Unterbrechungsfrei einen Kriechstrom messen.
Unterbrechungsfrei einen Kriechstrom messen.

Auf der Suche nach dem Kriechstrom

Ein Stromleck und dessen Ursache finden

Frühmorgens soll es losgehen. Wir setzen uns nach Wochen endlich wieder in den Geländewagen und wollen starten, doch nichts passiert. Der Anlasser dreht nicht mehr. Ursache: eine leere Batterie. Neben anderen Ursachen kann ein Kriechstrom dafür verantwortlich sein. Wir zeigen euch, wie ihr Kriechströme feststellt und die Ursache dazu findet.

Per Definition ist ein Kriechstrom ein ungewollter und unkontrollierter Strom, der entlang der Isolation eines Leiters fließt. Ja, richtig, entlang der Isolation. Das sollte im Normalfall nicht passieren, den es ist eine der Aufgaben einer Isolation, ungewollte Ströme zu verhindern. Dennoch kann dieser Effekt auftreten. Ursächlich dafür sind Verunreinigungen wie Staub, Fette, Öle oder andere Flüssigkeiten die sich auf der Isolation sammeln und mit oder ohne Luftfeuchtigkeit eine Leitfähigkeit entwickeln. Diese Verunreinigungen bekommen, beispielsweise an den Leiterenden oder durch Risse in porösen, alten Isolationen Kontakt zum Leiter. Schon ist eine leitfähige Verbindung hergestellt und der Strom sucht sich seinen Weg.

Gleiches kann in Geräten passieren, wenn dort Dreck, Staub und Feuchtigkeit eindringt. Aber auch Schäden in der Elektronik können Kriechströme verursachen. Ihr müsst also, wenn ihr einen Kriechstrom entdeckt habt, der Ursache auf den Grund gehen.

Alter Dreck und Beläge können zu Kriechströmen führen.
Alter Dreck und Beläge können zu Kriechströmen führen.

Einen Kriechstrom feststellen

Wenn ein Fahrzeug regelmäßig gefahren wird, kann ein Kriechstrom unentdeckt bleiben. Die Batterie wird oft genug geladen, so dass das Problem lange oder gar nicht zu Tage tritt. Über einen längeren Zeitraum hinweg kann ein kleiner, stetiger Entladestrom allerdings die Batterie mürbe machen, wie wir hier erklären: Wie die Batterie funktioniert. Es können aber auch andere Symptome oder scheinbar unerklärliche Effekte auftreten, gerade wenn Steuergeräte betroffen sind.

Um nicht erst in ein Problem zu laufen, empfiehlt es sich im Rahmen der Fahrzeugwartung auch nach einem Kriechstrom zu sehen. Dazu ist es immer gut die Normalsituation zu kennen. Seid ihr euch sicher, dass euer Fahrzeug keine Kriechströme hat, solltet ihr den Ruhestrom messen. So ermittelt ihr, was bei eurem Fahrzeug normal ist, denn im Ruhezustand sind ja doch einige Verbraucher, wie Wegfahrsperre, Fahrzeug-Steuereinheit, Zentralverriegelung oder eine Uhr, aktiv. Bei Oldtimern die solche Verbraucher nicht haben, sollte der Ruhestrom dann tatsächlich nahezu Null sein.

Fehlerbereiche minimieren

Hat euer Fahrzeug zusätzliche elektrische Systeme wie ein Doppelbatteriesystem oder eine Solaranlage, kann auch darin die Ursache für die ungewollte Energieabwanderung stecken. Wenn möglich, trennt diese Systeme physikalisch ab. Sollte sich damit der Kriechstrom schon erledigt haben, seid ihr einen großen Schritt weiter und ihr könnt euch mit der Fehlersuche rund um dieses System beschäftigen. Wenn nicht, habt ihr zumindest einen eine mögliche Fehlerquelle ausgeschlossen und gleichzeitig Seiteneffekte beim Messen eliminiert.

Messen mit oder ohne Trennung

Es gilt also den Ruhestrom zu messen, genauer gesagt, den normalen Verbrauch, wenn das Fahrzeug in totaler Ruhestellung ist. Deshalb solltet ihr auch 30 Minuten nach dem Ausschalten des Fahrzeugs warten, damit alle Systeme in den Stand-By gehen konnten. Dann gibt es zwei Möglichkeiten: Die etwas ungenauere ist die Mittels einer Stromzange. Bei ihr muss die Zange lediglich in der richtigen Richtung um das Plus- oder Minuskabel gelegt werden, ein Abschrauben der Polklemmen ist nicht nötig. Unserer Erfahrung nach ist das die ungenauere Methode, da es zu Störungen von Außen kommen kann.

