Industrienetzfilter

Für Filter gelten dieselben Anforderungen wie für Funkentstördosseln

Frequenzbereich von 0.01 MHz ... 1000 MHz

Die Elektro-Magnetische Verträglichkeit (EMV) ist die Fähigkeit einer elektrischen Einrichtung - Anlage, Gerät, Baugruppe - in ihrer elektromagnetischen Umgebung zufriedenstellend zu funktionieren (Immunität), ohne diese Umgebung unzulässig zu beeinflussen (Emission). Zum Schutz von elektronischen Schaltungen, Geräten und Apparaten vor transienten Spannungsspitzen oder ähnlichen Störungen auf dem Starkstromnetz werden Netzfilter in verschiedenen Ausführungen verwendet. Je nach Gerät und dessen elektromagnetischen Umweltbedingungen kann ein passendes Filter aus dem bestehenden Angebot ausgewählt werden.

Von der Anwendung her können solche Störer in vier verschiedene Kategorien eingeteilt werden:

A) Netzschwankungen auf Industrienetzen

 (Magnetische Konstanthalter)

B) Oberwellen-Störungen im Frequenzgebiet 100 Hz ... 2 kHz

 (Filtertyp → Selektives Oberwellenfilter)

C) Transiente Störsignale im Frequenzgebiet bis 300 MHz

 (Filtertyp → Tiefpassfilter)

D) Sinus-Störsignale im Frequenzgebiet bis 1 GHz

 (Filtertyp → Tiefpassfilter breitbandig) 

In der Praxis sind hauptsächlich Störer der letzten beiden Kategorien C und D anzutreffen. Dem Starkstromnetz überlagert, können solche Störvorgänge elektronische Schaltungen in ihrer Funktion beeinflussen oder sie gar zerstören. Ein optimal dimensioniertes Netzfilter kann durchwegs eine Doppelfunktion erfüllen:

Funktion 1

Das Filter schützt eine elektronische Steuerung vor Spannungsspitzen auf der Netzleitung, die z.B. durch einen elektromagnetischen Schaltvorgang erzeugt werden.

 Funktion 2

Gleichzeitig wirkt dasselbe Filter in entgegengesetzter Richtung. Die durch Thyristorsteuerung im Gerät erzeugte HF-Störung wird so weit gedämpft, dass die Grenzwerte der Klasse B (EN 55011/22) eingehalten werden können.

Filter setzen sich in der Regel aus Kondensatoren und Drosselspulen zusammen. Zusätzlich werden Bauteile wie Ableitwiderstand, Überspannungsableiter und UKW-Drossel im Filter integriert. Breitbandfilter, die höchste Ansprüche erfüllen, setzen sich häufig aus 3 Stufen zu einer Filtereinheit zusammen.

 Der Ableitstrom eines Gerätes ist vor allem durch den Kapazitätswert des Y-Kondensators bestimmt.

Nach internationalen Normen (IEC 60335-1) sind folgende Regelungen in Bezug auf Ableitstrom festgehalten:

Für Haushaltsgeräte

* Ortsfestes Gerät fest montiert oder Gewicht grösser als 18 kg (ohne Traggriff)

Für diverse andere Anwendungen:

Weitere Details zu den Ableitströmen werden auch in der Filterklassifizierung beschrieben.

Die Bemessungsspannung (Rated voltage) ist die höchste (RMS) effektive Betriebsspannung zwischen zwei Phasen (Umax) bei Bemessungsfrequenz, die dauernd bei Temperaturen zwischen der unteren Kategorietemperatur und der Bemessungstemperatur am Filter anliegen darf. Die Bemessungsspannung ist die Nennspannung einschliesslich Toleranz (10%).

Beispiel:

Ein Filter mit UR = 440 VAC ist vorgesehen für eine Netz-Nennspannung von 400 VAC +10%.

Bei Standard-Dreiphasenfiltern darf die Spannung zwischen Phase und Erde (UR/√3) sein (zum Beispiel 440/250 VAC).

Filter für IT-System lassen zwischen Phase und Erde die gleiche Bemessungsspannung zu wie zwischen 2 Phasen.

SCHURTER-Filter für IT-Netze sind am Ende des Codes mit einem „I“ bezeichnet (z.B. FMAC-0932-2512I).

Die Betriebsfrequenz fN (50/60 Hz) darf unter gewissen Bedingungen überschritten werden. Bei Netzfrequenzüberschreitungen empfehlen wir Rücksprache mit SCHURTER zu nehmen.

Nach IEC 60364-1 unterscheidet man drei Systeme der elektrischen Energieversorgung: TN, TT, IT.

TN-SYSTEM: System der elektrischen Energieversorgung, in welchem ein Punkt direkt geerdet ist; die Körper im System sind mit diesem Punkt über Schutzleiter verbunden. Je nach Anordnung der Neutralleiter und der Schutzleiter sind drei Arten von TN-Systemen zu unterscheiden: TN-S, TN-C-S, TN-C.

Beispiel eines TN-C-S Systems

Im TN-C-S-System ist der Neutralleiter und der Schutzleiter in einem Teil des Systems zu einem einzigen Leiter zusammengefasst.

Beispiel eines TT Systems

Das TT-System ist ein System der elektrischen Energieversorgung, in welchem ein Punkt des Nullleiters direkt geerdet ist. Die Körper im System (exponierte, leitende Teile) sind mit Erden verbunden, welche von der Erdung des Systems elektrisch unabhängig sind.

Beispiel eines IT Systems

IT-SYSTEM: Ein System der elektrischen Energieversorgung ohne direkte Verbindung mit der Erdung, bei dem die Körper im System geerdet sind. In diesem Fall kann die Spannung zwischen Phasen und Erde gleich der Spannung zwischen Phase-Phase sein.

Nennstrom (Bemessungsstrom) INN

Bei den technischen Daten ist der Dauerbetriebsstrom bei entsprechender Umgebungstemperatur in IN/Tu festgehalten. 

Im SCHURTER-Programm wird generell zwischen zwei Filter-Bauarten unterschieden:

-Hochstromfilter: Tu bei IN = 40°CN

   Tumax = 100°Cmax

-Alle anderen Filter: Tu bei IN = 40°CN

   Tumax = 85°Cmax

Der zulässige Betriebsstrom bei erhöhter Umgebungstemperatur kann somit aus folgendem Diagramm abgelesen resp. berechnet werden.

Bis zur zugelassenen nominellen Umgebungstemperatur Tu kann das Filter dauernd mit seinem Nennstrom betrieben werden. Ab dieser Temperatur nimmt der Nennstrom im Quadrat linear ab und erreicht seinen Nullpunkt bei Tumax (85 bzw. 100 °C).

I = zulässiger Strom bei erhöhter Umgebungstemperatur

In = Nennstromn

Tmax = maximal zulässige Umgebungstemperatur Tu (85 °C)max

Tu = Umgebungstemperaturu

Tn = Zulässige Umgebungstemperatur bei Nennstrom (40 °C)n