Was ist Harmonische
In der Beleuchtungsindustrie bezieht sich der Begriff "Oberschwingung" auf eine Komponente eines verzerrten oder nicht-sinusförmigen periodischen Signals, dessen Frequenz ein von Null verschiedenes, ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz des Signals ist. Oberschwingungen können in Strömen oder Spannungen auftreten und werden in der Regel durch nichtlineare Lasten im elektrischen System verursacht.
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Oberschwingungen können in der Beleuchtungsindustrie zu verschiedenen Problemen führen. Ein häufiges Problem ist flackerndes Licht, das bei schnellen Schwankungen des Laststroms oder der Spannung, insbesondere in Maschinen, auftreten kann. Beispiele für Maschinen, die flackerndes Licht verursachen können, sind große Motoren beim Anfahren, Maschinen mit Zyklonumrichtern wie Walzwerkantriebe und Minenwickler sowie Maschinen, die statische Frequenzumrichter verwenden, wie Wechselstrommotoren und Lichtbogenöfen.
Ein weiteres Problem, das durch Oberschwingungen verursacht wird, ist die Überhitzung von Transformatoren und das Auslösen von Schutzschaltern. Dies geschieht, wenn nichtlineare Lasten den Strom nicht gleichmäßig sinusförmig, sondern in plötzlichen Impulsen aufnehmen. Die von diesen nichtlinearen Lasten erzeugten Oberschwingungsströme können in andere Teile des Stromnetzes zurückfließen, was zur Überhitzung von Transformatoren und zum Auslösen von Unterbrechern führt.
Um das Vorhandensein von Oberschwingungen zu messen, wird häufig der Klirrfaktor (Total Harmonic Distortion, THD) verwendet. Der THD ist die Summe aller Oberschwingungseffekte und wird in der Regel bis zum 50sten Vielfachen der Grundfrequenz (60 Hz in den USA) oder bei 3 kHz gemessen. Es wird empfohlen, dass die Spannungsoberschwingungseffekte weniger als 8 Prozent im Verhältnis zur Grundfrequenz betragen sollten, und Werte über 8 Prozent sollten weiter untersucht werden.
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Häufig gestellte Fragen
Was verursacht elektrische Oberschwingungen?
Oberschwingungen treten auf, wenn nichtlineare Lasten vorhanden sind, die Netzwechselspannung in Gleichspannung umwandeln. Diese Oberschwingungen gelangen durch das Vorhandensein nichtlinearer elektronischer Schaltgeräte wie frequenzvariable Antriebe (VFDs), Computernetzteile und energieeffiziente Beleuchtung in das elektrische System.
Verursacht LED-Beleuchtung Oberschwingungen?
Bei der Installation von LED-Beleuchtung besteht die Möglichkeit, dass durch die Last Oberschwingungsverzerrungen entstehen. Diese Verzerrung kann zu einer Überlastung der Geräte und des Stromverteilungsnetzes führen, was höhere Wartungskosten und Ausfallzeiten zur Folge hat. Es ist wichtig zu beachten, dass die Auswirkungen der Oberschwingungsbelastung manchmal erst bei einem vollständigen Ausfall der Geräte sichtbar werden.
Wie wirken sich Oberschwingungen auf die Stromqualität aus?
Oberschwingungsströme wirken sich negativ auf die Netzqualität aus, da sie einen Anstieg des Effektivstroms in elektrischen Systemen verursachen. Dies wiederum führt zu einer Verschlechterung der Qualität der Versorgungsspannung. Außerdem belasten Oberschwingungen das Stromnetz und können Geräte beschädigen. Sie können auch den normalen Betrieb von Geräten stören und zu höheren Betriebskosten führen.
Wie prüft man Oberschwingungen in einem Stromnetz?
Messen Sie die gesamte harmonische Verzerrung (THD) mit einem Zangenmessgerät, das in der Lage ist, Oberschwingungen anzuzeigen. Achten Sie darauf, dass der Klirrfaktor für die Spannung 5% nicht übersteigt, während der Klirrfaktor für den Strom wesentlich höher sein kann. Um einen besseren Einblick in die Größe und die Auswirkungen der einzelnen Oberschwingungen zu erhalten, verwenden Sie einen Netzqualitätsanalysator.
Wirken sich Oberschwingungen auf die Spannung aus?
Oberschwingungsspannungen, die entstehen, wenn Oberschwingungsströme gegen die Impedanz der Oberschwingung fließen, können zu beträchtlichen Überspannungen führen. Es wurde beobachtet, dass diese Überspannungen zu Fehlfunktionen von Geräten führen, wobei Kondensatoren für diese Auswirkungen besonders anfällig sind.
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