Netzinnenimpedanz bei hohen Anlaufströmen

[Axel Meier]

Guten Tag!

Ich benötige eure Hilfe.

Mehrere Einzelne Anschlüsse (Drehstrom) für Medizinische Geräte sollen hergestellt werden. Dieser soll an einer NSHV abgezweigt werden.
Problem: Die Geräte erfordern laut Datenblatt das Einhalten von Netzwiderständen zwischen den Phasen (z.B. 200mOhm) um ein Zusammenbrechen der Spannung beim Einschalten zu reduzieren.
Ich bin hier nun folgendermaßen vorgegangen:
1. Die Impedanz an der NSHV zwischen den Außenleitern wurde gemessen (beispielsweise 64 mOhm)
2. Die Zuleitung von der NSHV zum Gerät wurde nun so bemessen, dass neben dem Spannungsfall und der Strombelastbarkeit auch der geforderte Netzinnenwiderstand (gemessene Impedanz + Widerstand der Zuleitung) eingehalten wird.

Im zweiten Schritt wird jedoch nur doch ohmsche Widerstand berechnet. Wie kann ich die Impedanz der Zuleitung abschätzen oder berechnen? Wie kann ich den Widerstandsbelag und den Kapazitätsbelag der Leitung ermitteln?
Ist der Unterschied vom ohmschen Widerstand zur Impedanz hier überhaupt von Relevanz?

Hinweis: Die Länge der Zuleitung von der NSHV beträgt etwa 50 Meter.

Ich bedanke mich schon einmal für die Antwort.

 

[Pumukel]

Es gibt nicht nur eine Netzimpedanz! Denn du hast 3 Außenleiter und einen Neutralleiter .
Und damit das Netz nicht ungleichmäßig belastet wird sollen diese Werte nicht unnötig voneinander Abweichen !
Gewisse Abweichungen wird es trotzdem geben . Die Netzimpedanz ist aber immer noch ein Scheinwiderstand der auch die Ohmschen und Blindwiderstände beinhaltet !

 

[EBC41]

Im zweiten Schritt wird jedoch nur doch ohmsche Widerstand berechnet. Wie kann ich die Impedanz der Zuleitung abschätzen oder berechnen? Wie kann ich den Widerstandsbelag und den Kapazitätsbelag der Leitung ermitteln?
Ist der Unterschied vom ohmschen Widerstand zur Impedanz hier überhaupt von Relevanz?

Ohne jetzt groß nachzulesen, sage ich mal, dass bei üblichen Kabeln und Leitungen der Blindwert der Impedanz im Vergleich zum ohmschen Anteil in der Praxis unter den Tisch fällt und vernachlässigbar ist.


Welche Querschnitte und Ströme wären in dem Fall denn vorhanden?

Den kapazitiven Belag kann man bei dieser Betrachtung absolut vernachlässigen. Es ist ja doch ein 50Hz - Netz?

 

[schUk0]

Ist der Unterschied vom ohmschen Widerstand zur Impedanz hier überhaupt von Relevanz?

Ich denke eher nicht.

 

[EBC41]

Wenn ich mich richtig entsinne, ist zum Beispiel bei einem 10mm² Kabel der ohmsche Anteil etwa um den Faktor 20 größer als der induktive.
Wenn man das im Dreieck des Pythagoras betrachtet und die "induktive" Kathete ist 20 mal kürzer als die "ohmsche" Kathete wird die Hypotenuse nur minimalst länger sein als die ohmsche Kathete.

 

[Axel Meier]

Hallo. Vielen dank schonmal für die sehr Hilfreichen Antworten und Denkanstöße.

Ohne jetzt groß nachzulesen, sage ich mal, dass bei üblichen Kabeln und Leitungen der Blindwert der Impedanz im Vergleich zum ohmschen Anteil in der Praxis unter den Tisch fällt und vernachlässigbar ist.


Welche Querschnitte und Ströme wären in dem Fall denn vorhanden?

Den kapazitiven Belag kann man bei dieser Betrachtung absolut vernachlässigen. Es ist ja doch ein 50Hz - Netz?

Wir reden hier im Mittel von ca. 50 Metern und einem Nennstrom von 80A. Es sind mehrere Geräte aber das ist die ungefähre Größenordnung.

Wenn ich mich richtig entsinne, ist zum Beispiel bei einem 10mm² Kabel der ohmsche Anteil etwa um den Faktor 20 größer als der induktive.
Wenn man das im Dreieck des Pythagoras betrachtet und die "induktive" Kathete ist 20 mal kürzer als die "ohmsche" Kathete wird die Hypotenuse nur minimalst länger sein als die ohmsche Kathete.

Ich habe nochmal zu dem Thema recherchiert und habe eine Tabelle mit Nennwerten zu verschiedenen Querschnitten gefunden (Siehe PDF) - die Aussage mit den 10mm² und dem Faktor 20 ist richtig.
Der Induktivitätsbelag beträgt von 10mm2 bis 240mm2 etwa 250uH/km - also ergibt sich rechnerisch ein induktiver Blindwiderstand bei 50 Hz von 80uOhm/m.

Ich würde nun so vorgehen, dass ich den induktiven Blindwiderstand pythagoräisch zu dem errechneten ohmschen Widerstand meiner Leitung hinzuaddiere und müsste dann ja (hoffentlich) auf ein halbwegs aussagekräftiges Ergebnis für die kommen - wobei der Wert wie schon von EBC41 angemerkt fast vernachlässigt werden kann. Ich wollte es nur gern mal in Form von Zahlen sehen

 

[EBC41]

Ich würde nun so vorgehen, dass ich den induktiven Blindwiderstand pythagoräisch zu dem errechneten ohmschen Widerstand meiner Leitung hinzuaddiere und müsste dann ja (hoffentlich) auf ein halbwegs aussagekräftiges Ergebnis für die kommen - wobei der Wert wie schon von EBC41 angemerkt fast vernachlässigt werden kann. Ich wollte es nur gern mal in Form von Zahlen sehen

Ja, das wird der richtige Weg sein. Bei den großen Querschnitten, da der ohmsche Anteil kleiner wird, fällt die induktive Komponente zunehmend doch wieder mehr ins Gewicht.

Aber wie gesagt, die geometrische Addition nach Pythagoras wird es erweisen.

 

[EBC41]

Beispielsweise bei einem 35mm², wenn ich richtig rechne, käme ich auf einen Scheinwiderstand von nur 59 Milliohm. Damit wären wir schon sehr gut dabei.

Abschaltbedingung und Spannungsfall wäre noch separat zu prüfen, ob man damit hinkommt.

Ein wichtiger Faktor ist die Genauigkeit der Messung des Netzinnenwiderstandes an der Hauptverteilung. Bei sehr kleinen Werten, wie die oben genannten 64 Milliohm ergeben sich bei gebräuchlichen Installationstestern teilweise recht große Messfehler. Das sollte man noch abklären. . .

Streng genommen, wenn man es ganz genau rechnen wollte, müsste man eigentlich die ohmschen und induktiven Anteile bei der Messung an der Hauptverteilung separat wissen. Aber in der Praxis wird die Addition der Beträge der Scheinwerte ausreichend sein, um auf der sicheren Seite zu sein.