Oberwellen und das Büro abgebrannt

[dc0pz]

Guten Tag zusammen,

anbei eine Kurzeinführung über das Thema Oberschwingungen - fälschlicherweise immer wieder auch als Oberwellen bezeichnet - die ich aus dem Handbuch das ich für einen Messgerätehersteller geschrieben habe zusammen gestellt habe. Da das ganze mit den Tabellen und dem Bild nicht in das Editierfeld paßt habe ich den Ausschnitt kurzer Hand in eine PDF-Datei umgewandelt und als Anhang (Attachment) diesem Beitrag angefügt..
Wenn jemand sagt das Oberschwingungen und Oberwellen das gleiche oder ist es sogar das Selbe möge er mich doch bitte als HF-Fuzzy (studiert), liz. Funkamateur und Sprachler doch darüber aufklären. Sollte mir jemamd den Kopf waschen wollen oder mich zu teufel wünschen weil ich auch beide Ausdrücke an einigen Stellen in der Beschreibung verwendet habe dann hängt das damit zusammen dass in der deutschen Version der Software genau dieser Fehler sich eingeschlichen hat und noch nicht von den Softwareentwicklern geändert wurde. Deswegen habe ich den "falschen" Ausdruck in Klammern dahinter geschrieben. Als Randinfo noch - um die Diskussion richtig anzuheizen - ich komme aus dem gleichen Tätigkeitsbereich wie meine Kollegen Gronemeier und Otto.

MfG

dc0pz

[Oberwelle]

Ein Ingineur schrieb:

Find ich saukomisch das ganze. Ich arbeite nebenher seit drei Jahren in der Entwicklung für Industriecomputer also Steuerungen die das gleiche können wie Eure EDV-Anlage aber sowas hab ich noch nie gehört. Auch die anderen Ingenieure nicht..... Daher wollte ich mal nachhaken. Nichts für ungut...

also ich will keinen beleidigen aber wo habt Ihr studiert ??




Schnappt euch mal ein Ossi und schaut euch mal den Sinus in der Steckdose an.

Was nicht wie ein Sinus aussieht ist auch keiner, sondern ein gemisch aus überwiegend 50Hz ( ~100%), gefogt von 250Hz ( ca.5%), und wiederrum gefolgt von 150Hz ( ca.3%).
In einem Bürogebäude vergess die 3% leg noch kräftig was drauf ( wegen PC Netzteilen und natürlich die USV´s).

Im übrigen gibt es 2 generelle Typen von USV´s

Typ 1 : aus AC wird DC es folgt der ACCU und daraus wird über ein Wandler AC gewandelt.

Typ 2 : AC wird über schnelle Schalter zum Ausgang geführt.
beim Ausfall der Eingangsspannung wird der schnelle Schalter aus der vorher gepufferte Batterie geschaltet.
( über Wechselrichter).

Vorteil Typ 2 die Ausgangsspannung ist die Netzspannung,
nur beim Netzausfall läuft die USV.
Die USV erzeugt fast keine Oberwellenströme, nur der Ladekreis

Nachteil Typ 2 : der schnelle Schalter muß SEHR schnell sein ( mech. fällt hier raus)

[Falcon4]

Die Schaltnetzteile und Frequenzumformer mit Spannungszwischenkreis stellen heutzutage ein rechtgrosses Problem für die Spannungsqualität da. Zumindest bei einphasigen Geräten werden insbesondere ungerade Oberschwingungen "erzeugt". Hier macht die 3. Harmonische den großteil der Probs aus. Da diese sich im Neutralleiter addieren und nicht wie ein wirkstrom sich zu null gibt. Daher auch die Neutralleiter überlastung , teilweise sogar bei korrektem und nicht verringertem Querschnitt. Dieses Phänomen hat auch nicht unbedingt etwas mit der Aufteilung einer DS-Leitung in 3 WSkreise zu tu´n.

[didy]

Original von Falcon4 Dieses Phänomen hat auch nicht unbedingt etwas mit der Aufteilung einer DS-Leitung in 3 WSkreise zu tu´n.

Womit sonst? Wenn ich nur Wechselstromkreise hab, KANN im Neutralleiter gar kein anderer Strom fließen als im Außenleiter (wenn man vom Fehlerstrom im PE absieht ).
Und die Stromkreisverteilung mit ankommender Drehstromleitung ist ja nix anderes als eine Aufteilung von Drehstrom in Wechselstrom....

[Falcon4]

Normaler weise bei symmetrischer belastung addieren sich die Ströme zu null und üner N fliesst kein Strom korrekt. Nun verhalten sich die Oberschwingungen aber etwas anders.
Teilst Du die Verbraucher symmetrsich auf d.h. L1 10A , L2 mit 10A und L3 mit 10A und überall sind Ohmsche Lasten so fliesst im N 0A da die die STröme über die Aussenleitern "zurückgehen". Mit Schaltnetzteilen z.B. in PC´s Fernsehern neue Halogentrafos etc.entstehen auch Oberwellen bevorzugt ungerade vielfache der Grundschwingung(50Hz) diese addieren sich leider auf und ergeben sich net zu null obwohl das DS-System symmetrisch belastet ist. Somit kann hiermit auch der N-Leiter überlastet werden. Hab mal ein Bild einer Thermografie von einer 3-Fach STeckdose eingefügt die Erwärmung beruht auf Oberwellen.

