkts.
Auch ein CAT-II-Messgerät mit hoher Bemessungsspannung darf nicht allein aufgrund dieses Spannungswerts automatisch für Messungen in Verteilungen oder am Hausanschluss eingesetzt werden.
Was ist CAT III?
CAT III betrifft hauptsächlich feste Installationen und elektrische Verteilungssysteme innerhalb von Gebäuden.
Typische Anwendungen sind:
● elektrische Verteilungen;
● Leitungsschutzschalter und andere Schutzgeräte;
● fest verlegte Leitungen;
● Sammelschienen und Speiseleitungen;
● Abzweig- und Anschlusskästen;
● fest installierte Schalter und Leitungsanlagen;
● fest angeschlossene Industrieanlagen;
● stationär installierte Motoren;
● Beleuchtungsverteilungen in gewerblichen Gebäuden.
Im Vergleich zu CAT II liegen CAT-III-Messstellen in der Regel näher an der elektrischen Verteilung und können höheren Fehlerenergien und stärkeren transienten Überspannungen ausgesetzt sein.
Eine Spannungsmessung an einer Steckdose und eine Messung direkt an den Klemmen eines Leitungsschutzschalters innerhalb einer Verteilung können dieselbe Nennspannung betreffen, stellen jedoch nicht dieselbe Messumgebung dar.
Für Messungen innerhalb der Verteilung ist üblicherweise ein entsprechend bemessenes CAT-III-Messgerät erforderlich.
Was ist CAT IV?
CAT IV gilt vor allem für den Ursprung einer Niederspannungsinstallation, also für Bereiche, in denen die elektrische Gebäudeinstallation mit der externen Versorgung verbunden ist.
Typische Anwendungen sind:
● Elektrizitätszähler und zugehörige Leitungen;
● Hausanschluss- und Einspeiseleitungen;
● Einspeisepunkte von Niederspannungsanlagen;
● Hauptüberstrom-Schutzeinrichtungen;
● Leitungen zwischen Zähler und Hauptverteilung;
● zum Niederspannungsanschluss gehörende Frei- oder Erdkabel.
Diese Bereiche liegen besonders nahe an der Energieversorgung und können eine hohe verfügbare Fehlerenergie aufweisen. CAT IV stellt deshalb innerhalb der genannten Kategorien die anspruchsvollste Niederspannungs-Messumgebung dar.
CAT IV bedeutet jedoch nicht, dass ein Messgerät für beliebige Hochspannungsnetze geeignet ist.
Das Gerät darf ausschließlich innerhalb der vom Hersteller angegebenen Messkategorie, Bemessungsspannung und sonstigen Einsatzbedingungen verwendet werden.
Die wichtigsten Unterschiede zwischen CAT II, CAT III und CAT IV
| Merkmal | CAT II | CAT III | CAT IV |
|---|---|---|---|
| Typische Position | Verbraucherseite hinter der Steckdose | Feste Gebäudeinstallation | Ursprung der Niederspannungsinstallation |
| Typische Betriebsmittel | Haushaltsgeräte, Elektrowerkzeuge | Verteilungen, Schutzschalter, feste Leitungen, Motoren | Zähler, Hausanschlussleitungen, Hauptschutzeinrichtungen |
| Abstand zur Versorgung | Relativ groß | Näher | Am nächsten |
| Mögliche transiente Beanspruchung | Relativ geringer | Höher | Am höchsten |
| Typische Anwendung | Steckbare Verbraucher | Feste elektrische Verteilung | Niederspannungs-Einspeisepunkt |
Bei gleicher Bemessungsspannung lässt sich vereinfacht darstellen:
CAT IV > CAT III > CAT II
Das „>“ bedeutet hier, dass die jeweilige Kategorie für eine anspruchsvollere elektrische Umgebung mit potenziell höherer transienter Energie vorgesehen ist.
Es sagt nichts über die Messgenauigkeit aus und bedeutet auch nicht, dass jedes CAT-IV-Gerät automatisch eine höhere maximale Messspannung besitzt als jedes CAT-III-Gerät.
Warum reicht die maximale Messspannung allein nicht aus?
