Netzanalyse Strom für Industrie und Gewerbe

Eine Netzanalyse ist eine mehrtägige Messung von Spannung und Strom in einem elektrischen Netz, meist an Übergabestelle und Niederspannungshauptverteilung. Sie erfasst Spannungsband, Oberschwingungen, Flicker, Unsymmetrie, Spannungseinbrüche, Transienten, Leistung, Blindleistung und Lastgang. Die Ergebnisse werden mit Normen wie DIN EN 50160 und IEC 61000-2-4 sowie den Vorgaben des Netzbetreibers verglichen. Ziel ist, Störungsursachen zu finden, Reserven für neue Verbraucher zu bestimmen oder Nachweise zu erbringen. Am Ende steht ein Bericht mit Bewertung und konkreten Maßnahmen.

Typische Anlässe sind unerklärliche Störungen und Ausfälle an Maschinen, Steuerungen oder IT, warme Transformatoren oder Neutralleiter, defekte Kondensatoren in der Kompensationsanlage und Flackern der Beleuchtung. Eine Netzqualitätsanalyse ist außerdem sinnvoll, bevor große neue Verbraucher wie Ladesäulen, Wärmepumpen, Frequenzumrichter oder eine PV-Anlage mit Speicher angeschlossen werden. Netzbetreiber können am Mittelspannungsanschluss Nachweise zu Netzrückwirkungen verlangen, Versicherer nach Schäden einen Zustandsbericht. Auch eine Referenzmessung im störungsfreien Betrieb ist wertvoll, weil sie spätere Abweichungen sichtbar macht.

Für eine Bewertung nach DIN EN 50160 ist eine Messdauer von mindestens einer Woche üblich, weil die Norm 10-Minuten-Mittelwerte über ein Wochenintervall bewertet und so alle Werktage, Schichten und das Wochenende enthalten sind. Gezielte Störungssuchen können kürzer sein, wenn der Fehler regelmäßig auftritt, oder länger, wenn er nur sporadisch kommt. Hinzu kommen Vorgespräch, Messaufbau und Auswertung. Den Zeitbedarf für Ihren Fall nennen wir nach dem Vorgespräch, abhängig von Anzahl der Messpunkte und Fragestellung.

DIN EN 50160 legt fest, welche Merkmale die Spannung an der Übergabestelle öffentlicher Netze einhalten soll, etwa ±10 % Spannungsband und THDu unter 8 % in 95 % der 10-Minuten-Werte einer Woche. Sie ist ein Bewertungsmaßstab. IEC 61000-4-30 legt fest, wie gemessen wird: Messverfahren, Aggregation der Werte, Genauigkeit und Zeitsynchronisation. Erst ein nach IEC 61000-4-30 Klasse A gemessener Wert lässt sich sauber gegen die EN 50160 oder die IEC 61000-2-x bewerten. Für die Netzrückwirkungen einzelner Anlagen ist die EN 50160 nicht gedacht.

Klasse A ist die genaueste Geräteklasse nach IEC 61000-4-30. Die Norm schreibt für jeden Netzqualitätsparameter Messverfahren, zeitliche Aggregation und Genauigkeit vor, damit Geräte verschiedener Hersteller vergleichbare und wiederholbare Ergebnisse liefern. Für die Versorgungsspannung gilt zum Beispiel eine Messunsicherheit von 0,1 %. Klasse-A-Messdaten haben deshalb auch bei Vertrags- oder Rechtsstreitigkeiten Gewicht. Der ZVEI empfiehlt für Messungen der Spannungsqualität grundsätzlich Geräte der Klasse A, weil nur dann die Ergebnisse normenkonform sind und uneingeschränkt für die Bewertung verwendet werden können.

