Ströme auf PE/PA-Leitern in Anlagen mit Antriebstechnik Teil 1
Grundlagen zur Entstehung, kapazitiver Einfluss der Leitungen
Dieser Beitrag beschreibt die verschiedenen Ursachen für die Entstehung von Potentialausgleichsströmen in Anlagen, Möglichkeiten zur Messung/Analyse und Maßnahmen zur Vermeidung dieser Ausgleichsströme mit besonderem Bezug auf Antriebsumrichtern. Dabei werden die Phänomene insbesondere aus Sicht der elektromagnetischen Verträglichkeit betrachtet.
Potentialausgleich
Herstellen elektrischer Verbindungen zwischen leitfähigen Teilen, um Potentialgleichheit zu erzielen (IEV 195-01-10).
Schutzpotentialausgleich
Potentialausgleich zum Zweck der Sicherheit (IEV 195-01-15).
Funktionspotentialausgleich
Potentialausgleich aus betrieblichen Gründen, aber nicht zum Zweck der Sicherheit (IEV 195-01-16).
Potentialausgleichsschiene
Schiene als Teil einer Potentialausgleichsanlage für den elektrischen Anschluss einer Anzahl von Leitern zum Zweck des Potentialausgleichs (IEV 826-13-35).
Je nach Spannungsquelle und Vermaschung des Potentialausgleichssystems teilen sich die Ströme demnach untereinander gegenseitig zwischen den PE- und PA-Leitern auf. Dies ist bekannt und wurde auch in früheren Publikationen bereits gut beschrieben, siehe beispielsweise den mehrteiligen Beitrag von Klaus Bödeker und Robert Kindermann „Ableit-/Fehler- und/oder Differenzströme“ aus dem Elektropraktiker 2007 [2].
Dort heißt es u. a.:
„Dem Betreiber einer elektrischen Anlage bleibt gar nichts anderes übrig, als sich über das Vorhandensein und die Werte dieser an den verschiedensten Stellen der Anlage betriebsmäßig vorhandenen Ableitströme gründlich zu informieren. Nur wer sich dieser ‚Herausforderung‘ stellt, kann seine Anlage im Griff behalten.“
Weniger bekannt ist allerdings, dass die Ursachen für die Entstehung dieser PE/PA-Leiter Ströme sehr vielfältig sind.
Sie entstehen oft überhaupt nicht durch das „verursachende“ Gerät, sondern maßgeblich durch die Installation und die vorhandene Anlagenkonfiguration.
Dies zeigt sich nicht zuletzt durch die spektrale Bandbreite (Frequenzanteile), welche die PE-/PA-Leiterströme heute besitzen. Diese kann selbst über 100 kHz hinausgehen. Die Übersicht in Bild 1 zeigt die verschiedenen Frequenzanteile eines Potentialausgleichstroms bei Antriebsumrichtern.
Autor: C. Mieslinger
[1] Die verschiedenen Ursachen und zugehörigen Frequenzbereiche von Strömen auf PE-/PA-Leitern in Anlagen mit Antriebsumrichtern (Quelle: Danfoss/ep)
Gekürzte Version. Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.