Dies ist ein zentraler Punkt beim Verständnis der CAT-Kategorien.
Angenommen, zwei Messgeräte können beide bis 600 V AC messen. Das bedeutet nicht, dass sie in derselben elektrischen Umgebung sicher eingesetzt werden können.
Ein Gerät kann beispielsweise gekennzeichnet sein mit:
CAT II 600 V
und ein anderes mit:
CAT IV 600 V
Obwohl beide eine Spannungsangabe von 600 V tragen, sind sie für unterschiedliche elektrische Umgebungen ausgelegt.
Ein CAT-IV-600-V-Gerät ist für die stärkeren transienten Beanspruchungen am Ursprung einer Niederspannungsinstallation ausgelegt, während CAT II 600 V für Verbraucher auf der Steckdosenseite bestimmt ist.
Die Betriebsspannung ist daher nur ein Teil der Sicherheitsbewertung. Die Messkategorie ist ebenso wichtig.
Warum müssen CAT-Kategorie und Bemessungsspannung gemeinsam betrachtet werden?
Eine vollständige Sicherheitskennzeichnung lautet normalerweise nicht nur „CAT III“ oder „CAT IV“.
Typische Angaben sind:
● CAT II 1000 V
● CAT III 600 V
● CAT III 1000 V
● CAT IV 600 V
Messkategorie und Spannungswert beschreiben zwei unterschiedliche, aber miteinander verbundene Bedingungen.
Die CAT-Kategorie definiert die elektrische Umgebung. Die angegebene Spannung legt fest, bis zu welcher Bemessungsspannung das Gerät innerhalb dieser Kategorie eingesetzt werden darf.
Deshalb lässt sich beispielsweise nicht pauschal sagen, „CAT IV sei immer höher als CAT III 1000 V“, ohne die vollständige Kennzeichnung zu betrachten.
Eine Kennzeichnung wie:
CAT III 1000 V / CAT IV 600 V
bedeutet, dass dasselbe Messgerät in CAT-III-Umgebungen bis zur angegebenen Bemessungsspannung von 1000 V und in CAT-IV-Umgebungen bis 600 V ausgelegt ist.
Solche Doppelkennzeichnungen sind bei professionellen elektrischen Messgeräten üblich.
Bedeutet eine höhere CAT-Kategorie eine höhere Messgenauigkeit?
Nein.
Die CAT-Kategorie ist eine sicherheitsbezogene Einstufung und unabhängig von der Messgenauigkeit.
Ein CAT-IV-Messgerät ist nicht automatisch genauer als ein CAT-III-Messgerät.
Die Messgenauigkeit hängt unter anderem von folgenden Eigenschaften ab:
● Grundgenauigkeit;
● Anzeigeumfang beziehungsweise Counts;
● Auflösung;
● Auslegung der Messschaltung;
● Kalibrierzustand;
● Temperatur- und Umgebungsbedingungen.
Die CAT-Kategorie beantwortet dagegen die Frage:
Ist dieses Messgerät für die elektrische Umgebung ausgelegt, in der gemessen werden soll?
Messleistung und elektrische Sicherheit müssen daher getrennt bewertet werden.
Kann ein CAT-IV-Gerät in CAT-III- oder CAT-II-Umgebungen verwendet werden?
Wenn Bemessungsspannung und alle weiteren Herstellerangaben eingehalten werden, kann ein für eine höhere Messkategorie ausgelegtes Gerät grundsätzlich auch in niedrigeren Kategorien eingesetzt werden.
Ein CAT-IV-600-V-Gerät kann beispielsweise in geeigneten CAT-III- oder CAT-II-Umgebungen verwendet werden, sofern die zulässige Spannung und alle weiteren Einsatzbedingungen eingehalten werden.
Umgekehrt gilt dies nicht.
● Ein CAT-II-Gerät darf nicht allein deshalb in einer CAT-III-Verteilung verwendet werden, weil die zu messende Spannung innerhalb seines Messbereichs liegt.
