Spannungsqualität

Netzfrequenz
Die Europanorm EN 50160 sagt aus, dass die Netzfrequenz im störungsfreien Betrieb zwischen 49,5 und 50,5 Hz liegt.

Spannungshöhe
Durch wechselnde Höhe der Netzlast können Abweichungen von der Nennspannung auftreten. Laut Europanorm EN 50160 darf die Netzspannung bis zu zehn Prozent nach oben und unten vom Nennwert abweichen. Die Netzspannung beträgt also minimal 207 V und maximal 253 V. Für diesen Spannungsbereich sind alle üblichen elektrischen Geräte ausgelegt.

Spannungsänderungen und Flicker
Plötzliche Änderungen der Spannungshöhe können beim Zu- oder Abschalten größerer Verbraucher in der näheren Umgebung auftreten. Gemäß der Europanorm EN 50160 betragen sie in der Regel weniger als 5-10 % der Nennspannung. Diese Aussagen treffen auch auf das Stadtwerke -Netz zu.
Bei Schwankungen der Versorgungsspannung können außerdem Helligkeitsänderungen in elektrischen Beleuchtungen entstehen. Diese Erscheinung wird Flicker genannt. Um Kunden vor diesen Belästigungen zu schützen, wurde ein entsprechender Bewertungsfaktor für Flicker eingeführt. Liegt der Flicker über dem Wert 1, empfindet eine überwiegende Anzahl von Kunden diesen Zustand als störend. In der Europanorm EN 50160 ist daher für Niederspannungsnetze der maximale Flicker mit 1 angegeben.

Überspannungen
Wenn in der näheren Umgebung Sicherungen auslösen oder Blitze einschlagen, können im Niederspannungsnetz kurze Spannungsimpulse entstehen, die höher sind als die normale Nennspannung. Diese Impulse werden transiente Überspannungen genannt und sind nur in der näheren Umgebung ihres Entstehungsortes nachweisbar.
Laut Europanorm EN 50160 können Werte bis zu 6000 V vorkommen. Gelegentlich sogar höher. Auch in unserem Netz können vereinzelte transiente Überspannungen nicht ausgeschlossen werden.
Wenn Kunden empfindliche Geräte betreiben, die bei extremen Überspannungen durch Blitzschlag Schaden nehmen können, wird empfohlen, Überspannungsbegrenzer in der Hausinstallation zu installieren. Noch sicherer ist es, solche Verbraucher bei Gewitter vom Netz zu trennen.

Unsymmetrie
Das Niederspannungsnetz stellt Drehstrom mit 3 Phasenspannungen zur Verfügung, die untereinander möglichst gleich groß - also symmetrisch- sein sollen. Ist dies nicht der Fall, können sich bestimmte Drehstromverbraucher erwärmen oder eine geringere Leistung abgeben. Als Maß für die Unsymmetrie wird der Unsymmetriefaktor angegeben. Gemäß der Europanorm EN 50160 soll der Unsymmetriefaktor in der Regel unter zwei Prozent liegen. In manchen Gegenden können jedoch auch Unsymmetrien bis zu etwa drei Prozent auftreten.

Oberschwingungen
Die Netzspannung wird in den Generatoren mit 50 Hz sinusförmig erzeugt und dann über das Netz zum Verbraucher geleitet. Wenn Verbrauchsgeräte dem Netz Ströme entnehmen, die von dieser Sinusform abweichen – z.B. impulsartige Ströme -, weicht durch diese Belastung auch die Netzspannungen von der Sinusform ab. Dabei entstehen Oberschwingungsspannungen. Das sind Spannungen mit einem Mehrfachen der Netzfrequenz.
Ihre Höhe ist ein Maß für die Verzerrung der Netzspannung. Je höher die Verzerrung, desto höher die Oberschwingungsspannungen. In der Europanorm EN 50160 ist angegeben, dass die Summe der Oberschwingungsspannungen im Niederspannungsnetz acht Prozent der Nennspannung nicht übersteigen darf.

Signalspannungen
Signalspannungen werden zur Übertragung von Informationen in öffentlichen Netzen genutzt. In der Europanorm EN 50160 ist eine Grenzkurve für Signalspannungen angegeben, die sicherstellen soll, dass keine Störungen auftreten.
In das Netz der Stadtwerke werden Signalspannungen mit einer Frequenz von 316,6 Hz durch eine Tonfrequenz- Rundsteueranlage eingespeist. Über diese Anlage werden z.B. Straßenlampen oder Nachtspeicherheizungen ein- und ausgeschaltet. Die Signalspannung dieser Tonfrequenz – Rundsteueranlage liegt deutlich innerhalb der zulässigen Grenzen.

Spannungseinbrüche
Ein Spannungseinbruch ist ein plötzlicher Rückgang der Versorgungsspannung auf einen Wert unterhalb des nominalen Spannungsbereiches. Ein Spannungseinbruch kann laut Europanorm EN 50160 zwischen Bruchteilen einer Sekunde und einer Minute dauern. Spannungseinbrüche werden in der Regel durch Blitzeinschläge oder Kurzschlüsse in Hoch- und Mittelspannungsnetzen hervorgerufen. Der Einbruch dauert so lange, bis der Kurzschluss von den Schutzeinrichtungen abgeschaltet wird. In der EN 50160 wird gesagt, dass Spannungseinbrüche einige zehn bis zu 1000 x pro Jahr auftreten und in der Regel weniger als eine Sekunde dauern.

Spannungsunterbrechungen
Bei einer Spannungsunterbrechung wird die Versorgung zeitweilig unterbrochen – es kommt zu einem Stromausfall. In der Europanorm EN 50160 wird zwischen kurzen und langen Unterbrechungen unterschieden. Kurze Unterbrechungen ( kleiner als drei Minuten) können demnach mit einer Häufigkeit von etwa 50 pro Jahr auftreten. Lange Unterbrechungen ( länger als drei Minuten) kommen laut Europanorm weniger als zehn bis etwa 50 mal jährlich vor.