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Gibt es unerklärliche Ausfälle an elektrischen Anlagen und Geräten, z.B. an Computern, elektrischen und elektronischen Steuerungen, ist die Ursache hierfür mit einer Netzanalyse der elektrischen Installation zu finden. Auf Grund der Tatsache, dass in fast allen Fällen modernste Technik an veraltete, fehlerhafte oder gar nach herkömmlichen Vorschriften installierte Elektroinstallationen angeschlossen wird, sind Störungen vorprogrammiert. Die modernen elektrischen und elektronischen Geräte haben ein anderes Verbrauchsverhalten als die herkömmlichen Geräte.

Der Sachverständige misst die Spannung, Wirkstrom, Blindstrom, Scheinleistung, Blindleistung und Wirkleistung sowie Oberschwingungen und die Kreisströme, welche aus einer verPENnten Installation resultieren (verPENte Installation = 4 Leitersysteme, wobei Neutralleiter und Schutzleiter ein gemeinsamer sind). Ebenso werden Überspannungstransienten sowie kurzzeitige Spannungsunterbrechungen (Flicker) und Unterspannungen gemessen, sowie Kompensationsanlagen und Neutralleiterströme geprüft.

Es werden die Schaltpläne und Schaltanlagen gesichtet, um die markanten Messpunkte festzulegen. Hierzu sind Spezialmessmittel wie z. B. Netzanalysatoren und Transientenrekorder erforderlich. Mit diesen Messgeräten werden die Fehler gefunden.

Die Messergebnisse werden ausgewertet und in einem Protokoll festgehalten. Aus der Kenntnis dieser gesammelten Daten werden kundenspezifische Vorschläge zur kostengünstigen Beseitigung der Störfaktoren erarbeitet.

Bei Bedarf kann die Durchführung der Korrekturarbeiten oder die Durchführungsüberwachung von uns übernommen werden.

Wollen Sie mehr über die EMV-gerechte Elektroinstallation wissen oder über die Netzanalyse, dann rufen Sie einfach an: Telefon 06162/5227 oder 06162/5228, besuchen Sie unsere Website www.aki-usv.com oder schreiben Sie eine Mail an info@aki-usv.com.

Vielleicht möchten Sie auf Grund der letzten Berichte herausfinden, ob Ihre Elektroinstallationen den heutigen Anforderungen an einen Betrieb mit modernen Kommunikationseinrichtungen entsprechen. Denn die Qualität der Daten oder der hergestellten Produkte oder auch der sichere, zuverlässige Betrieb hängen ganz von der Eignung Ihrer Elektroinstallation ab.

Um das zu ergründen, haben wir Fragen erarbeitet:

Fragen an den EDV-Leiter:
Gibt es unerklärliche Verzögerungen im Datenverkehr, bei Datenübertragungen?
Hängen sich Arbeitsplätze öfter auf?
Gibt es unerklärliche Fehler an Ihren EDV-Einrichtungen, die nicht nachvollziehbar sind?
Gibt es Hardwareausfälle mit willkürlichen Fehlern?
Schaltet Ihre USV-Anlage unkontrolliert ab oder geht willkürlich auf Bypass?

Fragen an den Sicherheitsbeauftragten:
Haben Personen von kleinen Stromschlägen berichtet, sobald Geländer und dergleichen berührt werden, ähnlich z. B. denen eines Spannungsausgleiches durch Reibungselektrizität?
Konnten Sie schon mal Strom auf Geländern messen?
Berichten Wasserinstallateure von Stromschlägen während der Arbeiten an Leitungsrohren?
Gibt es Beschwerden bzw. klagen Mitarbeiter über Unwohlsein oder Elektrosmog?

Fragen an den Leiter für Instandhaltung und Gebäudemanagement:
Haben Sie 4-adrige Systeme in alten Gebäudeteilen verlegt? Oder sind durchgängig in allen Gebäudeteilen 5-adrige Leitungen vorhanden? Die Betonung liegt auf „durchgängig”.
Gibt es nur einen einzigen zentralen Erdungspunkt?
Gibt es Lochfraß an Wasser-, Heizungsleitungen oder anderen metallischen Rohrsystemen?
Gibt es korrodierte Erdungsanschlüsse?
Berichten Wasserinstallateure von Stromschlägen während der Arbeiten an Leitungsrohren?
Hat Ihr Generator einen 4-adrigen oder 5-adrigen Anschluss?
Ist der Generatoranschluss während der normalen Stromversorgung aus dem öffentlichen Netz offen?
Fallen elektronische Vorschaltgeräte von Leuchtstofflampen (EVGs) häufig aus unbekannten Gründen aus?
Gibt es hin und wieder Fehlalarme an Überwachungseinrichtungen?
Fragen an den Energiebeauftragten:
Ist Ihre Kompensationsanlage ausreichend dimensioniert?
Welche Bauart hat Ihre Kompensationsanlage?