● Ein CAT-III-Gerät darf nicht an einem CAT-IV-Einspeisepunkt eingesetzt werden, wenn die erforderliche Kategorie oder Bemessungsspannung seine Spezifikation überschreitet.
Als Grundregel gilt:
Messkategorie und Bemessungsspannung des Geräts müssen den Anforderungen des tatsächlichen Messorts mindestens entsprechen.
Auch die CAT-Kategorie von Messleitungen und Zubehör ist entscheidend
Die Sicherheit einer elektrischen Kontaktmessung wird nicht allein durch das Hauptgerät bestimmt.
Ein Messaufbau kann beispielsweise bestehen aus:
● Digitalmultimeter;
● Stromzange;
● Messleitungen;
● Prüfspitzen;
● Adaptern;
● Krokodilklemmen;
● weiterem Messzubehör.
Der gesamte Messaufbau ist grundsätzlich nach der Komponente mit der niedrigsten zulässigen Einstufung zu beurteilen.
Ist ein Multimeter beispielsweise mit CAT IV 600 V gekennzeichnet, die verwendete Messleitung jedoch nur mit CAT III 600 V, darf der komplette Messaufbau nicht automatisch als CAT IV 600 V betrachtet werden.
In elektrischen Umgebungen mit hoher verfügbarer Energie sollten daher neben dem Hauptgerät immer auch Messleitungen, Prüfspitzen und Zubehör überprüft werden.
Wie wählt man die passende CAT-Kategorie aus?
Ausgangspunkt ist die tatsächliche Position des Messpunkts innerhalb der elektrischen Anlage.
● Für Haushaltsgeräte, steckbare Verbraucher und tragbare Elektrowerkzeuge ist in der Regel eine geeignete CAT-II-Einstufung erforderlich.
● Für Verteilungen, Schutzschalter, feste Leitungen, industrielle Verteilanlagen oder fest installierte Motoren ist CAT III typischerweise relevant.
● Für Zähler, Hausanschlussleitungen, Hauptüberstrom-Schutzeinrichtungen und Messungen am Ursprung der Niederspannungsinstallation sollte CAT IV berücksichtigt werden.
● Muss ein Gerät mehrere Einsatzbereiche abdecken, sollte die Auswahl nach der anspruchsvollsten vorgesehenen Messumgebung erfolgen.
● Zusätzlich zur CAT-Kategorie sind Bemessungsspannung, maximale Eingangswerte, Sicherungsschutz, konstruktive Schutzmaßnahmen und relevante Sicherheitsanforderungen zu prüfen.
Elektrofachkräfte sollten Messgeräte daher nicht ausschließlich danach auswählen, ob üblicherweise 230 V, 400 V oder eine andere Spannung gemessen werden.
Ebenso entscheidend ist, an welcher Stelle der elektrischen Verteilung gemessen wird.
Was ist beim Einsatz CAT-eingestufter Messgeräte zusätzlich zu beachten?
Auch bei ausreichender CAT-Kategorie bleiben grundlegende Sicherheitsmaßnahmen erforderlich.
● Messgerät, Messleitungen und Prüfspitzen vor der Verwendung auf Beschädigungen prüfen.
● Sicherstellen, dass Messkategorie und Bemessungsspannung für den Messort geeignet sind.
● Die maximal zulässige Eingangsspannung beziehungsweise den Eingangsstrom nicht überschreiten.
● Vor der Messung die korrekte Messfunktion und gegebenenfalls den richtigen Messbereich wählen.
● Bei Kontaktmessungen keine freiliegenden leitfähigen Teile der Prüfspitzen berühren.
● Bei Multimetern sicherstellen, dass die Messleitungen an den korrekten Eingangsbuchsen angeschlossen sind.
● Unbekannte Stromkreise zunächst konservativ bewerten, bis ihre elektrischen Bedingungen eindeutig bekannt sind.
● Eine aufgedruckte hohe CAT-Kategorie ersetzt nicht die Prüfung, ob das Produkt tatsächlich entsprechend ausgelegt und geprüft wurde.
Die CAT-Einstufung verbessert die Sicherheit in der vorgesehenen elektrischen Umgebung, ersetzt jedoch keine fachgerechte Arbeitsweise und keine elektrischen Sicherheitsmaßnahmen.
