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EN 50160: Was bedeutet die Normung, wozu dient sie und wo gilt sie?

Innerhalb der EU ist fast alles genormt, auch die Spannung in den öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen. Hier gilt die EN 50160, die die wichtigsten Merkmale der Netzspannung am Anschlusspunkt definiert und spezifiziert. Aber was genau steht in den Festlegungen? Sind sie für die Sicherheit wirklich notwendig? Muss jeder, der mit Elektrotechnik zu tun hat, sich darum kümmern? Eine Norm, viele Fragen: Wir haben die wichtigsten und häufigsten Fragen zur EN 50160 zusammengetragen und für dich beantwortet.

Wofür gilt die Normung EN 50160?

Die EN 50160 ist eine europäische Norm, die die Qualität der Netzspannung sicherstellen soll. Es geht also darum, eine Normung für die Stromversorgung zu finden: Der Idealfall ist eine Sinusspannung mit konstanter Frequenz und gleichbleibender Amplitude. Allerdings ist das im Normalfall eben nicht gegeben, denn die Lasten schwanken. Es kommt zu Transienten und Ausfällen. Und das ist ein Problem, denn Spannungsänderungen können, wenn sie zu extrem ausfallen, zu einem Ausfall von Maschinen, elektronischen Steuersystemen und selbst Computern führen. Spannungsqualitätsmessungen dienen also erst einmal dazu Spannungsänderungen aufzuspüren und, wo möglich, zu beheben. In der Norm EN 50160 sind die Merkmale der Spannung im öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetz definiert, und zwar nicht nur für das Netz in der Schweiz, sondern europaweit – denn die Stromnetze sind längst länderübergreifend angelegt.

Wie wird die Qualität der Spannung überprüft und welche Merkmale gehören dazu?

Die Merkmale sind:

  • Frequenz
  • Unterbrechungen
  • Flicker
  • harmonische Oberschwingungen
  • interharmonische Oberschwingungen
  • Spannungsschwankungen
  • Spannungseinbrüche
  • kurzfristige Überspannungen
  • Spannungsasymmetrie

In der EN 50160 sind die Grenzwerte für alle diese verschiedenen Informationen festgelegt. Gemessen wird mit speziellen Testgeräten, die in einem robusten Gehäuse sitzen und entweder als Handheld-Oszilloskop oder als fest verbautes Gerät im Schaltschrank angebracht sind.

Welche Angaben zeichnen die Logger auf?

Der Logger zeichnet einfach nur Messdaten auf, und zwar in der Regel über einen längeren Zeitraum hinweg. Diese Informationen werden dann durch einen Benutzer auf dem PC ausgewertet. Logger sind wochenlang oder monatelang im Einsatz. Das Messgerät misst den Wechselstrom und die Stromspannung und zeichnet diese Daten auf. Moderne Geräte leiten die Messwerte der Elektrizitätsversorgungsnetze weiter an Rechner, die diese sofort auswerten und gegebenenfalls schnelle Reaktionen einleiten können. In Verwendung sind aber auch noch ältere Geräte, die eher der langfristigen Überwachung von Spannungsänderungen dienen. Tatsächlich werden im Messwesen beide Varianten gebraucht, denn die dauerhafte Netzauslastung und Stromqualität müssen genauso ermittelt werden wie kurzfristige Änderungen.

Warum sind Überspannungen nicht gut?

Überspannungen überlasten die elektrischen Geräte, die dadurch erheblichen, schlimmstenfalls sogar irreparablen Schaden nehmen können. Abhängig von der Höhe der Überspannung und dem Gerät besteht ausserdem Brandgefahr.

Wo finde ich eine Fassung der EN 50160?

Eine Fassung der EN 50160 im Format PDF ist online zugänglich. Die Normung kannst du dort bis ins Detail nachlesen, und die Angaben sind europaweit verbindlich – alle Grenzwerte müssen in der Schweiz genauso wie in anderen Ländern eingehalten werden. Der komplette Titel der EN 50160 lautet übrigens „EN 50160 Merkmale der Spannung in öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen“. Die Norm definiert und spezifiziert die Merkmale der Netzspannung am Netzanschlusspunkt unter den normalen Betriebsbedingungen. Das klingt kompliziert? Einfachere Erklärungen, um was es in der EN 50160 geht, findest du auf verschiedenen Seiten im Internet zum Thema Netzanalysetechnik!

Was wird am Netz analysiert?

Die Netzanalyse soll erst einmal die Spannungsqualität ermitteln. Danach werden auch Stromeffekte und Impedanzeffekte aufgespürt, die als Abweichungen von der Norm Störungen verursachen. Gemessen werden ganz konkret:

  • Frequenz
  • Symmetrie der Leiterspannung
  • Kurvenform der Leiterspannung
  • Höhe

Die Merkmale sind in der EN 50160 beschrieben, in der online frei zugänglichen Fassung findest du alle weiteren Angaben.

Wie kommt der Strom ins Netz?

Richtig – er wird von verschiedenen Kraftwerken eingespeist. Das sind üblicherweise

  • Wasserkraftwerke
  • Windkraftwerke
  • Sonnenkollektoren
  • Atomkraftwerke
  • kohlegetriebene Kraftwerke

Im Rahmen des Umweltschutzes sind die regenerativen Energien ausgebaut worden. Aber natürlich weht der Wind nicht kontinuierlich mit der gleichen Stärke. Auch Wasserkraftwerke liefern mal mehr, mal weniger Energie. Und auch die Sicherheit muss gewährleistet sein: Bei besonders starken Unwettern werden Windkraftanlagen genauso abgeschaltet wie die Wasserkraftwerke, Rückstauanlagen werden gegebenenfalls geöffnet, um Überflutungen zu vermeiden. Es ist also nur normal, dass mal mehr und mal weniger Strom eingespeist wird. Der Verbrauch schwankt ebenfalls. Stosszeiten, in denen mehr Strom benötigt wird (also eine höhere Netzspannung vorhanden sein sollte) sind beispielsweise die morgendlichen Stunden zwischen 6:00 und 9:00 Uhr sowie der Abend bis etwa 21:00 Uhr. Während dieser Zeiten werden Mahlzeiten zubereitet, Computer und Multimediaanlagen laufen, aber auch Unternehmen benötigen zum Hoch- und Herunterfahren der Maschinen und Computer in diesem Zeitraum mehr Strom. Diese erhöhte Nachfrage muss bedient werden, und gleichzeitig darf es nicht zu einer Überlastung kommen. Spannungsqualität bedeutet also, dass das Gleichgewicht zwischen Wirkleistung der Last und der verfügbaren Summe der Kraftwerksleistung hergestellt ist.

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