Et spændingsudfald er et kortvarigt fald i forsyningsspændingen i et el-anlæg. Strømmen forsvinder ikke helt. Spændingen falder i stedet til f.eks. 10–90 % af den nominelle værdi og kommer så tilbage til normal. Et udfald kan vare fra få millisekunder til flere sekunder, og det ses oftest som et pludseligt "dyk" på én, to eller alle tre faser.
Typiske årsager
- Kortslutninger eller jordfejl i nettet: Ved en fejl stiger strømmen brat, og nettets impedans giver et spændingsfald, indtil beskyttelsesudstyret afbryder fejlen.
- Stor startstrøm: Når store motorer, transformere eller svejseanlæg starter, kan de trække så meget strøm, at spændingen dykker i kredse i nærheden.
- Omkobling i el-forsyningen: Planlagt kobling, automatiske omskift eller omlægning ved fejl i distributionsnettet giver korte spændingsdyk over et større område.
- Vejr: Lyn, nedfaldne grene eller is på luftledninger giver transienter og forbigående fejl. De dæmpes, men efterlader et spændingsudfald.
- Forhold i eget anlæg: Løse klemmer, for små kabler (undersized) eller slidte kontaktflader i tavlen giver høj overgangsmodstand. Når belastningen stiger, falder spændingen lokalt.
Konsekvenser i industrien
Mange procesanlæg styres af følsom elektronik. Bare få perioder med lavere AC-spænding kan være længere end hold-up-tiden i en 24 V DC-forsyning, og så nulstilles PLC'erne eller går i fejl. Drev med variabel hastighed overvåger indgangen og stopper motorer og transportbånd, hvis spændingen dykker under deres undervolt-grænse. Sensorer kan give forkerte måleværdier, og sikkerhedsrelæer kan slippe, så maskinerne går i nødstop. Det ender med produktionsstop, kasserede halvfabrikata og lavere OEE.
Registrering og analyse
En strømkvalitetsmåler i hoved- eller underfordelingstavlen registrerer for hver hændelse:
- Størrelse (procent af nominelt niveau)
- Varighed (ms eller antal netfrekvensperioder)
- Fasefordeling (én, to eller tre faser)
Holder du de loggede data op mod de tidsstemplede alarmer fra processtyringen, er det lettere at se, hvilke driftsforstyrrelser der skyldes et spændingsudfald.
Standarder
IEC 61000-4-11 (1-faset) og IEC 61000-4-34 (3-faset) beskriver, hvordan udstyr prøves for modstandsdygtighed over for spændingsdyk. EN 60204-1 anbefaler, at maskinens interne strømforsyninger har energi nok til at klare mindre hændelser. I Danmark sætter Energinet grænser for, hvor ofte og hvor dybt spændingen må dykke i det offentlige net.
Afhjælpning og forebyggelse
- UPS til styrekredse: En online-UPS på 230 V AC eller et DC-buffermodul på 24 V holder spændingen under de fleste hændelser.
- Dynamiske spændingskompensatorer: DVR- eller STATCOM-anlæg retter spændingsdyk i realtid for hele tavlesektioner eller fødninger.
- Rigtigt dimensionerede ledere og faste forbindelser: Lav impedans i de interne fordelinger mindsker de spændingsfald, anlægget selv skaber.
- Blødstart og sekventiel opstart: Når motorerne starter forskudt, trækker de ikke høj startstrøm på samme tid.
- Vedligehold med termografi og momentkontrol: Overophedede eller løse samlinger findes, før de giver lokale dyk.
Hvad et udfald koster
Et enkelt spændingsudfald på 200 ms kan tvinge et fuldautomatisk anlæg til at starte forfra. Det kan koste flere timers produktion og en større fejlsøgning. Derfor tjener måling, dataanalyse og passende afhjælpning sig ofte hurtigt hjem. Udfaldene kan ikke undgås, men tavlebyggere, elektrikere og driftsfolk kan begrænse følgerne, når de kender årsagerne og ved, hvor følsomt udstyret er.
Spørgsmål om Spændingsudfald?
Vi bygger tavler og automation til industri og forsyning. Ring eller skriv, så svarer en af vores teknikere.