FAQ
F1: Was bedeutet CAT bei CAT II, CAT III und CAT IV?
CAT steht für Measurement Category, also Messkategorie. Sie beschreibt die elektrische Umgebung, für die ein Messgerät vorgesehen ist, sowie die dort zu erwartende Beanspruchung durch transiente Überspannungen.
F2: Ist CAT IV grundsätzlich sicherer als CAT III?
Bei gleicher Bemessungsspannung ist CAT IV für eine anspruchsvollere elektrische Umgebung ausgelegt als CAT III. Für einen korrekten Vergleich müssen jedoch immer Kategorie und Spannungsangabe gemeinsam betrachtet werden.
F3: Was ist höher: CAT III 1000 V oder CAT IV 600 V?
Diese Angaben lassen sich nicht sinnvoll auf ein einfaches „höher“ oder „niedriger“ reduzieren. CAT III 1000 V gilt für den Einsatz in einer CAT-III-Umgebung bis zur entsprechenden Bemessungsspannung, CAT IV 600 V für eine CAT-IV-Umgebung bis 600 V.
F4: Ist die CAT-Angabe identisch mit der maximalen Messspannung?
Nein. CAT beschreibt die Messumgebung. Die hinter der CAT-Angabe stehende Spannung ist die Bemessungsspannung für diese Kategorie. Zusätzlich müssen die maximalen Eingangswerte des Geräts beachtet werden.
F5: Gehört eine normale Haushaltssteckdose zu CAT II oder CAT III?
Steckbare Verbraucher und ähnliche über Steckdosen versorgte Geräte sind typische CAT-II-Anwendungen. Die feste Gebäudeinstallation einschließlich Verteilungen und Schutzschaltern gehört typischerweise zu CAT III.
F6: Welche CAT-Kategorie ist für eine elektrische Verteilung erforderlich?
Verteilungen, Schutzschalter und feste Gebäudeleitungen sind typischerweise CAT-III-Anwendungen. Zusätzlich muss die Bemessungsspannung für die jeweilige Anlage ausreichend sein.
F7: Warum gehören Elektrizitätszähler typischerweise zu CAT IV?
Zähler und zugehörige Anschlussleitungen befinden sich nahe am Ursprung der Niederspannungsversorgung, wo eine höhere verfügbare Fehlerenergie und stärkere transiente Beanspruchungen auftreten können.
F8: Das Multimeter ist CAT IV, die Messleitungen aber nur CAT III. Darf der Aufbau als CAT IV verwendet werden?
Nein. Der gesamte Messaufbau richtet sich grundsätzlich nach der am niedrigsten eingestuften Komponente. Auch Messleitungen, Prüfspitzen und Zubehör müssen für die vorgesehene Kategorie geeignet sein.
Fazit
CAT II, CAT III und CAT IV sind keine einfachen Spannungsklassen. Sie beschreiben die elektrische Umgebung, für die ein Prüf- oder Messgerät sicherheitstechnisch ausgelegt ist.
Vereinfacht gilt:
● CAT II — Steckdosen und steckbare Verbraucher;
● CAT III — feste elektrische Gebäudeinstallation und Verteilung;
● CAT IV — Ursprung der Niederspannungsinstallation.
Von CAT II zu CAT IV liegt der Messpunkt zunehmend näher an der Versorgung, wo transiente Überspannungen und verfügbare Fehlerenergien höher sein können.
Bei der Auswahl von Spannungsprüfern, Digitalmultimetern, Stromzangen oder anderen elektrischen Messgeräten darf daher weder nur die maximale Messspannung noch nur die CAT-Zahl betrachtet werden.
Entscheidend ist die gemeinsame Bewertung von Messkategorie, Bemessungsspannung und tatsächlichem Messort.
Bei Kontaktmessungen müssen auch Messleitungen, Prüfspitzen und Zubehör entsprechend bemessen sein. Erst wenn der gesamte Messaufbau zur elektrischen Anwendung passt, kann die vorgesehene CAT-Schutzwirkung gewährleistet werden.