Besser ist eine Messung mittels eines Messgerätes (Multimeter), dass in den Stromkreis eingeschliffen wird. Dabei unterscheiden wir zwei Methoden. Die eine verhindert, dass der Stromfluss beim Einschleifen unterbrochen wird. Diese Methode muss angewendet werden, wenn bei eurem Fahrzeug der Strom nicht unterbrochen werden darf oder sollte. Im einfachsten Fall weckt die Unterbrechung einige Systeme wieder auf, was die Messung verfälscht. Im ungünstigsten Fall, bei vielen elektronischen Systemen und Stellmotoren, kann das mit einem nicht mehr fahrbereiten Fahrzeug enden. Dann muss alles in einer Werkstatt wieder einjustiert werden. Üblicherweise verlieren Radios bei Stromverlust ihre Daten und die Diebstahlsperre greift. Ihr solltet dann den Entsperrcode des Radios bereit halten. Sollte euch ein Vorbesitzer diesen Code nicht mit ausgehändigt haben, könnt ihr ihn mittels Besitznachweis bei einem Markenhändler erfragen.

Hat euer Fahrzeug nichts von alledem, könnt ihr einfach die Minus-Polklemme abschrauben und das Messgerät zwischen dem Minuspol der Batterie und der gelösten Polklemme schalten. Empfehelnswert sind Messspitzen, die geklemmt werden können, beispielsweise als sogenannte Krokodilklemme in universellen Kabelsets: Messleitungen für Multimeter.

Kriechstrom-Messung durchführen

Bevor ihr misst sollte der Wagen, wie bereits erwähnt, bereits gut 30 Minuten stehen und die Zündung ausgeschaltet sein. Das gilt natürlich nur dann, wenn Steuergeräte und andere Elektronik verbaut sind, da diese dann spätestens im Stand-By sein sollten.

Alle Türen sollten geschlossen (zumindest sollte die Steuereinheit das denken), alle Verbraucher abgeschaltet sein. Das Fahrzeug verriegeln und wenn möglich den Alarm deaktivieren. Hat euer Fahrzeug einen Motorhaubenschalter, solltet ihr den abkleben, damit ihr an die Batterie kommt, sofern diese im Motorraum ist. Wenn ihr auch im Fahrzeug messen müsst, könnt ihr auch den Türkontakt abkleben, damit dass Steuergerät keine offene Tür erkennt. Checkt auch die Deckenleuchten, dass sie wirklich aus sind.

Das Messgerät ist gemäß dessen Anleitung in den Gleichstrommessbetrieb zu schalten und die Messspitzen entsprechend einzustecken. Ist die Höhe des Stroms zunächst nicht bekannt oder werden höhere Ströme erwartet, mit der Messung im Ampere-Bereich (A) anfangen. Ist dieser zu groß, kann in den Milliampere-Bereich (mA) umgeschaltet werden. Bei einigen Messgeräten gibt es für den Ampere- und Milliampere-Bereich eigene Anschlüsse.

Darf der Strom nicht unterbrochen werden, lockert ihr zunächst die Klemmschraube der Minus-Polklemme, nehmt aber die Klemme noch nicht ab. Dann befestigt ihr sicher die Plus-Messspitze des Messgeräts mit der Minus-Polklemme. Mit der Minus-Messspitze geht ihr auf die Mitte des Minuspols der Batterie. Wenn ihr jetzt vorsichtig die Polklemme nach oben löst, fließt der Strom einfach durch das Messgerät weiter und wird nicht unterbrochen. Auf der Anzeige könnt ihr dann den Ruhestrom ablesen.

Ist eine Unterbrechung des Stroms kein Problem, löst einfach die Minus-Polklemme und verbindet die Plus-Messspitze mit der Klemme und die Minus-Messspitze mit dem Minuspol der Batterie.

Kriechstrom finden - Strom messen, wenn kurzzeitige Unterbrechung möglich ist.
Kriechstrom finden – Strom messen, wenn kurzzeitige Unterbrechung möglich ist.

Wert interpretieren

Wird ein Strom angezeigt, ist die Frage, ob er noch im Rahmen des Normalen liegt? Habt ihr, wie oben erwähnt, bereits einmal den normalen Stromverbrauch im Ruhezustand ermittelt, habt ihr einen Vergleichswert. Ansonsten können euch nur ungefähre Erfahrungswerte die Antwort geben, denn gerade bei Fahrzeugen mit viel Elektronik und Ausstattungsmerkmalen können die Werte stark voneinander abweichen.

