Vermeidung unzulässiger Mehrfach-Erdverbindungen sorgt für höhere Systemverfügbarkeit

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Verkannte Störungsursache

Viele dieser Steuerungen arbeiten ohne größere Auffälligkeiten, bis sie eines Tages durch modernere ersetzt werden. Die 24V-Gleichspannungs-Stromversorgungen dieser neuen Betriebsmittel werden wie ihre Vorgänger aufgebaut. Andere Steuerungen hingegen neigen - ohne erkennbare Ursachen - zu Störungen oder Ausfällen. Im Extremfall können bei komplexen Anlagen sogar Ausfallkosten von 500.000 Euro pro Tag entstehen.

Unter dem allgegenwärtigen Zeitdruck werden ausgefallene Komponenten ersetzt, der Betrieb läuft irgendwie weiter, und niemand forscht nach den wirklichen Ursachen der Ausfälle. Erst wenn sich die Störungen häufen und die Ausfälle kritisch werden, müssen Experten helfen. In etwa drei Vierteln aller Fälle zeigen die Untersuchungen dann gravierende Mängel in der Anlagen-EMV.

In der Elektroinfrastruktur solcher Anlagen lassen sich Jahrzehnte alte Niederspannungsanlagen finden. Diese werden immer noch als TN-C- oder TN-C-S-Systeme betrieben. Niederspannungsanlagen sowie die daran angeschlossenen Betriebsmittel werden so betrieben, dass Betriebsströme teilweise aus den Rückleitern austreten müssen. Diese Ströme fließen dann durch alle elektrisch leitfähigen Systeme: Erdungs- und Potentialausgleichs-Anlagen, Leitungsschirme, metallene Konstruktionsteile.

Aufgrund der in der Anlage erzeugten Potentialdifferenzen fließen solche vagabundierenden Ströme auch durch Leitungen der System-Masse, sofern diese an mehr als einer Stelle mit Erde verbunden ist. Besonders bei Erdschlüssen oder Kürzschlüssen in der Starkstromanlage oder auch bei einem Blitzeinschlag treten aufgrund der hohen Stromanstiegs-Geschwindigkeiten dieser Beeinflussungen kräftige Induktionsspannungen in den Leitungen auf, die von diesen Strömen durchflossenen werden.

Störungsursachen erkennen und beseitigen

Zusätzlich zur 24V-System-Gleichspannung treten an den angeschlossenen Betriebsmitteln kurzzeitig Spannungen bis in den Kilo-Volt-Bereich auf. Wird die Spannungsfestigkeit dieser Betriebsmittel überschritten, sind dauerhafte Schäden die Folge. Störungen oder Ausfälle von System-Funktionen lassen Maschinen und Anlagen schlagartig still stehen.

Um derartige Schäden zu vermeiden, wird zunächst die Niederspannungsanlage an die Erfordernisse der Betriebsmittel angepasst. Im ungestörten Betrieb müssen Ströme durch die Rückleiter in den Drähten bleiben, sie dürfen nicht in die Erdungsanlage austreten. TN-C-Systeme mit geerdetem PEN-Leiter eignen sich hier nicht. Das Gleiche gilt auch für TN-C-S Systeme.

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