Pressmeddelande -

Elövertoner - det dolda hotet

Datorer som inte fungerar som de ska, säkringar som oväntat löser ut, motorer som får missljud, kablar och transformatorer som blir varmare än de borde - det är bara några av de problem som kan uppstå om det finns en hög nivå av övertoner i ett elektriskt system. Förr i tiden skapades övertoner vanligtvis i större industriella installationer, men nu finns de överallt och ingen entreprenör eller installatör har egentligen råd att ignorera dem.

Men vad är då övertoner? Var kommer de ifrån, varför har de börjat orsaka problem och vad kan man göra åt dem?

Enkelt uttryckt är övertoner heltalsmultiplar av strömmens och spänningens grundton. Detta innebär att om nätspänningens frekvens är 50 Hz, så är övertonera 2 x 50 Hz = 100 Hz, 3 x 50 Hz = 150 Hz, 4 x 50 Hz = 200 Hz och så vidare. Övertonens ordningstal anges av övertonens multipel av 50 Hz. Den tredje övertonen är alltså 3 x 50 Hz och den femte är 5 x 50 Hz. I teorin kan ordningstalen fortsätta för evigt, men höga övertoner, exempelvis den 63:e, är vanligtvis så små att de inte anses relevanta. I vårt svenska elnät uppträder framför allt övertoner med udda ordningstal. Den förvrängda vågformen består i själva verket av grundtonens ström eller spänning plus övertonernas strömmaroch spänningar. Med andra ord producerar de olinjära belastningarna övertoner.

För att förstå var övertonerna kommer ifrån kan man anta att effekten som levereras av en energileverantör har en fin och jämn sinusvågsspänning. Om denna spänning ansluts till en linjär last, exempelvis ett värmelement, så kommer också strömmen i lasten bestå av en fin och jämn sinusvåg. Men alla belastningar är inte linjära. Strömförsörjning till datorer och motorstyrningar är definitivt inte linjära belastningar och en sinusvågsspänning som applicerar på dem kommer att generera en ström med en förvrängd sinusvåg. Sådana belastningar kallas för olinjära laster och inom industrin finns exempelvis statiska omriktare, frekvensomriktare och ljusbågsugnar som alla är olinjära laster och genererar övertoner. Även i våra hem och på kontor finns övertonskällor i form av LED- och lågenergilampor, lysrörsarmaturer, datorer och annan elektronikutrustning som alla orsakar samma problem.

Men varför har problem orsakade av övertoner blivit så vanliga på senare tid? Svaret är enkelt – vi kopplar in många fler olinjära laster i våra elinstallationer än tidigare. Nästan all elektronisk apparatur består numera av olinjära laster; datorer, skrivare, modem, TV-apparater, telefonladdare, mikrovågsugnar, lysrör, LED-belysning o.s.v. Tvättmaskinernas regulatorer för motorhastighet producerar betydande övertoner och andra hushållsapparater, som kylskpå och induktionsspisar, använder i allt större utsträckning elektroniska styrningar som genererar övertoner. Utöver detta är den numera många bostäder och kontor med laddstationer till elbilar och solpaneler installerade. Enkelt uttryckt finns det nu för tiden olinjära belastningar överallt, vilket också betyder att det finns övertoner överallt.

Spelar detta någon roll? - Ja, tyvärr! Övertoner kan störa den normala driften av elektriska system. De tenderar att producera överdriven värme i ledare och komponenter och kan orsaka alla möjliga problem på känslig elektronisk utrustning. De får lamporna att flimra och motorerna att surra och övertoner är en vanlig störande källa till att säkringar och annan skyddsutrustning löser ut i onödan.

Problem orsakade av övertoner kan åtgärdas på olika sätt beroende på orsak och verkan. I stora kontorsfastigheter med många datorer och annan IT-utrustning så kan övertonströmmar ofta orsaka överbelastning i nolledaren. Då kan en lämplig lösning vara att öka arean i nolledaren. Är problemet istället överhettade kondensatorbatterier i nätet så kan man installera någon typ av övertonsfilter. Dessa filter kan antingen vara passiva eller aktiva. Alternativt så kan man åtgärda själva övertonskällan istället för att dämpa de befintliga störningarna. I standarden SS-EN 61000-3-2:2019 anges gränser för övertoner med en matningsström på högst 16 A per fas och gäller för apparater i huvudsak avsedda för användning i bostäder och kontor.

Övertonsströmmar kan också påverka mätosäkerheten på de mätningar du utför i elektriska system. Detta är särskilt viktigt om du är elektriker eftersom du använder dina mätningar för att intyga att installationen överensstämmer med elinstallationsreglerna och för de krav som anges i Elsäkerhetsverkets föreskrifter för elinstallationer. Grunden till mätproblemet är att äldre strömtänger helt enkelt inte ger tillförlitliga mätningar när betydande nivåer av övertoner finns i strömmarna.

