USV-Konzepte in KMU – Tipps zu Planung, Umsetzung und Wartung (Teil 2)

Offline-, Line-Interactive- oder Online-USV? Spannungsprobleme maßgeblich!

31.08.2009 | Autor / Redakteur: Frank Repper, Eaton Power Quality / Stephan Augsten

Neben dem Spannungsstoß durch Blitzeinschlag schützt eine USV zusätzlich vor anderen Spannungsproblemen.
Neben dem Spannungsstoß durch Blitzeinschlag schützt eine USV zusätzlich vor anderen Spannungsproblemen.

Im ersten Beitrag dieser dreiteiligen Artikelserie haben wir die Stromverbraucher und ihre Anforderungen analysiert. Doch erst wenn man um mögliche Spannungsprobleme bei der Stromversorgung weiß, kann man die passende USV-Technologie auswählen. Dieser Artikel beleuchtet Herausforderungen und Möglichkeiten bei der kontinuierlichen Stromversorgung.

Systeme zur Gewährleistung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) haben zwei Aufgaben: Sie schützen die Geräte vor Spannungsausfällen und filtern zusätzlich die Spannung.

Entgegen des Idealfalls einer reinen, gleichmäßigen Sinusspannung weist die Spannung aus dem Versorgungsnetz häufig verschiedene Störungen wie Spannungseinbrüche oder harmonische Oberwellen auf. Abhängig davon, wie empfindlich die angeschlossenen Geräte sind, können diese Störungen erhebliche Schäden verursachen und zum Ausfall der Geräte führen.

Im Folgenden nennen wir die möglichen Spannungsprobleme, um uns dann den passenden USV-Ansätzen zu widmen.

Welche Spannungsprobleme gibt es?

Spannungsausfall / Power Failure: Ein Spannungsausfall wird als Nullspannungsbedingung definiert, die mehr als zwei Zyklen dauert (bei 50 Hertz Netzfrequenz = 40 Millisekunden). Dies kann auf die Auslösung eines Unterbrechungsschalters sowie auf Spannungsverteilungs- oder Netzspannungsfehler zurückzuführen sein.

Spannungseinbruch / Power Sag: Spannungseinbrüche sind Spannungen, die kurzzeitig 80 bis 85 Prozent unter dem Normalwert liegen. Sie können auftreten, wenn schwere Anlagen eingeschaltet, große elektrische Motoren gestartet und Starkstromleitungen geschaltet werden.

Spannungsstoß / Power Surge: Spannungsstöße treten bei einer plötzlichen kurzzeitigen Spannungsspitze von bis zu 6.000 Volt auf. Diese Spannungsspitzen gehen normalerweise auf Blitzschläge in der näheren Umgebung zurück.

Unterspannung / Under Voltage: Dies bedeutet, dass die Spannung unter den zulässigen Grenzwert absinkt – für einige Sekunden oder sogar dauerhaft.

Überspannung / Over Voltage: Eine Überspannung tritt auf, wenn die Spannung auf 110 Prozent über dem Normalwert steigt. Die häufigste Ursache hierfür ist die Abschaltung großer elektrischer Anlagen.

Schaltspitze / Switching Transient: Schaltspitzen treten bei einer kurzzeitigen Spannungsspitze von bis zu 20.000 Volt bei 10 bis 100 Mikrosekunden Dauer auf. Sie werden häufig durch sich selbst erhaltende Gasentladungen zwischen zwei Elektroden, sogenannte Lichtbögen, sowie statische Entladung verursacht.

Störspannung / Line Noise: Elektrische Störspannungen, definiert als Hochfrequenzstörungen und elektromagnetische Störungen, haben unerwünschte Auswirkungen auf Schaltungen in Computersystemen oder anderen elektronischen Anlagen.

Frequenzabweichung / Frequency Variation: Hierbei handelt es sich um eine Abweichung von der normalerweise konstanten Netzfrequenz (in Deutschland 50 Hertz oder zum Beispiel in den USA 60 Hertz).

Harmonische Oberwelle / Harmonic Distortion: Harmonische Oberwellen sind Verzerrungen der normalen Wellenform und werden normalerweise von nicht linearen Lasten (zum Beispiel Leuchtstoffröhren) in die Netzleitungen übertragen.

Seite 2: USV-Typen für jeden Bedarf

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