#WattStecktDahinter – kompakt erklärt 💡

Reiner 50 Hz Sinus? In der Praxis eher die Ausnahme.

Fast jeder elektrische Verbraucher, der heute ans Netz geht, verzerrt die Spannungskurve ein Stück weit. Oft unbemerkt, bis es zu Störungen kommt.

Was sind Oberschwingungen?

Oberschwingungen sind Spannungs- oder Stromanteile, deren Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz ist, also zum Beispiel 150 Hz, 250 Hz oder 350 Hz. Sie überlagern sich der Grundschwingung und verformen die eigentlich reine Sinuswelle.

Woher kommen sie?

Erzeugt werden sie vor allem durch nichtlineare Verbraucher. Frequenzumrichter, Schaltnetzteile, LED Beleuchtung, USV Anlagen, Gleichrichter, Lichtbogenöfen und zunehmend auch PV und Batteriewechselrichter. Sie alle entnehmen den Strom nicht gleichmäßig, sondern in Portionen, und genau das erzeugt die zusätzlichen Frequenzanteile.

Wie sieht das grafisch aus?

Grundschwingung bei 50 Hz plus eine Oberschwingung, hier zum Beispiel bei 250 Hz, ergeben in der Summe eine sichtbar verzerrte Spannungskurve, mit abgeflachten Scheiteln oder zusätzlichen Beulen, je nach Ordnung der Oberschwingung.

Warum ist das ein Problem?

Ein kurzer Ausblick, mehr dazu in den nächsten Beiträgen.
Sensible Verbraucher können durch die Verzerrung gestört werden. Umrichter können aus dem Takt geraten, unter anderem durch mehrfache Nulldurchgänge. Transformatoren erfahren eine erhöhte thermische Belastung. Höhere Spannungsspitzen und steilere Flanken begünstigen Teilentladungen, mit erhöhtem Verschleiß bis hin zu Kurzschlüssen im Extremfall.

Was tun?

Der erste Schritt ist, Oberschwingungen im Vorfeld sichtbar zu machen, etwa durch Netzberechnung und Prognose, statt erst zu reagieren, wenn Betriebsmittel altern oder ausfallen.

In den nächsten Beiträgen gehen wir genauer auf die Auswirkungen auf einzelne Betriebsmittel und auf konkrete Gegenmaßnahmen ein.