8/19/2019 Zur Theorie des Brummproblems

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Zur Theorie des Brummproblems jwr47

Drehstrom-Hochspannungs-Übertragungsnetze funktionieren tadellos solange die drei Stromkurven

ideale Sinuskurven reprsentieren! "ur in diesem #dealfall kompensieren sich die Stromstrken auf der $entralachse des Übertragungsnetzes zu den niedrigen %erten& die in unmittelbarer "he einen%ohnraum zulsst!

1: Sinus-ähnlicher Ideal  f orm der Stromkurven im Drehstrom-Hochspannungs-Übertragungsnetz

'ls (bergrenze wird zur $eit f)r *+,k-Hochspannungsleitungen zum .eispiel eine'bstandsempfehlung von etwa 7, bis /,,m links und rechts der Stromleitertrasse empfohlen /&wenn man durchschnittliche .elastungen )ber 0,, n1 2,&0 31 vermeiden will!

Spannungsebene 'bstandsempfehlung

//, k *, - 4, m00, k 5, 6 7, m*+, k 7, 6 /,, m

s geht mir aber in diesem .ericht nicht um einen 'bstandswert& beziehungsweise den 8renzwert,&0 31! #ch m9chte nur zeigen& dass die magnetische :eldstrke sich ganz anders verhalten kannwenn man die sinusf9rmige #dealform der Stromkurven 2'bb! / verlsst!

/ %ann sind Hochspannungsleitungen gefhrlich; %issenschaftsladen .onn e!!& <euterstr! /57& 5*//* .onn

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:alls nmlich ein den drei =hasen auch nur eine Stromstrke vom #dealform abweicht wird diegegenseitige >ompensation der Stromstrken bereits gest9rt!

Sobald alle drei =hasen eine abweichende Stromstrke aufweisen k9nnen sich die<andbedingungen f)r die magnetische :eldstrken gravierend verndern!

?m nun zu beweisen welche schadhaften infl)sse moderne getaktete Stromversorgungen auf die

Sinusform der Stromphasen aus)bt sollte man eigentlich zuerst dem .ericht eines #ngenieurs lesen&der den Sachverhalt ziemlich gut beschrieben hat0!

Seine rluterung beschreibt die moderne getaktete Stromversorgungen& die in der <egel in der  "he des @aAimums der Sinusamplitude einen kurzen Badeimpuls f)r eine Speicherkapazitt indiesen Stromversorgungen ausl9sen! s betrifft den >ondensator& der f)r den <est der Halbperiodeden 'usgangsstrom liefern muss! Dessen Badestromimpuls ist daher betrchtlich! @an muss diesen.ericht jedoch nicht unbedingt lesen! #ch werde das =rinzip auch anhand folgender Stromkurveerlutern C

 

: Impulsartige Stromkurven I1! I und I" im Drehstrom-Hochspannungs-Übertragungsnetz 

#ch werde nun am Atrembeispiel eines "etzwerkes mit ausschlielich moderner getakteter Stromversorgungen zeigen dass die Badeimpulse daf)r sorgen& dass die Stromkurven der drei=hasen ein stark pulsierendes @agnetfeld erzeugen& das weit jenseits der oben angedeuteten'bstandsempfehlung von /,,m beidseitig der Hochspannungslinie eine unzulssig hohemagnetische :eldstrke erzeugt!

:aktisch kann man aus der 'bbildung 0 direkt ablesen& dass in diesem stark vereinfachten .eispieldie Stromstrke zwischen den E Badestromimpulsen pro =eriode auf "ull zur)ckfllt! .ei einer Stromstrke von ,' wird in einem Drehstrom-Hochspannungs-Übertragungsnetz  aber auch diemagnetische :eldstrke zu "ull reduziert werden!

0 FDirtG =ower - (berschwingungen durch nichtlineare erbraucher  - 'utor Dipl! #ng! 2:H 8)nter H9ck 

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%hrend den Badeimpulsstr9men flieen nat)rlich schon Str9me& die sogar einen weit h9heren%ert erreichen im .ezug auf die mittleren Stromstrken! Dieser %ert hngt ab von der #mpulsbreitedes Badevorgangs! #n der 'bbildung entspricht der Badestromimpuls etwa das :)nffache der mittleren Stromstrke! @an kann aber auch locker das /,-fache oder *,-fache erreichen! Daszugeh9rige @agnetfeld weist einen #mpulsform auf und kann h9here 'mplituden erreichen als manaus der mittleren Stromstrke erwartet!

