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Netzqualität und Netzanalyse

Ursachen sind häufig Frequenzumrichter, elektronische Vorschaltgeräte oder Wechselrichter. Bereits die Netzteile von Laptops erzeugen Oberschwingungen, die sich, entgegen der Stromrichtung in Richtung Spannungsquelle - sprich zum Einspeisetrafo - hinbewegen. Dabei kann der Stromwert, insbesondere der 3. Harmonischen Oberwelle, einen Betrag annehmen, der durchaus auf gleicher Höhe mit dem 50-Herz-Anteil liegt. Das hat zur Folge, dass der - über eine RCD realisierte -Zusatzschutz lediglich den 50-Hz-Anteil erkennen kann. Einen Fehlerstrom über 100 Hz kann eine RCD vom Typ A nicht erkennen. Jedoch ist die Gefährdung für den Menschen auch im Bereich von über 100 Hz real. Wenn nun viele oberschwingungenerzeugende Betriebsmittel gleichzeitig in Betrieb sind, kommt es durch die Addition der Momentanwerte der Außenleiterströme im N-Leiter zu einer permanenten Überlastung des Neutralleiters. Die Folgen sind bekannt: Verfärbungen oder Verschmorungen des N-Leiters. Eine Möglichkeit die Oberschwingungen etwas einzugrenzen sind z. B. Netzfilter. Diese haben jedoch die Eigenschaft, dass sie Ableitströme erzeugen, die wiederum über den PE abgeleitet werden müssen. Durch die Verbindung der elektrisch leitfähigen Teile eines Gebäudes werden diese nun zu vagabundierenden Strömen, die unkontrolliert durch das Gebäude fließen. In der Praxis ist es bereits mehrfach zu einem kleinen Loch in einer Wasserleitung gekommen, welches aufgrund von vagabundierenden Strömen entstanden ist. Das im Bild (Bild 1) dargestellte Wasserrohr zeigt einen Schaden, der in einem Pflegeheim durch Ableitströme entstanden ist. Ursachen waren Druckerhöhungspumpen für ein größeres Objekt, die über Frequenzumrichter betrieben wurden, die wiederum diese Ableitströme erzeugten.

Im selben Gebäude wurde dann noch einmal der Stromfluss auf der Wasserleitung gemessen (Bild 2). Die immer mehr zunehmende Oberschwingungenproblematik hat auch in die normativen Vorgaben z. B. bei der Leitungsdimensionierung und der Belastbarkeit von Leitungsschutzschaltern Einzug gehalten.

Fazit

Jede Elektrofachkraft kann mit einer TRMS-Leckstromzange bereits eine erste Prognose über eventuell vorhandene Oberschwingungen abgeben und eine umfassende Netzanalyse veranlassen. Die Bildungseinrichtungen des ELKOnet bieten zur Netzanalyse bundesweit Lehrgänge sowohl für den Einsteiger, als auch für den Fortgeschrittenen an.

Eine Elektrofachkraft sollte über die Kenntnisse der Entstehung und Erkennung von Oberschwingungen verfügen. Voraussetzung dafür ist auch weiterhin eine hohe Sicherheit und Verfügbarkeit einer Anlage zu gewährleisten.

Die Inhalte des Seminars zur Netzanalyse sind auf die folgenden Themen ausgerichtet:

  • Probleme der heutigen Elektro-Versorgungsnetze (Ströme auf PE/HES, Netzrückwirkungen, Oberschwingungen, elektromagnetische Felder etc.)
  • Ursachen der fehlerhaften Elektroinstallation: Netzrückwirkungen, Erdung und Potentialausgleich, Korrosion an Rohrleitungssystemen
  • Messtechnische Netzanalyse an verschiedenen Netzmodellen
  • EMV-gerechtes Stromversorgungsnetz
  • Erdung und Potenzialausgleich
  • Netzprobleme durch Oberschwingungen
  • Kenntnisse, die bei Planung, Bau, Erweiterung und Nachrüstung von Verbraucheranlagen eingesetzt werden können

Die oben genannten Inhalte werden praxisgerecht in dem ELKOnet-Seminar aufbereitet. Im Anschluss an das Seminar erhalten die Kursteilnehmer ein Teilnahmezertifikat.