3 Was sind Spannungsbänder?

Spannungsbänder sind vordefinierte Spannungsbereiche, in denen die Komponenten eines DC-Netzes unterschiedliche Funktionalität bereitstellen. Der technische Report 63282 der IEC hat 7 Bänder definiert. