Rahmen
Kopf
KopfRechts
Erfahren Sie alles über unsere Softwareprodukte und Dienstleistungen
Infoleiste
Inhalt
Inhalt
Feldmessungen
 

 

Magnet- und E-Feldanalysen nach DIN VDE 0848

 

Grundlagen

Elektromagnetische Felder beeinflussen den Menschen und elektronische Schaltungen. Die Wirkungszusammenhänge sind reine Physik, messbar und unstrittig. Wir messen mit EWS-Analysatoren der Firma Haag Elektronische Messgeräte GmbH.

Messungen zur Überprüfung der elektromagnetischen Abstrahlung elektrotechnischer Anlagen gemäß 26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über elektromagnetische Felder - 26. BImSchV) werden von uns durchgeführt.


Isometrische Darstellung der Magnetfeldstärke

Die am 1.1.1997 in Kraft getretene sechsundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über elektromagnetische Felder - 26. BImSchV) schreibt für die Errichtung und den Betrieb von Elektroumspannanlagen einschließlich der Schaltfelder mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Oberspannung von 1000 Volt oder mehr Grenzwerte der elektrischen und magnetischen Feldstärke vor, deren Einhaltung durch geeignete Mess- oder Berechnungsverfahren nachzuweisen ist.

Vorbetrachtung

Jeder durch einen elektrischen Leiter fließende Strom I hat ein äußeres Magnetfeld zur Folge. Die magnetische Feldstärke H außerhalb eines runden elektrischen Leiters mit unendlicher Länge beträgt H = I/(2pr) (1) (r - radiale Entfernung vom Leitermittelpunkt).

In komplexen elektrotechnischen Anlagen findet man natürlich keine idealen geometrischen Strukturen der einzelnen Leiter, die Magnetfelder verschiedener Ströme überlagern sich und die Ausbreitung der Magnetfelder wird durch die verschiedenen Materialien beeinflusst, so dass eine Berechnung des entstehenden Gesamtmagnetfeldes mit vertretbarem Aufwand nicht bzw. nur bedingt möglich ist.

Aus oben stehender Formel für die magnetische Feldstärke können aber zwei wesentliche Eigen-schaften eines Magnetfeldes abgeleitet werden:

  • Das Magnetfeld ist in seiner Stärke proportional dem durch den Leiter fließenden Strom.
  • Das Magnetfeld nimmt mit wachsender Entfernung von der Quelle stark ab, bei geraden, stromdurchflossenen Leitern proportional zum Abstand, bei Spulen, z. B. Elektromotoren und Transformatoren, bis zu einem Faktor von 1 / r³.
Aus den beschriebenen Eigenschaften des Magnetfeldes kann man also ableiten, dass es für die Durchführung von Magnetfeldmessungen im Umfeld einer elektrischen Anlage und die anschließende Bewertung der Messergebnisse zwingend erforderlich ist, für jede einzelne Feldstärkemessung auch den jeweiligen Standort und den Belastungszustand der Anlage zu erfassen.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Überprüfung elektromagnetischer Felder in DC-Unterwerkengemäß 26. BImSchV

Grundlagen

Elektrotechnische Anlagen generieren elektrische und elek­tromagnetische Felder, die sie in ihre Umgebung aussenden, wodurch Beeinträchtigungen bzw. Gefährdungen von Personen sowie störende Beeinflussungen anderer (technischer) Einrichtungen hervorgerufen werden können. Diese Zusammenhänge werden gern unter dem Begriff Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) subsummiert, bilden allerdings nur einen Teil dieses Komplexes ab. EN 61000 definiert allgemeine EMV-Störfestigkeitsgrenzwerte in Industriebereichen, während EN 50121 Störaussendungen und Störfestigkeiten im Bereich von Bahnen, allerdings mit dem Fokus auf hohe Frequenzen, regelt. Allfällige Feldstärkemessungen sind daher nur Grundlage für weitere komplexe Betrachtungen. 

