Ableitstromproblematiken in der modernen Wasser- und Abwassertechnik

Nahezu alle modernen Pumpund F√∂rderanlagen enthalten elektronische Steuereinheiten, die es erm√∂glichen, die Anlagen optimal auf die jeweiligen Bed√ľrfnisse einzustellen. Pumpen werden elektronisch mit Frequenzumrichtern geregelt, um effektiv zu arbeiten. Das wirft jedoch ein gro√ües Problem auf: Ableitstr√∂me.

Was sind Ableitstr√∂me, wo entstehen sie und was kann man dagegen tun? Ableitstrome kann man generell in zwei Kategorien unterteilen. Erstens, betriebsbedingte Ableitstrome. Dies sind Ableitstrome, die durch ein funktionierendes Gerat im Betrieb erzeugt werden. Zweitens, nicht betriebsbedingte Ableitstrome auch Fehlerstrome genannt. Diese werden durch ein Bauteil erzeugt, das nicht regelrecht funktioniert und bei dem es uber parasitare Wege zu einem Stromfluss kommt. Dies kann auch durch Feuchtigkeit und Verschmutzung der Fall sein. Betriebsbedingte Ableitstrome konnen verschiedene Ursachen haben. Statische Ableitstr√∂me Statische Ableitstrome flie.en wahrend des Betriebs eines Verbrauchers ohne Vorliegen eines Isolationsfehlers uber den Schutzleiter oder andere leitfahige Teile gegen Erde ab. Verursacht werden diese haufig durch EMV-Ma.nahmen (Entstorkondensatoren, Schirmungen, Leitungskapazitaten, Filterschaltungen, etc.). Einen wesentlichen Einfluss auf Frequenz und Amplitude der betriebsbedingten Ableitstrome haben die Taktfrequenzen (z.B. bei Servo- oder Frequenzumrichtern) und die Tatsache, ob die Gerate einen einphasigen oder dreiphasigen Netzanschluss besitzen. Dynamische Ableitstr√∂me Dynamische Ableitstrome treten nur kurzzeitig auf. Insbesondere bei Schaltvorgangen (Ein-/Ausschalten) von Geraten mit einer Filterbeschaltung konnen hier kurzzeitig Stromspitzen von einigen mA bis A auftreten. Wahrend des Schaltvorgangs ergeben sich durch ungleichma.ige Kontaktgabe unsymmetrische Verhaltnisse (Sternpunktverschiebung der Kapazitaten), welche meist nur wenige ms andauern. Diese reichen haufig aus, um FI-Schutzschalter (engl. RCD = Residual Current protective Device) zum Auslosen zu bringen. Um Fehlerstrome, die einen Menschen gefahrden konnen, zu vermeiden, werden im Allgemeinen handelsubliche RCDs vom Typ A eingesetzt. Diese losen bei einem 50 Hz Fehlerstrom innerhalb der Personen- (‚ȧ 30 mA) und Brandschutzgrenze (‚ȧ 300 mA) zuverlassig aus. Mit einem Frequenzumrichter (kurz FU) konnen aber nicht nur 50 Hz Ableitstrome entstehen. Sollte im Zwischenkreis des Frequenzumrichters ein Fehler auftreten, wird ein glatter Gleichfehlerstrom flie.en. Am Ausgang des FUs oder an der Motorleitung konnen Ableitstrome, bedingt durch die Taktfrequenz, auch im Frequenzbereich bis zu 16 kHz und hoher auftreten. Diese Fehlerstrome konnen von einem RCD Typ A nicht sicher erfasst werden bzw. kann es durch einen Gleichfehlerstrom sogar zu einer Sattigung des RCDWandlerkerns kommen. Dies fuhrt zu einer unsicheren oder im schlechtesten Fall gar keiner Auslosung, auch bei gleichzeitig auftretenden 50 Hz Fehlerstromen. Daher gilt nach: "" VdS 3501 2008-10 (02) Teil 4.2: ‚ÄěK√∂nnen im Fehlerfall glatte Gleichfehlerstr√∂me auftreten, m√ľssen nach DIN EN 61800-5-1 VDE 0160-105-1, DIN EN 50178 VDE 0160 und DIN VDE 0100 530 allstromsensitive Fehlerstrom- Schutzeinrichtungen (RCD) vom Die Fehlerstromschutzschalter der Reihe EPA RCCB erfassen alle Fehlerstromarten entsprechend der Auslosecharakteristik