Kombinierter Stromsensor für BACS und SENSORMANAGER
Spannungsführende Teile in und an Elektrogeräten sind üblicherweise so gesichert, dass ein Anwender nicht mit ihnen in Verbindung kommen kann – gefährlich wird es immer dann, wenn ein Teil des eigentlichen Stromkreises - etwa durch leichtfertigen Umgang bei der elektrischen Installation oder durch nicht eingehalten Sicherheitsbestimmungen abgeleitet wird.
Beim Berühren von spannungsführenden Teilen fließt der Strom entsprechend durch den Körper zur Erde. Ob es letztendlich zu einem tödlichen Stromschlag kommt, hängt von zahlreichen Faktoren ab – Der Stromfluss nimmt hier nämlich nicht nur einfach den kürzesten, sondern vom Widerstand her einfachsten Weg. Liegt das Herz auf diesem Weg, wird es sehr schnell gefährlich. Bereits 80 Milliampere kann hier eine tödliche Stromstärke sein, sofern sie länger als der Ablauf einer Herzperiode (ca. 0.8 Sekunden) andauert. Aber bereits bei niedrigeren Stromstärken wird es problematisch:
Bei hoher Spannung können schon wenige Milliampere zum verkrampfen der Muskeln führen, ein umfasster Gegenstand kann nicht mehr einfach so losgelassen werden oder die Atemmuskulatur könnte beeinträchtigt sein. Schon ab 30 Milliampere ist die Atemmuskulatur stark beeinträchtigt.
USV-Anlagen stellen, da eine besondere Herausforderung dar
USV-Anlagen sind im Prinzip Bestandteile des Stromnetzes und verbinden den Schutzleiter des vorgeschalteten Systems mit dem Schutzleiter für nachgeschaltete Systeme. Größere Anlagen haben eine eigene Sicherung für Fehlerstrom. Solange es sich hierbei um ein geschlossenes Gerät handelt, kann man davon ausgehen, dass bei einem Fehlerstrom wahrscheinlich die USV reagieren wird und je nach Ausstattung anschlägt oder eine Sicherung auslöst.
Große Anlagen mit externen Batterien
Größere Batteriemanagementsysteme stellen selbst technisch geschultes Personal immer wieder vor besondere Herausforderungen. Je komplexer die Anlage wird, desto schneller kann es dazu führen, dass sich ungewollte Stromkreise bilden, die über die Erdung abgeleitet werden – Ein Problem, dass unabhängig von einer USV entsteht und dem entsprechend nicht überwacht wird.
BACS Ground Fault Detector
Um dieser Gefahr zu begegnen haben wir eine Überwachung entwickelt die den Anwender von BACS warnt.
Der BACS Ground Fault Detector ermittelt einen Stromunterschied zwischen Eingang und Ausgang. Wenn es hier zu einem Unterschied kommt, besteht die Gefahr eines Erdschlusses.
Funktionsprinzip:
Im Grund genommen besagen die kierchoffschen Gesetze, dass alles, was an Strom in ein System gegeben wird, auch genau wieder rauskommen muss. Sollten sich durch eine Schaltung zwei Stromkreise bilden, teilen sich entsprechend der Ströme für den Zeitraum auf.
Wenn jetzt Segment 2 einen Ground Fault aufweist, dann entsteht folgendes Stromflussbild:
Es entstehen zwei unterschiedliche Stromkreise:
Ein Stromkreis führt über die regulären Stromanschlüsse
Ein Stromkreis führt über den Schutzleiter zurück zur USV.
Diesen Stromfluss kann man bei einem direkten Vergleich erkennen:
In diesem Beispiel gehen wir von einem Kontaktproblem aus, welches schnell bei der Installation von Batterien geschehen kann: Das Gehäuse der Batterie wurde beschädigt werden, wodurch der Kontakt mit dem Batterieschrank oder dem Rack möglich wurde. Gleichstrom-Erdschlüsse können sich im Betrieb übrigens sehr unterschiedlich bemerkbar machen:
Überhitzung
Automatische Abschaltung
Die gesamte Anlage funktioniert nicht wie erwartet.
Schäden an der angeschlossenen Ausrüstung
Akute Feuergefahr
Die BACS-Ground Fault Protection bietet eine vorbeugende Schutzmaßnahme für Techniker, da das entsprechende Problem im Voraus erkannt werden kann.
Bei einigen USV- und Gleichrichtersystemen ist die Erdschlusserkennung gar nicht verfügbar. Wenn diese Funktion an einer USV oder einem Gleichrichter jedoch verfügbar ist, wird oftmals nur gemessen, während das Batteriesystem entladen wird: Während der Entladung sind die Strompegel höher, wodurch ein Erdschluss erkannt werden kann. Gerade dieses USV-Verhalten kann zu Schäden an den Batterien und den umgebenden Systemen sowie zu einem Ausfall führen. Je nachdem, wie groß der Verbraucher ist, wird die Leistung und die Lebensdauer der betroffenen Batterien sinken. In diesem Fall würde man mit dem Ground Fault Detector bei der Problemdiagnose im Regelbetrieb wertvolle Zusatzinformationen über den allgemeinen Zustand der Anlage liefern können.
Generelle Abweichungen zeigen sofort auf, dass in dieser Anlage ein Stresspunkt zu finden sein muss. Die weiterführende Auswertung von den einzelnen Batteriedaten bietet ein genaues Bild über
direkt und indirekt betroffene Batterien,
Auswirkungen über die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems
den Einfluss der Zusatzbeanspruchung auf die allgemeine Ausfallrate