Ein Mietgerät liefert Messdaten, aber keine Bewertung. Für ein belastbares Ergebnis müssen Messpunkte, Wandler und Parameter richtig gewählt, Schaltzustände dokumentiert, Rundsteuerfrequenzen berücksichtigt und die Daten gegen die passende Norm bewertet werden. Der ZVEI weist darauf hin, dass allein die Lage von Rogowski-Spulen Messfehler bis 20 % verursachen kann. Hinzu kommt, dass Messgeräte in Schaltanlagen nur von Elektrofachkräften angeschlossen werden dürfen. Ein Dienstleister liefert Messung, Bericht und Maßnahmen aus einer Hand. Für Routinekontrollen mit eigenem Fachpersonal kann ein Mietgerät reichen.

Eine Lastgangmessung zeichnet den Leistungsbezug über die Zeit auf, üblicherweise in 15-Minuten-Werten wie bei der Registrierung durch den Stromzähler. Sie zeigt Grundlast, Lastspitzen, Schichtmuster und Blindleistungsbedarf. Damit lässt sich prüfen, ob Transformator und Netzanschluss für neue Verbraucher reichen, wo Lastspitzen geglättet werden können und wie eine Blindleistungskompensation auszulegen ist. Oft liegen Lastgangdaten des Netzbetreibers bereits vor. Unsere Messung ergänzt sie um Werte einzelner Abgänge und um die Netzqualität, sodass Ursache und Wirkung zusammen sichtbar werden.

Vagabundierende Ströme sind Ströme, die betriebsmäßig nicht über Außenleiter und Neutral- bzw. PEN-Leiter fließen, sondern über Schutzleiter, Kabelschirme, Rohrleitungen oder Gebäudeteile. Ursache ist häufig ein PEN-Leiter, der mehrfach mit Erde verbunden ist, oder eine fehlerhafte Trennung von N und PE. Folgen sind Korrosion, störende Magnetfelder, Störungen in Daten- und Steuerleitungen und im Extremfall abbrennende Kabelschirme. Gefunden werden sie durch Differenzstrom- und Schutzleiterstrommessungen an NSHV, Unterverteilungen und Potentialausgleichsschienen, idealerweise ergänzt durch Dauer-Monitoring.

In vielen Fällen nicht. Ströme werden mit Zangenwandlern oder flexiblen Rogowski-Spulen gemessen, die um die Leiter gelegt werden, die Spannung über geeignete Abgriffe. Ob der Anschluss im laufenden Betrieb möglich ist, hängt von Bauart und Zugänglichkeit Ihrer Schaltanlage ab und wird von unseren Elektrofachkräften nach den geltenden Arbeitsschutzregeln entschieden. Wo eine kurze Freischaltung nötig ist, planen wir sie mit Ihnen in ein Wartungsfenster. Die eigentliche Messung läuft dann ohne Einfluss auf Ihren Betrieb.

Der Bericht enthält Anlass, Standort und Messpunkte, Messzeitraum, Messgeräte und Wandler, ein Übersichtsschaltbild mit Schaltzuständen, Angaben zu Lasten, Kompensation und Eigenerzeugung, die Bewertung gegen Normen und Netzbetreibervorgaben sowie konkrete Maßnahmen. Wir orientieren uns an den ZVEI-Empfehlungen für Messberichte. Weil Messverfahren, Geräteklasse, Normbezug und Randbedingungen dokumentiert sind, eignet sich der Bericht als Nachweis gegenüber Netzbetreiber, Versicherer oder Sachverständigen. Welche Form ein Netzbetreiber im Einzelfall verlangt, stimmen wir vorab ab.

Ein Dauer-Monitoring erkennt schleichende Veränderungen, die eine Einzelmessung nicht zeigt: steigende Neutralleiterströme durch neue elektronische Lasten, alternde Kondensatoren, zunehmende Ableitströme durch Isolationsschäden oder wachsende Lastspitzen. Fest installierte Messgeräte in NSHV und an wichtigen Abgängen überwachen diese Größen laufend und melden Grenzwertüberschreitungen per Mail oder SMS. So lassen sich Fehler beheben, bevor Sicherungen auslösen, Kabel überhitzen oder Anlagen ausfallen. Die gespeicherten Daten dienen zugleich als Nachweis und als Planungsgrundlage für Erweiterungen.