der Publikation IEC 60755; d.h. glatte Gleichfehlerstrome werden zuverlassig erfasst. Alle Schalter des Typs EPA RCCB sprechen auch bei Wechselfehlerstromen mit allen Frequenzen und Mischfrequenzen bis 100 kHz an. Frequenzumrichter an RCD Ein weit verbreitetes Problem sind ungewollte Auslosungen des RCD durch betriebsbedingte Ableitstrome von Frequenzumrichtern. Um die Ursachen verstehen zu konnen, muss man das komplette Umfeld des FUs betrachten. Vor allem die im Rahmen der Elektromagnetischen Vertraglichkeit (EMV) geforderten Emissionsgrenzen zwingen die Hersteller und Betreiber zu Ma.nahmen, die sich negativ auf Ableitstrome auswirken konnen. So werden zum Beispiel EMV-Filter in Frequenzumrichtern verbaut, die Storungen uber Kondensatoren in den PE ableiten. Diese Storungen entstehen z.B. im Eingangsgleichrichter des FUs (Sechspuls-Brucke) oder durch Takt- und Motorfrequenzen. Ahnlich verhalt es sich bei langen, abgeschirmten Motorleitungen, die eine kapazitive Ableitung erzeugen. Ein RCD kann betriebsbedingte Ableitstrome und Fehlerstrome nicht voneinander unterscheiden. Es kommt zu ungewollten Auslosungen, obwohl kein Defekt am Gerat vorliegt. L√∂sungsans√§tze f√ľr die Ableitstromreduzierung Um Ableitstrome effektiv zu reduzieren ist es wichtig zu wissen, in welchem Frequenzbereich die Ableitungen liegen. Dies erreicht man mit einer Differenzstromanalyse im Bereich von 50 Hz bis 100 kHz. Mit einer Fourieranalyse kann man die Amplituden der Storungen im Frequenzspektrum erfassen. Eine einfache und komfortable Moglichkeit dazu bietet das von EPA entwickelte Messund Analysesystem LEAKWATCH. Mit diesem System kann man sich zusatzlich die Auslastung des RCDs anzeigen lassen, sowie Trigger- und Langzeitaufzeichnungen durchfuhren. Wurde nun der entsprechende Frequenzbereich ermittelt, kann man wirksame Ma.nahmen ergreifen. Dabei ist immer zu beachten, dass die gultigen EMV-Vorschriften eingehalten werden. Ein erster Weg gegen Ableitungen der Sechspuls- Brucke ist das eingebaute EMV-Filter im FU zu deaktivieren und ein externes ableitstromarmes (low leakage) Filter zum Einsatz zu bringen. Eine gute Alternative sind auch so genannte 4-Leiter oder 3+N Filter. Dabei werden Gro.teile der Storungen uber den Neutralleiter abgeleitet und stellen damit keine Auslosegefahrdung dar. Fur besonders hartnackige Falle hat EPA das Ableitstromkompensationsgerat LEAKCOMP entwickelt, welches die Ableitungen bei 150 Hz, 450 Hz, 750 Hz (B6 Brucke) wirksam reduziert. Bei Ableitungen im Bereich der Taktfrequenzen (> 1 kHz) bietet EPA das spezielle Filter DAR an. Grundsatzlich sollte bei einer Veranderung der Filterma.nahmen immer die Einhaltung der EMV-Emissionsgrenzwerte durch eine EMV-Messung uberpruft werden. Was bietet EPA? Die EP Antriebstechnik GmbH bietet Losungen fur alle Belange der modernen Antriebstechnik. Das Unternehmen fuhrt Frequenzumrichter, DS-Motore, Servo- Motore, Zubehor und Komplettsysteme; ist Ansprechpartner im Bereich EMV und Ableitstrom; Hersteller von EMV-Filtern und fuhrt EMV-Prufungen im hauseigenen Pruflabor oder vor Ort durch.
 
Kontakt: EP Antriebstechnik GmbH, Fliederstraße 8,
D-63486 Bruchköbel, Tel. (06181) 9704-0, Fax (06181) 9704-99,
E-Mail: info@epa-antriebe.de,
www.epa-antriebe.de, www.epa-filter.de



Copyright: © DIV Deutscher Industrieverlag GmbH (15.11.2011)
 
Name:

Passwort:

 Angemeldet bleiben

Passwort vergessen?