För att ge ett exempel på detta gjorde vi nyligen några mätningar på en matningskrets som levererar ström till kompaktlysrörsarmaturer. Vi använde en "standard" strömtång från en välkänd tillverkare. Den visade en RMS-ström på 2,9 A medan mätningar utförda med en TRMS AC+DC strömtång visade att den sanna RMS-strömmen var på 6,0 A. Det är viktigt att instrumenten som används, särskilt strömtänger, kan mäta korrekta resultat vid övertoner.

Utmärkta exempel på två bra tånginstrument som uppfyller dessa krav är F407 och F607 från Chauvin-Arnoux. Dessa tånginstrument mäter strömmar upp till och inklusive den 25:e övertonen (1250 Hz). De har även sann TRMS-mätning, vilket innebär att mätosäkerheten i resultaten de levererar är låg trots att strömmen eller spänningen som mäts inte är en sinusformad vågform.

I dagens värld, där nästan allt verkar styras elektroniskt, kommer problem orsakade av övertoner verkligen inte att försvinna. Kloka entreprenörer är de som bekantar sig med dessa problem och också ser till att de är väl rustade för att hantera dem. På så vis kommer de ha fullt förtroende för den certifiering de tillhandahåller till sina kunder. Som en extra bonus slipper de också många timmar av att klia sig i huvudet över till synes oförklarliga fel, vilket sparar tid och besvär samtidigt som de gör sina kunder nöjda.

Relaterade länkar

Ämnen

  • Industri, tillverkning

Kategorier

  • övertoner
  • strömmätning
  • chauvin-arnoux
  • energieffektivisering
  • övertonsmätning
  • trms mätning

Internationellt är vi ett världsomspännande nätverk av 10 dotterbolag med 1000 anställda. Våra varumärken är Chauvin-Arnoux, Metrix, CA Energy, Pyro-Côntrole och Multimetrix. Naturligtvis är vi ISO9001 och ISO14001 certifierade.  Vi kalibrerar även kraftinstrument och elektriska mätinstrument, både spårbart och ackrediterat.

Se mer om oss på vår hemsida www.chauvin-arnoux.se

Relaterat innehåll

  • Elkvalitetsproblem - Transienter och störningar

    I denna artikel tar vi upp olika problem som kan uppstå av högfrekventa störningar och transienter eller ”spikar” som de ibland kallas. Problem som kan orsaka såväl irritation som allvarliga och kostsamma skador i elektriska installationer och på elektrisk utrustning. Vi beskriver också hur man enkelt kan skydda sig eller helt ta bort dessa problem.

  • Stigande energipriser driver på energieffektiviseringen

    Det finns både ekonomiska och miljömässiga fördelar med att minska sin energiförbrukning i elektriska installationer genom mätning, identifiering och åtgärder av en mängd olika elkvalitetsproblem.

  • Elkvalitetsproblem – Spänningsobalans

    I denna del av vår serie om elkvalitetsproblem tittar vi på konsekvenser av spänningsobalans. Spänningsobalans är inte ett elkvalitetsproblem i den meningen att det är dålig kvalitet på elförsörjningens sinusvåg eller storleken och antalet övertoner och transienter. Men spänningsobalans har ändå avgörande betydelse för elkvaliteten.

  • Elkvalitetsproblem - Spänningstoppar och spänningsfall

    Som en fortsättning på tidigare artikeln från oss på CA Mätsystem AB, om problem med övertoner i elektriska installationer så fortsätter vi med att beskriva symptom och effekter orsakade av spänningstoppar och spänningsfall i elnätet samt olika åtgärder som man kan vidta för att minimera dessa problem.

  • Reaktiv effekt – el som inte används!

    Företag som specialiserat sig på att förbättra el- och energikvalitet säger att det blir allt vanligare med problem orsakade av hög reaktiv effekt och låg effektfaktor inom många olika verksamheter. Att spara några procent på sina elräkningar genom att förhandla om bättre energipriser verkar enkelt att göra. Men många förbrukare av el saknar det som krävs för att bli mer ”eleffektiva”.

  • Elkvalitetsproblem - Övertoner

    Problem med övertoner i elektriska installationer förbises ofta. Detta leder ofta i sin tur till att industrier och andra större elförbrukare upplever problem i sina installationer. Många gånger fokuserar man mer på symtomen snarare än de bakomliggande orsakerna.

  • Startströmmar

    Belysningen flimrar och blinkar, jordfelsbrytare som löser ut utan någon särskild anledning och IT-utrustning som plötsligt slutar att fungera. Vad är det som händer? Det kan finnas många orsaker men en förvånansvärd vanlig orsak till dessa problem är höga startströmmar.

