EMV-Prüfung und Netzanalyse
Als VdS-anerkannter Sachkundiger für EMV-gerechte elektrischer Anlagen (EMV-Sachkundiger) und mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Elektrotechnik und Industrieautomation verfüge ich über die Kompetenz, EMV-Probleme in der Elektroinstallation, in der Steuerungstechnik und in der Dokumentation zu erkennen, entsprechende Lösungen vorzuschlagen und diese auch umzusetzen. Die Fachkompetenz wird konstant durch Informationen und Fortbildungen gefestigt und aktualisiert.
Die steigende Zahl von elektronischen Verbrauchern mit nichtsinusförmiger Stromaufnahme führt zu einer unsymmetrischen Netzbelastung mit mehr oder weniger stark ausgeprägter Oberschwingungsbelastung. Dadurch können Leitungen, Kabel und Verteilungen überlastet werden. Bei zu starker Oberschwingungsbelastung schalten sich Netzteile von elektronischen Verbrauchern (z.B. LED-Beleuchtung) zu ihrem eigenen Schutz ab.
Die nicht EMV-gerechte Montage und Verkabelung von Schaltanlagen in Maschinen und Produktionsanlagen kann zu undefinierten Ausfällen, Störungen und Produktionsunterbrechungen führen. Auch eine fehlerhafte Anordnung der Geräte und Komponenten im Schaltschrank können Probleme und Ausfälle verursachen.
Durch eine Analyse der gesamten Elektroinstallation und Maschinen und Anlagen, der Erdung und des Potentialausgleichs sowie durch Messungen der Netzqualität und -belastung werden Fehler in der Anlage und in der Qualität der Stromversorgung aufgedeckt. Die erkannten Probleme können dann durch gezielte Gegenmaßnahmen eliminiert werden.
Durch Messungen von Ableitströmen, Schutzleiterströmen sowie Oberschwingungsmessungen an verschiedenen Stellen in der Anlage werden die Fehlerquellen identifiziert.
Ihr Nutzen bei einer EMV-Prüfung:
- Eliminieren von Funktionsstörungen, die durch Oberschwingungen , mangelhaften Potentialausgleich, mangelhafte oder fehlende Abschirmung und vagabundierende Ströme im Schutzleiter und im Neutralleiter entstehen
- Vermeidung von EMV-Schäden und Folgeschäden und damit
- Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit und -zuverlässigkeit
- Unterstützung und Hinweise zum Einhalten der unten genannten Vorschriften
Rogowskis-Spulen im Einsatz bei einer EMV-Messung an einem großen Frequenzumrichter
EMV-Probleme äußern sich durch:
- vagabundierende Ströme auf EDV-Leitungen und Abschirmungen verursachen IT-Ausfälle, EDV-Systemabstürze, Reduktion von Übertragungsraten, Datenstau
- Störungen von SPS-Steuerungen, Bussystemen und elektronischen Geräten, sporadische Ausfälle, defekte Baugruppen, Umrichterausfälle
- Fehlauslösungen von RCD-Schaltern
- Ausfall von Netzteilen, Spannungseinbrüche
- Flimmern und Flackern von Bildschirmen und LED-Beleuchtungen (Flicker)
- überlastete Neutralleiter oder PEN-Leiter, dadurch Brandgefahr
- Korrosion und Lochfraß in Rohrleitungen
- Überbeanspruchung von Transformatoren, Verkürzung der Lebensdauer
- überhitzte oder überlastete Motore, verursacht durch Oberschwingungen (5.+11. Harmonische)
- schneller Verschleiß von Kugellagern, unruhiger und rauer Lauf von Motoren
Typische Ursachen für EMV-Probleme sind
- „verPENnte“ Elektroinstallation, d.h. 4-adrige Verkabelung bis in die UV´s, dort eine PEN-Brücke (richtig wäre: ein zentraler Erdungspunkt in der NSHV, ab dort alles 5-adrig)
- fehlende oder fehlerhafte Erdung / Potentialausgleich
- unsymmetrische Netzbelastung
- Oberschwingungen und Ableitströme, z.B. durch Frequenzumrichter, Filter, Schaltnetzteile, LED-Beleuchtung
- fehlende oder fehlerhafte Schirmung von Leitungen und Kabeln, besonders bei Motorleitungen
- falsch verlegte Leitungen und Kabel in der Installation und im Schaltschrank, Schleifenbildung
- Überspannungen durch Schalthandlungen im Netz (Burst)
- Entladung statischer Elektrizität (ESD)
- Überspannung durch Blitzschlag
Netzqualität und Netzanalyse
Durch eine Analyse der Netzqualität mit einer Kurvenaufzeichnung verschiedener Messgrößen können Störgrößen wie Abweichung von der Netzfrequenz, Unterspannung, Überspannung, kurzzeitige Spannungseinbrüche oder Spannungsspitzen, transiente Überspannungen, Spannungsunterbrechungen, Flicker, Unsymmetrie sowie die Oberschwingungsbelastung erkannt werden.
Die Qualität der Versorgungsspannung wird bestimmt durch
- das Netz des Betreibers und dessen Schalthandlungen
- Netzrückwirkungen von Erzeugungsanlagen und Verbrauchsgeräten beim Kunden
- atmosphärischen Erscheinungen (u.a. Gewitter, Sturm oder Raureif)
- Fremdeinwirkungen (u.a. Kabelschaden durch Bagger), die zu Erd- oder Kurzschlüssen führen können.
Beispiele für EMV-Messungen
Oberschwingungsströme an einem Frequenzumrichter
Verlaufskurve von Oberschwingungsströmen und Gesamtverzerrungsfaktor THD (Total Harmonic Distortion) an einem Frequenzumrichter
Verzerrung des Stromes durch Oberschwingungen
Definition Störfestigkeit
Die Störfestigkeit ist die Resistenz eines Systems gegen externe Störquellen, die es ihm bis zu einem gewissen Grad erlaubt, ungestört arbeiten zu können. Normen, die die Grenzwerte für die Störfestigkeit beschreiben, lehnen sich größtenteils an die Merkmale der Versorgungsspannung gemäß EN 50160 an. Die angeschlossenen Maschinen und Geräte müssen dementsprechend eine bestimmte Störfestigkeit besitzen.
Definition EMV
Die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist nach der Definition die Fähigkeit eines Betriebsmittels (Geräte und ortsfeste Anlagen):
- in ihrer/seiner elektromagnetischen Umgebung zufriedenstellend zu funktionieren, (ausreichende Störfestigkeit)
- ohne in diese Umgebung unzulässige Störgrößen einzubringen (begrenzte Störaussendung).
Pflichten des Anlagenbetreibers
Nach der EMV-Richtlinie der EU (2014) und dem gültigen deutschen EMV-Gesetz (2016) ist der Betreiber einer ortsfesten Anlage dazu verpflichtet, die beiden oben in der „Definition EMV“ genannten Forderungen zu erfüllen. Die Anlagen müssen den anerkannten Regeln der Technik entsprechen. Hierzu werden die DIN EN 61000 und die DIN VDE 0100-444 angewendet. Die Dokumentation muss dem aktuellen technischen Zustand der Anlage entsprechen und ist der Bundesnetzagentur auf Verlangen vorzulegen.
