Stromversorgung entstören

»Dirty Power« stört analytische Messsysteme

10. Oktober 2014, 11:21 Uhr | Werner Karau, Powervar Deutschland
Analysegerät
Analysegeräte wie dieses dienen der Kohlenstoff- und Schwefelbestimmung von anorganischen Proben durch Verbrennung.
© Powervar

Um gestiegenen Ansprüchen an Präzision, Langlebigkeit oder Verhalten zu genügen, müssen Werkstoffe wie Hartmetall oder Siliziumcarbid heute den Vorgaben exakt entsprechen. Präzise Analysen der Materialien sind unerlässlich. Doch »Dirty Power« wird sensiblen Messgeräten nicht selten zum Verhängnis.

Die großen Elektromotoren vieler Anlagen einer Produktionsumgebung bewirken häufig Störungen im Stromnetz, die zu scheinbar unerklärlichen Messfehlern und Software-Abstürzen führen können. Leco, Anbieter anylytischer und metallografischer Instrumente ist zum Erkennen und Beseitigen derartiger Störungen eine Zusammenarbeit mit dem Unternehmen Powervar eingegangen. Das Ergebnis ist eine vereinfachte Fehlersuche und mit speziellen Stromkonditionierern lassen sich Störungen auf dem Netz selbst in sehr schwierigen Umgebungen wie der Erzverarbeitung ausfiltern, so dass zuverlässige Messungen gewährleistet sind.
 
Unerklärliche Messfehler

Anorganische und organische Elementaranalytik, Metallographie und Spektrometrie gehören zu den Spezial­gebieten von Leco. Die hochpräzisen Geräte des Unternehmens bestimmen beispielsweise den Kohlenstoff- und Schwefelgehalt in Metallen oder Keramiken und werden weltweit in verschiedensten Laboratorien eingesetzt, von Universitäten bis hin zu Fertigungsbetrieben wie Gießereien. Das industrielle Umfeld stellt jedoch eine besondere Herausforderung für die Technik dar, wiederholt kam es hier zu Softwareabstürzen, zu Mess- und Steuerungsfehlern, die nicht auf die Messinstrumente zurückgeführt werden konnten. »Nachdem wir alles andere – teils sehr kostenintensiv durch den Austausch der Hardware – ausgeschlossen hatten, blieb als Auslöser nur die Spannungsversorgung in den Unternehmen«, berichtet Thomas Post, Serviceleiter bei der deutschen Niederlassung von Leco.

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Störungskurve
Art und zeitliche Häufung der Störungen weisen auf das Einschalten und Betreiben großer Lasten als Fehlerursache hin.
© Powervar

Schaltvorgänge als Störquelle

Da etliche Steuersignale der hochmodernen Analysegeräte eine präzise Synchronisation zur Auswerteeinheit benötigten, kann es durch Spannungsspitzen oder Frequenzabweichungen in den oft veralteten Verteilernetzen der Betriebe zu Störungen kommen – ein sozusagen hausgemachtes Problem dieser Firmen. Um dennoch zu verlässlichen Analysen zu kommen, ging Leco über den üblichen Servicerahmen hinaus und beauftragte Powervar Deutschland mit der Untersuchung der betroffenen Netze. Die Messungen zeigten eine Tendenz zur Spannungseinbrüchen, was auf Betriebsmittel mit schwankender Stromaufnahme hinweist.

Noch viel wichtiger war aber der Zusammenhang zwischen den Spannungseinbrüchen auf der Phase und der Zunahme der Störspannung zwischen Null- und Erdleiter. Die Einbrüche betrugen zeitweise bis zu 124 V. Dies lässt auf das Einschalten oder Verwenden großer Lasten, etwa starker Elektromotoren, als Ursache schließen. Dafür sprach auch, dass das Phänomen regelmäßig zu bestimmten Uhrzeiten gehäuft auftrat, das Arbeiten mit den Messgeräten wurde dann fast unmöglich. Hinzu kamen kurze Stromunterbrechungen und deutliche Verformungen in der üblichen Sinuskurve der Versorgungsspannung. »Für uns wie für den Kunden war das Ergebnis in dieser Deutlichkeit sehr überraschend«, räumt Post ein.


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