Die Fragen nach dem Generatoranschluss dienen dazu, diese zu prüfen. Ein Generator wird üblicherweise als Elektroversorger angesehen und hat damit einen 4-adrigen Anschluss. Die Dauerverbindung sitzt dann zwischen Neutralleiter und Schutzerde. Das ist die Ursache für die Störungen. Ist der Generator aber getrennt von der Installation, dann existiert diese Verbindung während des Normalbetriebs nicht.

Wenn Sie einige Fragen mit ja beantworten, dann wird Ihre Elektroinstallation den heutigen Anforderungen zur Versorgung der modernen elektronischen Geräte vermutlich nicht gerecht. Es besteht Handlungsbedarf. Sie können uns fragen, wir geben gerne Tipps für die Verbesserung Ihrer Elektroinstallation. Rufen Sie einfach an: 06162/5227 oder 06162/5228.

Diese Analyse trifft als Beispiel für viele Elektroinstallationen in abgewandelter Form zu. Für Sie als Leser und Interessierter mag es ein Beispiel dafür sein, was bei Ihnen geändert werden sollte, um einen sicheren EDV-Betrieb zu gewährleisten. Die Elektroinstallation ist das Fundament eines sicheren Betriebes. Die dargestellten Maßnahmen am Ende des Berichtes (er ist hier verkürzt wiedergegeben) sind als allgemeingültig anzusehen. Besonders bei Verwendung von Stromerzeugern ist eine Überprüfung der Anschüsse ratsam.

Nach der Errichtung eines Neubaus mit einem Hochregallager hatten sich die allgemeinen Störungen im EDV-Zentrum vermehrt.

Das Gebäude hat eine zentrale Einspeisung über einen neuen Transformator mit größerer Leistung. Dort waren alle Abgänge richtig, das heißt keine N-PE-Brücken.

Die Gerüstverteiler der Hauptverteilung hatten je eine N-PE-Brücke. Die PE-Schienen in allen Verteilern waren nicht isoliert aufgebaut. Auf der Haupt-PE- und Haupt-N-Schiene fließen Ströme von bis zu 24 Ampere und auf dem PA (Potenzialausgleichsschiene) bis zu 14 Ampere. (Man beachte, dass auf den Leitern, die eigentlich keinen Strom führen und der Sicherheit dienen, Ströme fließen.)

Die 150-Hz-Ströme auf den Schienen stammen erwartungsgemäß von den vielen Rechnern und anderen nicht linearen Verbrauchern im Rechenzentrum und im ganzen Gebäude. Diese haben aber bereits den 1,3-fachen Wert der 50 Hz Grundfrequenz erreicht. Jeder weitere zusätzlich angeschlossene Verbraucher führt dann automatisch auch zu einer Erhöhung der Ströme auf dem PE.

Der Strom auf dem PE dürfte, bei Betrachtung der Phasenströme, bei max. 3 bis 4 Ampere liegen. Betrachtet man die Differenz der Phasenströme, so lässt sich sehr leicht errechnen, dass auch der PA mit Betriebsströmen beaufschlagt ist.

Daraufhin wurden alle Stromerzeuger, Haupt- und Unterverteilungen untersucht.

Es fanden sich im Altbau unerlaubte PEN-Leiter (4-Leiter statt 5-Leiter) in jedem Stromerzeuger.

Weitere PEN-Leiter wurden mit bis zu 9 Unterverteilungen und PEN-Brücken in einer Verteilung einer Kompensationsanlage gefunden.

Im Koppelschrank Altbau / Neubau war die PE-Schiene zwar isoliert aufgebaut, aber es befanden sich mehrfach Brücken zwischen PE und PA.

Bedingt durch eine nicht EDV/EMV-gerechte – eine verPENte – Installation, teilen sich diese Oberschwingungs- und Betriebsströme auf den N- und PE-Leitern sowie über den PA auf. Dies hat wiederum zur Folge, dass alle Störungen sich ungehindert ausbreiten und Schäden auch an nicht elektrischen Teilen, wie z. B. an Rohrsystemen, verursachen können. Weiterhin hat hierdurch der PE ein schwimmendes Erdpotenzial. Das bedeutet, dass ein lastabhängiges Erdpotenzial vorhanden ist, welches besonders bei Störungen wie z.B. Überspannungen zusätzliche Probleme verursachen wird.

Bei den Untersuchungen wurde auch festgestellt, dass die Überspannungsableiter in den Unterverteilungen zum Teil nicht richtig eingebaut sind. Es ist nicht zweckmäßig, den Erdanschluss von den Klasse-„C”-Ableitern auf den PA anzuschließen. Hierdurch wird im Ernstfall der N- und PE-Leiter so angehoben, dass trotzdem Schäden entstehen.

