Oberschwingungen
Was sind Oberschwingungen?
Als Oberschwingung bezeichnet man Abweichungen der Netzspannung von der Sinusform. Sie werden durch verschiedene Betriebsmittel hervorgerufen und können unterschiedliche Probleme an Stromquellen und technischen Geräten verursachen.
Die elektrische Spannung verläuft im Optimalfall (Grundschwingung) in einer perfekten Sinuskurve, wobei die Polarität gleichmäßig zwischen positiven und negativen Frequenz Werten hin- und herwechselt (Wechselstrom). In der Praxis wird dieser Wunschzustand einer harmonischen Grundschwingung heutzutage jedoch kaum mehr erreicht.
Ursachen für eine Verzerrung der Frequenz
Es gibt unterschiedliche Faktoren für eine Verzerrung der Schwingungen, darunter …
- Betriebsmittel mit einer nichtlinearen Kennlinie (z.B. Transformatoren oder Leuchtstofflampen)
- Leistungselektronische Betriebsmittel (z.B. Gleichrichter)
- Schaltnetzteile mit nichtsinusförmigen Strömen (z.B. in Fernsehern, Computern oder Halogenbeleuchtungen)
… stören die lineare Stromaufnahme. Sie verursachen Oberschwingungsströme, auch Strom-Oberwellen genannt, welche die Sinusspannung verzerren und letztlich zu Oberschwingungen führen.
Auswirkungen von Oberschwingungen
Oberschwingungen können sich negativ auf elektrische Geräte und Stromkreise auswirken. Unter anderem können sie für zusätzliche Erwärmung (z.B. bei Dreh- oder Wechselstrommotoren und Generatoren) sorgen oder die Lebensdauer von Geräten nachteilig beeinträchtigen. Auch Beschädigungen von Schutzgeräten (z.B. Distanzschutz, Überstromschutz) und massive Störung von IT-Anlagen sind möglich.
Wie kann für eine harmonische Grundfrequenz gesorgt werden?
Daher liegt es natürlich im Interesse aller, Oberschwingungen möglichst zu minimieren. Hierbei sind sowohl Netzbetreiber als auch Konsumenten gefordert.
Während Erstere dazu verpflichtet sind, eine gewisse Netz-Qualität sicherstzustellen - die „Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen“ sind in der Norm EN 50160 beschrieben - können Letztere durch die Wahl ihrer elektrischen und elektronischen Geräte Einfluss auf die Ausprägung von Oberschwingungen im eigenen Netz nehmen. Beim Kauf von Beleuchtungseinrichtungen, Haushaltsgeräten & Co. können sich Verbraucher an der Norm EN61000-3-2 orientieren. Diese gibt international geltende Grenzwerte für Oberschwingungsströme vor.
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