  • Inomhusmiljö- och energioptimering

    De flesta byggnader har idag någon form av miljökontroll. Oavsett om det är ett enkelt värmesystem eller en komplex teknikanläggning. Det finns två stora utmaningar för de drift- och underhållsansvariga, att bevara en bra miljökomfort och samtidigt minimera energiförbrukningen i byggnaden. Mätning och övervakning är nyckeln till att möta dessa till synes motstridiga utmaningar!

  • Ta de första stegen för att bli energieffektiv!

    Energieffektiviseringsarbetet börjar med en energikartläggning. Energikartläggningen ska ge förslag på kostnadseffektiva åtgärder som företag och organisationer kan göra för att minska sina kostnader, minska sin energianvändning och öka sin energieffektivitet.

  • Nyhet! Klass A 61000-4-30 klass A ed 3 energianalysator med inbyggd GPS

    CA8345 energianalysator mäter effekt- och energivärden för analys av elnät enligt standarden IEEE1459. CA8345 mäter transienter ned till 2,5 µs samt klarar spänningspikar upp till 12 kV i 500 ns. Med automatisk e-mailnotifiering om CA8345 är anslutet till ett nätverk.

  • Vikten av att energieffektivisera

    Energikartläggningen är ett första steg i att komma igång. Den visar på energianvändningen och identifierar åtgärdsförslag som kan hjälpa dig att använda energi mer effektivt.

  • Elkvalitetsproblem Reaktiv effekt och effektfaktor

    Precis som de elkvalitetsproblem vi beskrivit i tidigare artiklar och som orsakas på grund av obalans i spänningen, övertoner och transienter orsakar reaktiv effekt och låg effektfaktor inte problem i samma mening. Men reaktiv effekt och låg effektfaktor har en särskilt avgörande betydelse för en anläggnings elektriska energiförbrukning och dess effektivitet.

  • Se till att dina energimätningar har högsta klass!

    Dålig elkvalitet kan leda till ineffektiv och eventuellt att elsäkerheten äventyras av ditt elektriska system. Det kan även orsaka skador på din anslutna utrustning. Därför är det allt viktigare att inte bara mäta och övervaka elkvaliteten utan också vara säker på att mätningarna är tillförlitliga och har utförts enligt standard.

  • Energilogger - nödvändigt för att kartlägga energikostnader.

    Om du är inne på att sänka dina energikostnader så ska du definitivt överväga att köpa en portabel energilogger. Följ våra råd för att välja en energilogger som är mångsidig och enkel att använda. En som hjälper dig att få möjligheter till energibesparingar.

  • Elkvalitet - Ignorera övertoner på egen risk

    I tidigare artiklar om elkvalitet har vi skrivit om generell fakta i ämnet övertoner. Vi har beskrivit vad övertoner är, var de kommer ifrån och i generella termer varför de har så stor betydelse för elkvaliteten. Den här gången går vi in på fler detaljer om övertoner och de problem som de kan orsaka.

  • Elkvalitetsmätning i praktiken

    Att få problem med elförsörjningen i ett datacenter kan bli både dyrbart och medföra långtgående konsekvenser. Därför förses alltid datacenter med reservkraftkällor som avbrottsfri strömförsörjning (UPS) och reservgeneratorer. Men trots dessa reservsystem så kan inte kvaliteten på strömmen genererad av dessa vara tillräcklig för att säkerställa korrekt drift under samtliga förhållanden.

  • Loggning av energi och effekt

    Genom att övervaka ström- och energianvändningen i en anläggning eller i en installation så kan man ofta identifiera dolda problem som påverkar både drift- och miljökvaliteten. Dessutom kan man lokalisera oönskade orsaker till högre energikostnader samt finna orsakerna till återkommande reparationer och utbyten av trasig elutrustning.

  • Spara energi och pengar

    Sänk din energiförbrukning, här är fyra potentiellt lönsamma förslagenergimätningar, kontrollera balansen på laster, effektfaktoranalyser och övertonsmätningar.

  • Energieffektivisering - Mät och spara pengar

    Redan innan energipriserna skenade i väg så kunde företag dramatiskt minska sina elräkningar genom att låta analysera energianvändningen för att finna enkla förbättringsåtgärder. Här beskriver vi ett exempel från en stor fruktgrossist som har lyckats kapa sina elräkningar med hälften.

  • Att dimensionera rätt säkring i en elanläggning

    Att installera en alltför överdimensionerad strömförsörjning i en elanläggning kommer högst sannolikt att bli oekonomiskt. Men genom att installera en alltför underdimensionerad strömförsörjning så kommer den heller inte att bli tillförlitlig.