Oberschwingungen - ein Problem für Sie?

Zur Analyse der Netzqualität bieten wir Ihnen eine große Auswahl an Mess- und Prüfgeräten:

rent-A-meter Geräte-Empfehlungen für THD Messungen

rent-A-meter Geräte-Empfehlungen für umfassende Messungen der Netzqualität

Oberschwingungen - kein Problem für Sie?

Wenn sich bei Ihnen z. B.

  • die Ausfälle von Geräten, Maschinen und Anlagen nach ungewöhnlich kurzer Betriebsdauer häufen,
  • Computern und Netzwerke instabiler als früher arbeiten
  • Motoren neuerdings unerklärlich erhitzen
  • ...

... könnten Oberschwingungen in Ihrem elektrischen Netz die Ursache sein

Oberschwingungen sind periodische Verzerrungen der Sinusschwingungen von Spannung, Strom oder Leistung unserer elektrischen Versorgungsnetze. Oberschwingungen werden durch nichtlineare Lasten verursacht.

Nichtlineare Lasten erzeugen z. B. Bauteile der Leistungselektronik wie Tyristoren, Varistoren und Dioden.

Eingebaut sind solche Bauteile u. a. in

  • Gleichstromversorgungen wie Schaltnetzteilen und USVs von Computern,
  • elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) z. B. in Energiesparlampen
  • Dimmern und Gleichstromsteller,
  • sowie in Stromrichtern und Frequenzumrichtern in Motorantrieben mit regelbarer Drehzahl
  • ...

Oberschwingungen - ein meist hausgemachtes Problem

Der Grund liegt bei uns “Energie-Nutzern” selbst, denn durch die Art der Energienutzung nehmen wir Einfluss auf die Netzqualität.

Geräte wie Dimmer, Frequenzumrichter (z. B. im Staubsauger), Schaltnetzteile z. B. von PCs, Elektronische Vorschaltgeräte in Leuchten, Energiesparleuchten und anderer Leistungselektronik verursachen zum Teil starke Oberschwingungsbelastungen im Netz.

Oberschwingungen sind heute allgegenwärtig

Elektronische Geräte mit nichtlinearen Komponenten haben in nahezu alle Bereiche privater Haushalte und der Wirtschaft Einzug gehalten. Aufgrund der Vielzahl und weiten Verbreitung von Geräten ist in den vergangenen Jahren - von der Öffentlichkeit fast unbemerkt – die Netzqualität weltweit erheblich gesunken.

Die Folgen sind unspezifisch und werden deshalb von den Betroffenen oft nicht auf mangelnde Strom- und Spannungsqualität zurückgeführt.

... und können brandgefährlich werden

Belastungen des Netzes mit Oberschwingungen mindern aber unter Umständen  nicht nur die Lebensdauer von Geräten, sondern bergen noch größere Riskiken wie die Überlastung der Neutralleiter. Denn während sich die Grundschwingungsströme im 3 Phasennetz ausgleichen, addieren sich die Oberschwingungen durch drei teilbarer Ordnung im Neutralleiter.

Dadurch kann der Strom im Neutralleiter größer als in jedem der Außenleiter werden! Dieser Effekt kann unter Umständen zur Überhitzung von Leitungen mit nachfolgender Brandentwicklung führen.

THD: Ein Maß für die Belastung Ihres Netzes mit Oberschwingungen

Die Belastung eines Netzes mit Oberschwingungen wird zweckmäßig mit Kennzahlen beschrieben.

Eine der wichtigsten Kennzahlen ist der Gesamt-Klirrfaktor oder THD  (Total Harmonic Distortion - gesamte harmonische Verzerrung) .

Der THD wird gebildet als Verhältnis vom Gesamteffektivwert aller Oberschwingungen zum Effektivwert der Grundschwingung und in % angegeben.

Ein Wert der THD = 0 bedeutet eine reine Sinusförmige Grundschwingung. Je größer der Wert der THD, um so mehr Oberschwingungen sind vorhanden.

Der Gesamt-Oberschwingungsgehalt THD der Spannung darf nach EN 50160 maximal 8 % betragen. Dies bedeutet bereits eine erhebliche Abweichung der Kurvenform von der idealen Sinuskurve. Übliche Werte für den THD im Niederspannungsnetz liegen heute schon bei 2 ... 5 %.

Was tun?

Zunächst mindestens den Wert der THD zu verschiedenen Tageszeiten im eigenen Netz messen.

Falls Sie überhöhte Werte des THD im Netz finden, läßt sich einiges tun, um wertvolle Geräte zu schützen und  Brandgefahren zu mindern wie z. B.:

  • systematisch problematische Geräte wie z. B. alte Dimmer mit Baujahr vor 1995 (häufig in Stehleuchten) aus dem Verkehr ziehen.
  • bei PCs auf Schaltnetzteile mit aktiven PFC umrüsten
  • ...