In Deutschland definiert die sechsundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über elek­tromagnetische Felder - 26. BImSchV) Grenzwerte der elektrischen und magnetischen Feldstärke bei Frequenzen von 16,7 und 50 Hz für öffentlich zugängliche Bereiche, deren Einhaltung durch geeignete Mess- oder Berechnungsverfahren nachzuweisen ist. Für Deutschland gültige Grenzwerte im gesamten Frequenzspektrum, allerdings mit dem Fokus auf die Exposition von Personal innerhalb einer Anlage, werden auch durch die Berufsgenossenschaften in ihrer Vorschrift BGV B11 vorgegeben. Die beiden letztgenannten Vorschriften sind eindeutig auf den Personenschutz orientiert, Feldstärkemessungen am jeweiligen Expositionsort erbringen aber eindeutige Zulässigkeitsaussagen.

Die verwendeten Messgeräte und Bewertungsverfahren müssen gewissen Anforderungen genügen, welche in o.g. und weiteren Vorschriften vorgegeben sind.

Messung

Bei frei stehenden DC-Unterwerken sind im Allgemeinen zunächst nur Messungen des 50-Hz-Magnetfeldes außerhalb der Gebäudehülle erforderlich, um die Einhaltung der 26. BImSchV nachweisen zu können, wobei wegen der üblicherweise verwendeten Versorgungsspannungsebenen davon auszugehen ist, dass die Grenzwerte der elektrischen Feldstärke außerhalb des Gebäudes eingehalten werden.

Die magnetische Feldstärke H bzw. Flussdichte B ist dem durch einen Leiter fließenden Strom I proportional. Sie nimmt mit wachsender Entfernung r von der Quelle stark ab – bei geraden, Stromdurchflossenen Leitern proportional zum Abstand r, bei Spulen, z. B. Elektromotoren und Transformatoren, bis zu einem Faktor von 1 / r ³.

Daraus folgt, dass es für die Durchführung von Magnetfeldmessungen im Umfeld einer elektrischen Anlage und die anschließende Bewertung der Messergebnisse zwingend erforderlich ist, für jede einzelne Feldstärkemessung auch den jeweiligen Standort und den Belastungszustand der Anlage zu erfassen.

Zur Messung der Magnetfelder wird ein Feld- und Netzanalysator EWS 92 eingesetzt. Dieser erlaubt mit angeschlossener AC-Magnetfeldsonde (Typ AC 30) die normgerechte isotrope Messung niederfrequenter Magnetfelder sowie die zusätzliche Aufzeichnung einer Belastungs-Messgröße. Die Messung des Magnetfeldes erfolgt rund um das Gebäude des Unterwerks mit Abständen zum Gebäude von 0,25 und 1,0 Meter entlang der Gebäudeseiten jeweils in einer Höhe von einem Meter über dem Boden. Für die Erfassung der Anlagenbelastung ist z.B. der Summengleichstrom (Shunt und Trennverstärker in der Rückleiterzelle) zu messen und dem Feldanalysator über geschirmte Messleitungen zuzuführen. Jede Feldmessung ist dann manuell bei hinreichend hoher Belastung auszulösen.

Ergebnis ist eine Darstellung der auf die Nennbelastung hochgerechneten Flussdichtewerte an allen Messorten außerhalb der Anlage ähnlich folgendem Bild:

                                                                                                  

Bild: Darstellung der für den Nennstrom berechneten magnetischen Flussdichten in µT (schwarz) und des prozentualen Verhältnisses der gemessenen Belastungsströme zum Nennstrom (blau)

Auf Anforderung sind Messungen gemäß BGV B11 zur Festlegung der Expositionsbereiche innerhalb der Anlage möglich.

Randbedingungen

Das Unterwerk muss in Betrieb sein und möglichst hohe Fahrströme liefern. Dieses kann auch durch Speisebereichsänderungen unterstützt werden. Vorab sind ein maßstäblicher Aufstellplan (siehe Bild) sowie Angaben zum Nennwert (z.B. aus der Dimensionierungsrechnung) und zu Messmöglichkeiten der Anlagenbelastung bereitzustellen.

 

 
Ende netRahmen
Fuß
Impressum
Stadtplan von Halle | Halle Online | Stadtmarketing
bettenplanet GmbH