Dieses @agnetfeld pulsiert mit einer :reIuenz von /5, Hz& d!h! dreimal die "etzfreIuenz 25, Hz!

Die magnetische :eldstrke weist einen #mpulsform auf dessen 'mplitude mit den maAimalenStromamplituden #/& #0& und #* )bereinstimmt! #m @ittelwert ist die magnetische :eldstrke immer noch "ull& aber die <eihe /5, Hz-#mpulsen l9st eventuell St9rungen aus!

:alls der #mpulsform einen %ert von /,,,' erreicht& wird auch die 'mplitude des @agnetfelds ineinem 'bstand von < J 0,,,m* einen %ert von ,&/ 31esla erreichen& welcher in manchen >reisenals 8renzwert f)r die zulssige @agnetfelder in >inder- und Schlafzimmer gilt!

'uch wenn es sich um einen @aAimalwert handelt entspricht immer noch der @ittelwert einen vielh9heren @agnetfeldwert als theoretisch f)r das ideale Drehstrom-Hochspannungs-

Übertragungsnetz angenommen wird! Die ?rsache f)r diese @agnetfeldwerte liegt darin& dass dieStromstrken der =hasen sich nicht mehr wie im #dealfall gegenseitig kompensieren!

Der zugeh9rige <-'bstand bildet auch die 8renze in dem man innerhalb dieses @odells%ohnungen bauen darf! Dieser %ert ist 5& /, oder 0,A gr9er als die momentan g)ltige /,,m-8renze& die man f)r eine ideales Drehstrom-Hochspannungs-Übertragungsnetz  mit denhandels)blichen @asten und den gngigen 8renzwerten der @agnetfelder berechnet hat!

Das @odell eines Drehstrom-Hochspannungs-Übertragungsnetzes mit einem pulsierenden@agnetfeld von ,&/-,&4 31esla in einer ntfernung von < @etern bei einer Stromstrke von /,,, 'wird normalerweise nicht oft vorkommen! Das obengenannte @odell dient auch nur zur #llustrationdes >ernproblems& das bei nicht-linearer >urvenverzerrung das @agnetfeld erheblich abweichen

kann vom idealen Drehstrom-Hochspannungs-Übertragungsnetz!Die .rummst9rungen in einigen Stdten und D9rfern sind meines rachtens teilweise eine :olgeeines solchen pulsierendem @agnetfeld& das sich auf das unterliegenden schwachen.asismagnetfeld auft)rmt& das zu den idealen Sinusbild der Stromstrken geh9rt!

Die #mpulsartige 'mplituden des @agnetfeldes k9nnen dabei vielerlei FHarmonischen enthalten&die sich im 8eh9r der empfindlichen .)rgern als reales oder virtuelles Signal eines FDieselmotorsoder F8enerators entwickelt! Die #mpulsform kann 6 je nach dem Stromkurvenmuster 6 manchmalim schwachen @agnetfeld verschwinden oder pl9tzlich weit herausragen!

'uch k9nnen die impulsartige Stromkurven am 1age& wenn ab EC*, die #ndustriemotoren undandere 8rundlastsGsteme bei allen drei =hasen ein relativ ideales Sinusmuster in den Stromkurvenerzeugt& in das reine Sinusmuster des idealen Drehstrom-Hochspannungs-Übertragungsnetzesverschwinden!

'm 'bend jedoch& denn die Stromabnahme hauptschlich auf getakteten Stromversorgungen beruhtund abweicht von den idealen Sinuskurven wird das Drehstrom-Hochspannungs-Übertragungsnetzimmer mehr mit einem /5, Hz-pulsierendem @agnetfeld )berlagert& das auch bei /,,,' in einem'bstand < mit ,&/-,&4 31esla wahrgenommen werden kann!

8rundstzlich sollte man als 1echniker akzeptieren& dass SGstembedingungen& die auf eine reineSinusform beruhen& nur gelten solange die saubere Sinusform innerhalb der 1oleranzangabenerhalten bleibt!

* #n diesem .ericht wird der %ert < als noch genauer zu spezifizierende ariable betrachtet& die noch genauer zudefinieren sei! Der %ert 0,,,m ist nur ein (rientierungswert!

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'ls 1echniker weise ich deshalb daraufhin& dass sich das moderne driefasenenergiesGsteemzeitweise vom idealen Sinusform entfernt und ganz gewiss in einem 'bstand < von einer Hochspannungsleitung ein magnetisches F.rummsignal von /5, Hz mit einem @agnetfeld von ,&/- ,&4 31esla erzeugen kann!