Komplett elektronikfreie Oldtimer sollten keine Ruheströme haben. Als grobe Daumenregel könnt ihr folgende Werte annehmen: Fahrzeuge mit Steuergerät, Funkfernbedienung und Radio sollten zwischen 30 und 50 mA Ruhestrom haben. Wird mehr als 70 mA gemessen, lohnt es sich genauer hinzusehen. Kurz noch einmal die Verbraucher im Kopf durchgehen, vielleicht gibt es ja eine Erklärung für den Strom. Wenn nicht, solltet ihr euch auf die Suche nach dem Leck machen.

Rechnen wir den Verbrauch einmal für einen Wert von 800 mA aus, den ich einmal gemessen habe. Das wären 800 mA x 24 Stunden = 19,2 A pro Tag oder gute 10 Watt. Eine 80 Ah Batterie ist dann nach vier bis 5 Tagen leer. In der Praxis dürfte sie früher aufgeben, wenn sie nicht mehr fit und voll geladen war.

Leckstelle ermitteln

Hat eure Messung einen unakzeptablen hohen Strom ergeben, gilt es nun die Stelle ausfindig zu machen. Auch hier gilt wieder, je nach Fahrzeug, ohne den Stromfluss zu unterbrechen.

Deshalb begeben wir uns jetzt zum Sicherungskasten. Flachstecksicherungen haben in der Regel an ihrer Oberseite zwei Öffnungen. Dort können wir mit dem Multimeter-Messgerät eine Spannungsmessung durchführen. Wir messen die Spannung und nicht den Strom, um nicht die Sicherung abziehen zu müssen, was ja eine Unterbrechung bedeuten würde. Euer Messgerät sollte in der Lage sein Millivolt anzeigen zu können, also mindestens 0,001 Volt. Leider erfordert diese Vorgehensweise ein bisschen Rechnen, aber es ist in diesem Fall die sicherste.

Kriechstrom finden - Messpunkte an einer Flachstecksicherung.
Kriechstrom finden – Messpunkte an einer Flachstecksicherung.

Der Spannungsabfall kommt zustande, weil ein Strom durch den Widerstand des Sicherungsmaterials fließt. Ohne fließenden Strom gäbe es den Spannungsabfall nicht. Der Widerstand der Sicherung reduziert die Spannung leicht in einen festen Verhältnis zum Strom und dem Widerstandswert. Über das Ohmsche Gesetz ermittelt ihr dann den Strom:

Spannung U(V) / Widerstand R(Ω) = Strom I(A)

Die Widerstandswerte für die einzelnen Sicherungen könnt ihr in dieser Tabelle ablesen:

Ungefähre Widerstandswerte für KFZ-Flachstecksicherungen

Sicherung in Ampere (A) Widerstand in Milliohm (mOhm)
5 16 – 20
7,5 11 – 12
10 6,8 – 7,3
15 4,5 – 4,8
20 3,2 – 3,4
25 2,5 – 3,4
30 1,79 – 1,85
35 1,5 – 1,6
40 1,35 – 1,4

Messt ihr beispielsweise 1,7 mV Spannungsabfall an einer 15 A Sicherung, würde sich der Strom wie folgt ergeben:

1,7 mV / 4,8 mΩ = 354 mA

Findet ihr dabei einen Strom, der den Großteil oder den gesamten gemessen Kriechstrom abdeckt, habt ihr den betroffenen Zweig gefunden.

Spannungsabfall an einer Sicherung messen.
Spannungsabfall an einer Sicherung messen.

Könnt ihr problemlos den Strom unterbrechen, kann die Sicherung auch einfach gezogen und der Stromfluss direkt zwischen den Steckkontakten der Sicherung gemessen werden. Wenn ihr zu zweit seid oder die Sicherungen in Griffweite der Messung an der Batterie liegen, könnt ihr auch eine Sicherung nach der anderen ziehen und wieder stecken. In dem Stromzweig der Sicherung, bei der der gemessene Strom an der Batterie deutlich zurückgeht oder auf Null sinkt, liegt das Problem.

Den Kriechstrom weiter eingrenzen

Das Problem muss jetzt weiter eingegrenzt werden. Es kann auf der Zuleitung zur Sicherung liegen, wenn dies eine einzelne Leitung ist oder auf der abgehenden Seite. Das gilt vom Sicherungskasten bis zum Verbraucher. Wenn ihr den Verbraucher abtrennen könnt, beispielsweise durch Steckerziehen, macht das. Hört der Stromfluss an der Sicherung jetzt auf, sind wahrscheinlich der Verbraucher oder seine Steckanschlüsse nicht in Ordnung.