Jepp Diddy haste recht das des ne aufteilung ist.

[didy]

Ja das mit den Oberwellen ist mir schon einigermaßen klar. Ich fürchte, wir haben etwas aneinander vorbeigeredet.

Aber das mit der Thermographie blick ich noch net; was ist das?? Dreifachsteckdose? Drehstromverteiler oder wer oder was?

Gruß
Didi

[Falcon4]

Jepp haben aneinander vorbeigeschnackt.

Es ist ein Stecker von einer Mehrfachsteckdose.Darunter ist ein Kabelkanal mit der Leitung zusehen.
Beispiel: Ein Oberschwingungsstrom von 10 A erzeugt an einer Impedanz von 0,1 Ohm eine Oberschwingungsspannung von 1 V und 10 W Verlustleistung. So hat unser Pauker es uns versucht zu erklären wie diese Erwärmung zu stande kommt. leider habe ich die Werte nicht mehr zur Verfügung.


Oberschwingung Hz Strom [mA] Norm [mA]Anteil der Oberschwingungen [%f]
Grundschwingung 50 1190 100
3. Harmonische 150 967 894,2 84,3%
5. Harmonische 250 666 499,7 58,9%
7. Harmonische 350 349 263 31,6%
9. Harmonische 450 86 131,5 9,3
11. Harmonische 550 63 92,05 5,1
13. Harmonische 650 110 77,88 9,9
15. Harmonische 750 86 67,5 7,9
%f Oberschwingungsgehalt anteilig zur Grundschwingung
aber hier sind ein paar realistische Werte von einem SNT das wir für unsere Technikerarbeit untersucht haben. Dieses Schaltnetzteil wird häufig in Industrieanwendungen als 24 V Spannungsquelle benutzt.

[didy]

Ah okay, den Stecker kann man erkennen.
Daß dieser Heißer ist als die Festinstallierte Leitung dürfte aber entweder daran liegen, daß eben der Kabelkanal die Wärmestrahlung noch in gewisser weiße abhält, oder daß der Querschnitt hier geriner ist (0,75 oder 1,0).
Aber was ist dieser "Dreizack" am Kabelende? Leitung in Ring gelegt und durch irgendwas "abgeschirmt", daß man nicht den kompletten Ring auf der Thermographie sieht?

Das ist jetzt aber nur begrenzt ein spezifisches Oberwellenproblem. Natürlich erzeugen die Oberwellen ströme (wobei mir grad nicht klar ist, ob diese nicht auch zur "Leistung" des Verbrauchsgerätes beitragen; oder ist das reine Blindleistung???). Diese werden jedoch bei nem Wechselstromkreis durch die Sicherung/LS auch mitüberwacht und bei korrekter Auslegung natürlich auch abgeschaltet.
Richtig "interessant" und gefährlich wird das erst, wenn Wechselstromverbraucher an Drehstromleitungen hängen; weil sich dann ja diese Ströme addieren, so daß für die Sicherungen in den Außenleitern noch alles in bester Ordnung ist, während der N gerade Rauchzeichen gibt...

Gruß
Didi

[Falcon4]

Si Sensor ist ja auch hauptsächlich ein N-Leiter Problem bzw. wenn es ein verjüngter Neutralleiter ist.

Ja die Leitung ist einwenig aufgerollt gewesen.

[Horst]

Ich weiß, das mein Beitrag dem Titel "Oberwellen und das Büro abgebrannt" nicht
unbedingt gerecht wird.
Aber es ist auch von anderen schon weiter ausgeholt worden.
Somit möchte ich nur dazu beitragen, das Problem von einer zusätzlichen Seite
zu betrachten, auf die Vielschichtigkeit aufmerksam machen.
In einem Einphasenlasten speisenden Netz (im Stern verschaltetes Dreiphasensystem)
ist der Strom im N-Leiter aller Wahrscheinlichkeit nicht Null.
Im Gegenteil. Selbst bei symetrischer Aufteilung nicht linearer Lasten ist mit einer
erheblichen Belastung des Neutralleiters zu rechnen.
Die Auswirkungen von Oberschwingungen beschränkt sich zwar nicht auf den N-Leiter,
ist aber möglicherweise die Gravierendste.
Meiner Meinung nach ist die dritte Oberschwingung die für diese Betrachtung bedeutendste.
Diese Belastung addiert sich natürlich auf den belasteten N-Leiter noch auf.
Worauf ich im Grunde hinaus will, ist, dass wir in der chemischen Insdustrie auch deshalb
von diesem Phänomen betroffen sind, da teilweise komplette Betriebsabschnitte mit Leuchten
moderner Bauart ausgerüstet sind. Mit elektronischen Vorschaltgeräten eben.
Das provoziert, wie oben schon beschrieben, ebenfalls eine außerordentliche Belastung
des Neutralleiters - obendrein eine zusätzliche Belastung.
Die daraus resultierende Erwärmung des N-Leiters kann Werte annehmen,
die in entsprechender Umgebung den Ex-Schutz in eklatanter Weise verletzen kann.
Bis denne,
Horst