Kort- en langdurende onderbrekingen

Kort- en langdurende onderbrekingen: Oorzaken, impact en oplossingen voor uw installatie

In de ideale wereld is elektrische spanning een constante sinusgolf die 24/7 beschikbaar is. De realiteit in de industrie, ziekenhuizen en datacenters is echter weerbarstig. Een kort- of langdurende onderbreking – in de volksmond vaak stroomstoring of stroomuitval genoemd – betekent dat de spanning op één of meerdere fasen nagenoeg volledig wegvalt. Zelfs een onderbreking van enkele milliseconden kan in moderne installaties leiden tot uitschakeling van kritische processen, dataverlies en aanzienlijke financiële schade.

Bij HyTEPS zien we dat veel installatieverantwoordelijken zich focussen op het voorkomen van langdurige uitval, terwijl juist de korte onderbrekingen (transiënten en korte spanningsdips die overgaan in nulspanning) vaker voorkomen en lastiger te diagnosticeren zijn. In dit artikel leggen we de technische achtergrond uit, het onderscheid tussen kort en lang volgens de normen (zoals EN 50160), en – cruciaal – hoe u uw installatie weerbaar maakt tegen deze onvermijdelijke events.

Wat is een spanningsonderbreking precies?

Om de juiste maatregelen te treffen, moeten we eerst de definities scherp stellen. Volgens de Europese norm EN 50160 en internationale richtlijnen spreken we van een onderbreking wanneer de voedingsspanning op de overdrachtspunten daalt tot minder dan 1% van de overeengekomen nominale spanning. In de praktijk wordt vaak de grens van 5% of 10% aangehouden, afhankelijk van de gevoeligheid van de aangesloten apparatuur.

We maken onderscheid tussen twee typen, gebaseerd op tijdsduur:

1. Kortdurende onderbreking (KU): Dit betreft een situatie waarbij de spanning wegvalt voor een periode van maximaal 3 minuten. In veel gevallen duurt dit echter veel korter, van enkele milliseconden tot een paar seconden. Deze worden vaak veroorzaakt door de werking van automatische schakelaars in het middenspanningsnet (bijvoorbeeld ‘Automatische Wederinschakeling’ of AWI) die proberen een tijdelijke fout, zoals een tak op de lijn, te isoleren.
2. Langdurende onderbreking (LU): Hierbij is de spanning langer dan 3 minuten afwezig. Dit duidt op een permanente fout in het net van de netbeheerder of in uw eigen installatie, zoals een graafschade aan een kabel, een defecte transformator of een brand in een verdeelinrichting. Herstel vereist menselijk ingrijpen of complexe omschakelingen.

Nuance – Dip vs. Onderbreking: het is essentieel om een spanningsdip (sag) niet te verwarren met een onderbreking. Bij een dip zakt de spanning tijdelijk (bijvoorbeeld naar 50%), maar is er nog wel energie aanwezig. Bij een onderbreking is de energietoevoer effectief nul. Een PC kan soms doorwerken bij een korte dip, maar valt onherroepelijk uit bij een onderbreking zonder UPS (Uninterruptible Power Supply).

Hoe ontstaan onderbrekingen en hoe herkent u de bron?

Een veelgemaakte fout is om bij een uitval direct naar de netbeheerder te wijzen. Hoewel externe factoren een rol spelen, ontstaan veel problemen binnen de eigen installatie of op het grensvlak (Point of Connection).

Veelvoorkomende oorzaken:

1. Externe oorzaken (Het openbare net):
   • Weersinvloeden: Blikseminslag of stormschade aan bovengrondse leidingen.
   • Graafwerkzaamheden: Fysieke beschadiging van kabels.
   • Netmanoeuvres: Het omschakelen van verbindingen door de netbeheerder.
   • Kortsluiting elders: Een sluiting bij een naburig bedrijf kan bij u een diepe dip of korte onderbreking veroorzaken totdat de beveiliging daar ingrijpt.
2. Interne oorzaken (Uw installatie):
   • Selectiviteitsproblemen: Als een beveiliging (zekering of automaat) ’te vroeg’ of onbedoeld aanspreekt bij een inschakelpiek, ontstaat een lokale onderbreking voor die groep.
   • Menselijke fouten: Verkeerde schakelhandelingen tijdens onderhoud.
   • Veroudering: Falende componenten zoals kabelmoffen of transformatoren.
   • Harmonische vervuiling: Hoewel harmonischen meestal leiden tot oververhitting, kunnen ze in extreme gevallen zorgen voor onterechte trips van beveiligingen, wat resulteert in uitval.

De rol van meten en analyseren: Omdat een korte onderbreking soms zo snel voorbij is dat het licht niet eens knippert, maar een machine wel stopt, is permanent monitoren noodzakelijk. Met geavanceerde Power Quality meters kunnen we via Continuous Waveform Recording exact zien wat er gebeurde in de milliseconden voor, tijdens en na de uitval.

Wat kunt u doen tegen spanningsonderbrekingen?

Het volledig voorkomen van dips in het openbare net is onmogelijk; de netbeheerder kan immers het weer of graafschade niet beïnvloeden. U kunt uw installatie er wel weerbaar tegen maken. Wij onderscheiden drie niveaus van oplossingen:

U kunt het openbare net niet controleren, maar u kunt uw installatie wel immuun maken (resilient). De aanpak van HyTEPS is gebaseerd op het ‘Structurele Model’: eerst analyseren, dan optimaliseren.

1. Quick wins (Operationeel)

• Controleer instellingen: Staan uw beveiligingen (automaten, aardlekschakelaars) correct ingesteld? Zijn ze selectief ten opzichte van elkaar?
• Herstart-protocollen: Zorg dat machines niet allemaal tegelijk automatisch herstarten na een onderbreking. Dit voorkomt een nieuwe piekbelasting die direct weer tot uitval leidt.

2. Hardware en Engineering (Structureel)

• UPS-systemen (Uninterruptible Power Supply): Voor kritische IT en besturingssystemen is een UPS onmisbaar. Deze overbrugt de tijd tussen uitval en herstel (of start NSA).
• Noodstroom (NSA): Voor langdurige onderbrekingen is een generator nodig. Let op: dit lost korte onderbrekingen niet op vanwege de opstarttijd.
• Ride-through functionaliteit: Veel moderne frequentieregelaars hebben instellingen om een korte ‘dc-bus ondervoltage’ te overbruggen (Kinetic Buffering). Onze engineers kunnen helpen bepalen of dit toepasbaar is.
• Actief Harmonisch Filter (AHF): Hoewel een AHF primair harmonischen reduceert, kan het de belasting op transformatoren en kabels verlagen, waardoor er meer ‘ruimte’ in de installatie ontstaat en de kans op interne uitval door overbelasting afneemt.

Let op bij UPS-selectie: Een UPS is zelf ook een niet-lineaire belasting die harmonische vervuiling kan veroorzaken. Een verkeerd gekozen UPS kan de Power Quality in de rest van uw installatie verslechteren. Laat u adviseren over de interactie tussen UPS en installatie.