Bleibt der Stromfluss bestehen, ist es ein Problem mit der Zuleitung, also dem Kabel, den Steckern, Buchsen oder Crimpkontakten bis zum Ende der Leitung. Sind Verschmutzungen auf der Leitung oder an deren Ende zu erkennen, sprüht das Kabel mit Kontaktspray ein und wischt es sauber. Insbesondere die Enden, wo die Stecker, Buchsen oder Klemm- und Crimpverbindungen sitzen gut reinigen und die Kontakte an den Enden mit Kontaktspray einsprühen. Bei diesen Arbeiten ein Kontaktspray ohne Oxidschichtlöser (nicht ätzend) einsetzen.

Gluehbirne-Idee-Erklaerung

Kontaktspray leitet nicht!

Was ist eigentlich ein Kontaktspray und wie funktioniert es? Kontaktsprays sind Kriechöle auf Petroleumbasis, die dank ihrer geringen Oberflächenspannung auch gegen die Schwerkraft Flächen benetzen. Dabei reinigen und schützen sie vor Korrosion, da sie einen sehr dünnen Film auf deren Oberfläche hinterlassen. Zudem sind sie hydrophob, was Wasser und Feuchtigkeit verdrängt, eine Ursache von Kriechströmen und Korrosion.

Entgegen der häufigen Annahme ist das Kontaktspray selbst nicht leitend. Das wäre ja auch fatal, denn wenn ihr damit Kontakte und Verbindungen einsprüht, würdet ihr ja jede Menge Kriechströme erst erzeugen.

Richtig angewendet sprüht ihr die elektrischen Kontakte, Stecker oder Buchsen ein und lasst das Mittel wirken und abtrocknen. Das geht sehr schnell.

Es gibt auch Kontaktsprays mit ätzender Wirkung. Diese werden verwendet, wenn die Kontaktflächen bereits korrodiert sind. Gerade bei Kupfer kann das passieren, da sich Kupfer von selbst eine nichtleitende dünne Schutzschicht aus Kupferoxid zulegt. Für ein Kabel ist das ok, für einen Kontakt nicht. Der Säureanteil in solchen Kontaktsprays befreit die Kontaktoberfläche von der Oxidschicht. Ihr müsst das eingesprühte Teil allerdings ein zweites Mal reinigen, um weitere Reaktionen an den Materialien zu verhindern. Dazu ein einfch ätzfreies Kontaktspray verwenden.

Übrigens, das bekannte und beliebte WD40 ist als Kriechöl auch ein sehr gutes und silikonfreies Kontaktspray. Habt ihr das bereits im Regal, benötigt ihr kein weiteres Spray.

Ursache Stecker

Wenn es nur immer so einfach wäre, dass ihr einem Kabel folgt, es reinigt und fertig ist die Sache. Nicht selten sind allerdings Stecker und Buchsen verantwortlich. Dort können auch schon Mal 20 oder mehr Kabel zusammenkommen, gerade im Bereich des Steuergerätes. Wenn zwischen diesen Kontakten Kriechströme laufen, kann es zu den lustigsten Effekten kommen. Zitternde elektronische Anzeigen, Motoren im Notlauf, leuchtende Warnanzeigen und vieles mehr.

Es ist nicht sehr effizient den Stecker bzw. die Buchse jetzt Leitung für Leitung durchzumessen. Besser ist es das als Ganzes zu behandeln und Stecker und Buchse zu reinigen. Dazu verwendet ihr ebenfalls Kontaktspray. Buchse und Stecker damit einsprühen und gröbere Verschmutzungen mit einem Lappen abwischen. Für solche filigraneren Teile gibt es auch Druckluft in Dosen, die für die Reinigung und das Ausblasen von Schmutz in der Elektronik verwendet werden. Solltet ihr einen Werkstattkompressor haben, könnte der je nach Düse und Gefühl zu stark sein.

Das Problem kann auch vor den Sicherungen liegen

Habt ihr alle Sicherungen durchprobiert und konntet nichts feststellen, dann muss das Problem in einem unabgesicherten Bereich liegen, sofern das Zündschloß sauber trennt. Ein Klassiker ist beispielsweise der Stromanschluß des Anlassers. Der liegt oft ungünstig unter dem Fahrzeug und ist allen Widrigkeiten ausgesetzt. Staub, Dreck, Schlamm und natürlich viel Wasser und Feuchtigkeit. Zudem kommt hier keine Sonne zum trocknen hin. Entwickelt sich über den Anschluß mit den Jahren eine leitfähige Dreckschicht, vielleicht auch nur bei regnerischem, feuchten Wetter, bildet sich mit der Zeit die erwähnte leitfähige Schicht.