Ganz besonders ist in der Unterverteilung der IT-Sicherheitszelle ein Fehler vorhanden, welcher im Ernstfall zu erheblichem Schaden führen kann. Überspannungsableiter sollten so nahe wie möglich an der Einspeisung angeschlossen werden. In dieser Unterverteilung ist jedoch die Einspeisung unten und die Ableiter sind oben installiert. Zusätzlich ist die Erdleitung ebenfalls durch den ganzen Schrank geführt und ist noch zusätzlich auf den PA-Anschluss angeschlossen. Hier ist im Falle einer Überspannung der erhoffte Schutz unwirksam und es können Schäden im Schrank auftreten, von den Schäden im IT-Sicherheitsraum und dem Verlust und Ausfallzeit des Rechenzentrums ganz zu schweigen.

Messungen auf willkürlich ausgesuchten Datenleitungen ergaben z. T. bedenkliche Werte. Ströme zwischen 10 und 15 Milliampere waren keine Seltenheit. Auf einer Datenleitung im alten Rechenzentrum wurden sogar 54 Milliampere gemessen. Diese Ströme sind unter dem Gesichtspunkt zu bewerten, dass ab 10 Milliampere ein Datentransfer langsamer wird und ab etwa 100 Milliampere mit akuter Abbrandgefahr der Netzwerkplatinen in den EDV-Geräten zu rechnen ist.

Empfehlungen

Oberstes Ziel einer Umstellung ist, ein fremdspannungsarmes PE- und PA-System zu bekommen. Hierzu dürfen die Betriebsströme nur auf dem N-Leiter fließen. Die Ströme sind richtig zu kanalisieren, indem alle Vermaschungen zwischen N und PE beseitigt werden. Das bedeutet, alle 4-Leiter-Versorgungskabel zu den Unterverteilungen sind auszutauschen gegen 5-Leiter-Kabel. Eine Vermaschung zwischen PE und PA ist nicht zu vermeiden. An Stellen, an welchen die Hauptströme entstehen, also in den Stromerzeugern und Schaltschränken, sollten zusätzliche PA-Leiter verlegt werden. Hierzu sind aber, wo möglich, die PE-Schienen isoliert aufzubauen.

Um eine EDV/EMV-gerechte Stromversorgung zu bekommen, müssen folgende Maßnahmen durchgeführt werden:

Maßnahmen:

  1. Es muss ein zentraler Erdungspunkt (ZEP) geschaffen werden.
  2. Hierzu müssen, genau wie bei N, alle PE-Schienen in den Hauptverteilungen isoliert aufgebaut werden. Die PE-Schiene könnte mit den Befestigungsschrauben Berührung mit der Betonarmierung in den Wänden haben. Es ist darauf zu achten, dass zufällige Berührungen zwischen den PE-Geflechten der konzentrischen Kabel und dem Rahmen verhindert werden. (Am besten mit Schrumpfschlauch überziehen.)
  3. Von dieser gemeinsamen PE-Schiene gehen dann die vorhandenen Leiter zur Haupt-PA-Schiene. Der bzw. die Rahmen sind ebenfalls mit PA zu verbinden.
  4. Eine entsprechend starke Brücke ist zwischen N- und PE-Schiene einzubauen. Diese Brücke ist mit ZEP zu beschriften.
  5. Transformatoren und Netzersatzanlagen (Stromerzeuger) werden in besonderer Form zusammengeschaltet. (Wir stellen gerne eine Zeichnung zur Verfügung.) Wichtig ist, dass die N-und PE-Leiter jeweils folgerichtig auf die entsprechenden Anschlüsse gelegt werden. Da die N- und PE-Leiter durchgängig getrennt durch das ganze Unternehmen geführt werden sollen, werden die Anschlüsse der Stromerzeuger in den jeweiligen Steuerschränken angeschlossen.
  6. Um die Stromerzeuger richtig auf N- und PE-Schienen anschließen zu können, müssen in den Aggregaten die Anschlüsse geändert werden. Des Weiteren: PEN-Brücken entfernen, neue Leitungen an PE und PA führen, N/PA Brücken entfernen und PA am Klemmbrett des Aggregates mit PA und PE im Steuerschrankverbinden

Erst nach Verlegung und Anschluss aller neuen Kabel und nach Durchführung der Änderungen in den Verteilungen und den Stromerzeugern dürfen die dann überflüssigen N/PE-Brücken entfernt werden. Dieses Öffnen der Brücken und die anschließende Kontrolle erfolgt im laufenden Betrieb und muss messtechnisch begleitet werden. Nur so kann sichergestellt werden, dass auch alle Brücken erfasst sind, um einen zufälligen Abbrand zu verhindern.

Wenn Sie mehr über die Netzanalyse wissen möchten, dann rufen Sie einfach an: Telefon 06162/5227 oder 06162/5228 oder schreiben Sie eine E-Mail an info@aki-usv.com. Weitere Informationen zu unseren Produkten und Dienstleistungen finden Sie auch auf unserer Website unter www.aki-usv.com.