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Spannungsunterbrechung Electronic Breaker Unit sorgt für die stabile 230-VAC-Versorgung

| Autor / Redakteur: Tobias Prem * / Gerd Kucera

Die unterbrechungsfreie Stromversorgung garantiert im Fehlerfall die sichere Energieversorgung der Verbraucher. Falsch! Nicht selten schaltet sie im Batteriebetrieb aus Gründen des Eigenschutzes ab.

Bild 1: Kennlinie “C” Leitungsschutzschalter.
Bild 1: Kennlinie “C” Leitungsschutzschalter.
(Bild: E-T-A)

Die Energiesicherheit spielt in der Industrie die zentrale Rolle und wird großflächig diskutiert. Zusätzliche Themen wie Energiewende und alternative Energien unterstützen dies. Zur Produktion von Gütern, zum Generieren von Daten sowie zur Kommunikation benötigen wir Spannung und Strom. Ausnahmslos.

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Wer kennt diese Situation nicht? Sie sitzen am PC, bearbeiten eine Datei und plötzlich sind aufgrund einer Spannungsunterbrechung alle Daten weg.

Eine Spannungsunterbrechung von >10 ms, also 0,5 Perioden, ist nach EN61000-6-2 und EN55024 bereits ausreichend, um AC-Verbraucher nicht mehr betreiben zu können. Mit einer USV wäre das nicht passiert. So argumentieren sehr viele Industrieunternehmen.

Auch deshalb sind AC-USV-Anlagen in der Chemie-, Pharma-, oder Automobilindustrie, in der Energie- und Gebäudetechnik und auch in der Telekommunikation unentbehrlich. Die unterbrechungsfreie Stromversorgung stellt dabei auch bei Netzausfall die Versorgungssicherheit mit Energie durch den Batteriebetrieb sicher und schützt vor Datenverlust – möchte man meinen.

Warum Leitungsschutzschalter nicht immer auslösen

Bei allen Vorteilen haben AC-USV-Anlagen auch ihre Nachteile. Neben hohen Investitionskosten besteht vor allem die Problematik, dass die zur Verfügung gestellte Ausgangsleistung aus technischen Gründen begrenzt ist. Die unterbrechungsfreie Stromversorgung begrenzt den Maximalstrom. Dies geschieht zum Eigenschutz der internen Elektronik (z.B. Gleich- und Wechselrichter). Deshalb kann die USV über den Nennstrom hinaus im Batteriebetrieb nur begrenzt Überstrom liefern. Bei Überlast wird zunächst die Spannung minimiert. Die Grenzwerte sind hier nach EN 62040-3 vom Hersteller der USV anzugeben.

Ergänzendes zum Thema
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Dieser Autorenbeitrag ist in der Printausgabe ELEKTRONIKPRAXIS Sonderheft Leistungselektronik & Stromversorgung erschienen. Diese ist auch als kostenloses ePaper oder als pdf abrufbar.

Bei zu hoher Belastung durch Kurzschluss wird die maximale Belastungsgrenze der USV (typische Werte sind dabei 1,5 - 3 x IN) sehr schnell überschritten. Die gesamte USV schaltet aus Gründen des Eigenschutzes ab. In diesem Fall ist der ursprüngliche Sinn der Anlage, die Energiesicherheit, nicht mehr erfüllt. Bei einem einzigen fehlerhaften Lastkreis ist also auch für alle anderen Verbraucher die Versorgungssicherheit nicht gegeben. Dies kann einen Anlagenstillstand sowie undefinierte Zustände mit allen damit verbundenen Gefahren zur Folge haben.

Ein sekundärer Überstromschutz, der durch die Ausgangsleitung der USV im Batteriebetrieb bei Kurzschluss nicht ausgelöst wird, begünstigt diese Situation. Häufig kommen konventionelle Leitungsschutzschalter zum Einsatz. Diese reagieren in dieser Überlastsituation erst nach Minuten oder gar nicht. Grund dafür ist die Tatsache, dass ein herkömmliches Schutzelement einen hohen Strom zur Auslösung benötigt. Allerdings kann die USV nur einen spezifiziert begrenzten Strom zur Verfügung stellen.

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