Kriechstrom finden - Potentielle Leckstelle Anlasserkabel
Kriechstrom finden – Potentielle Leckstelle Analsserkabel

Bei älteren (bis in die 1970er Jahre) oder ehemals militärischen Fahrzeugen können einige Verbraucher ohne Sicherung angeschlossen worden sein, beispielsweise die Anhängersteckdose. Diese Verbindungen werdet ihr also am Sicherungskasten erst gar nicht finden. Nötigenfalls und wenn vorhanden, hilft ein Blick in den Stromlaufplan eures Fahrzeugs.

Ursache Lichtmaschine

Das dicke Pluskabel der Batterie geht direkt zum Anlassermotor und weiter zur Lichtmaschine. Am Anlasser finden sich dann oft die Abgänge zum Zündschloss, Warnblink und Lichthupe, die ja alle auch ohne Zündung funktionieren. Diese können aber auch direkt von der Batterie kommen. Bis auf das Kabel zur Lichtmaschine werden die anderen wieder über Sicherungen geführt.

Wenn ihr den Lichtmaschinenanschluss B+ (Batteriestrom vom Anlasser kommend) abzieht und der Kriechstrom hört auf, kann es auf einen Defekt in der Lichtmaschine hinweisen. In dem Fall den Lichtmaschinen-Stecker für und das Kabel an Klemme B+ reinigen und erneut messen. Ist der Leckstrom dann immer noch nicht weg, ist wahrscheinlich die Lichtmaschine bzw. ihre Regelelektronik kaputt. Meistens liegt an den Leistungsdioden auf der Plus-Seite, die den Batteriestrom auf der Plusseite blocken. Ist mindestens eine davon eine durchgebrannt, kann der Stromkreis über die Diodenplatte der Lichtmaschine zum Minuspol der Batterie geschlossen werden. Oft sind diese dann auch höhere Ströme, die über 1 Ampere betragen können.

Alte Fahrzeuge haben (bis ca. 1970) haben durchaus noch Dynamos eingebaut, die Gleichstrom erzeugen. Diese haben keine Gleichrichter-Elektronik. Dort lohnt sich dann ein Blick in den zumeist externen Regler mit alten rissigen Bakelit-Deckeln. Vielleicht ist Feuchtigkeit darin das Problem.

Viel Erfolg bei der Suche

Wenn ihr Glück habt, ist das Leck schnell gefunden. Aber es kann auch eine langatmige nervige Suche werden, denn wie Wasser auch sucht sich der Strom seinen Weg, Effekte inklusive. Das beste ist strukturiertes Vorgehen und wenn ihr irgendwo schon zugange seid oder Kabel freigelegt habt, reinigt sie und ihre Kontakte gleich. Was erledigt ist, ist erledigt.

Gluehbirne-Idee-Erklaerung

Stromlaufpläne helfen!

Wer zumindst etwa seinen Stromlaufplan lesen kann und zudem noch einen von seinem Fahrzeug besitzt, kann ihn nutzen um die Leckstelle einzugrenzen. Zumindest für die Erstdiagnose.

Zugegeben, je älter das Fahrzeug ist, je einfacher dürfte der Plan sein. Bei meinem Oldtimer ist er sehr einfach und deshalb habe ich mich zuerst hingesetzt und alle Leitungen markiert, die bei Zündung aus Strom führen. So findet ihr die Schalter, Geräte und Steckverbinder zu denen Leitungen laufen, die bei ausgeschalteter Zündung bereits Strom führen. Ihr kommt dann schneller und zielgerichteter mit dem Messgerät ans Ziel.

In diesem alten Schaltplan einer Land Rover Serie 2a habe ich alle Leitungen rot markiert, die in Ruhestellung stromführend sind und somit potentiell als Leckstellen in Frage kämen. Zudem habe ich die Problemfelder in schwarz umkreist, wo ebenfals Leckstöme möglich sind. Möglich, weil dort Kontakte nah beieinander liegen und Stellen teilweise dem Schmutz ausgesetzt sind. Das ist bei „25“ der Regulator, wo ein Cut-Off-Relais drin ist, welches die Batterie von den Wicklungen im Regulator und dem Dynamo trennen sollte. Ansonsten kann sich die Batterie darüber entladen. Und das sind bei „3“, „18“ und „19“ Schalter.

Kriechstrom - Stromlaufpläne helfen bei der Fehlersuche.
Kriechstrom – Stromlaufpläne helfen bei der Fehlersuche.