Was ist eine Oberschwingung
In der Beleuchtungsindustrie bezieht sich der Begriff “Oberschwingung” (Harmonische) auf eine Komponente eines verzerrten oder nicht-sinusförmigen periodischen Signals, deren Frequenz ein nicht-nullwertiges ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz des Signals ist. Oberschwingungen können bei Strömen oder Spannungen auftreten und werden typischerweise durch nichtlineare Lasten im elektrischen System verursacht.
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Oberschwingungen können in der Beleuchtungsbranche zu verschiedenen Problemen führen. Ein häufiges Problem ist Lampenflackern, das bei schnellen Schwankungen des Laststroms oder der Spannung auftreten kann, insbesondere bei Maschinen. Beispiele für Maschinen, die Lampenflackern verursachen können, sind große Motoren beim Anlauf, Maschinen mit Direktumrichtern wie Walzwerksantriebe und Schachtförderanlagen sowie Maschinen, die statische Frequenzumrichter nutzen, wie Wechselstrommotoren und Lichtbogenöfen.
Ein weiteres durch Oberschwingungen verursachtes Problem ist die Überhitzung von Transformatoren und das Auslösen von Schutzschaltern. Dies geschieht, wenn nichtlineare Lasten Strom in abrupten Impulsen statt in Form einer gleichmäßigen Sinuswelle ziehen. Die durch diese nichtlinearen Lasten erzeugten Oberschwingungsströme können in andere Teile des Stromnetzes zurückfließen, was zur Überhitzung von Transformatoren und zum Auslösen von Schutzschaltern führt.
Zur Messung des Vorhandenseins von Oberschwingungen wird häufig der Gesamte Oberschwingungsgehalt (Total Harmonic Distortion, THD) herangezogen. Der THD ist die Summe aller Oberschwingungseffekte und wird in der Regel bis zum 50-fachen Vielfachen der Grundfrequenz (60 Hz in den USA) oder bei 3 kHz gemessen. Es wird empfohlen, dass die Oberschwingungseffekte der Spannung weniger als 8 Prozent relativ zur Grundfrequenz betragen; Werte über 8 Prozent sollten weiter untersucht werden.
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Häufig gestellte Fragen
Was verursacht elektrische Oberschwingungen
Oberschwingungen entstehen, wenn nichtlineare Lasten vorhanden sind, die Netzwechselspannung in Gleichspannung umwandeln. Diese Oberschwingungen gelangen durch das Vorhandensein nichtlinearer elektronischer Schaltgeräte wie Frequenzumrichter (VFDs), Computer-Netzteile und energieeffiziente Beleuchtung in das elektrische System.
Verursacht LED-Beleuchtung Oberschwingungen
Mit der Installation von LED-Beleuchtung besteht die Möglichkeit, dass Oberschwingungsverzerrungen durch die Last entstehen. Diese Verzerrung kann zu einer Belastung der Geräte und des elektrischen Verteilungsnetzes führen, was höhere Wartungskosten und Ausfallzeiten zur Folge hat. Es ist wichtig zu beachten, dass die Auswirkungen der Oberschwingungsbelastung manchmal erst bei einem vollständigen Geräteausfall sichtbar werden.
Wie beeinflussen Oberschwingungen die Spannungsqualität
Oberschwingungsströme wirken sich negativ auf die Spannungsqualität aus, indem sie zu einem Anstieg des Effektivstroms in elektrischen Systemen führen. Dies führt wiederum zu einer Verschlechterung der Qualität der Versorgungsspannung. Darüber hinaus belasten Oberschwingungen das elektrische Netz und können Betriebsmittel beschädigen. Sie können auch den normalen Betrieb von Geräten stören und zu höheren Betriebskosten führen.
Wie prüft man Oberschwingungen in einem Stromnetz
Messen Sie den Gesamten Oberschwingungsgehalt (THD) mit einer Strommesszange, die Oberschwingungen anzeigen kann. Stellen Sie sicher, dass der THD für die Spannung 5% nicht überschreitet, während der THD für den Strom erheblich höher sein kann. Um einen besseren Einblick in die Größenordnung und die Auswirkungen jeder einzelnen Oberschwingung zu erhalten, verwenden Sie einen Netzanalysator.
Beeinflussen Oberschwingungen die Spannung
Oberschwingungsspannungen, die entstehen, wenn Oberschwingungsströme gegen die Impedanz der Oberschwingung fließen, können zu erheblichen Überspannungen führen. Es wurde beobachtet, dass diese Überspannungen Fehlfunktionen von Geräten verursachen, wobei Kondensatoren besonders anfällig für diese Effekte sind.
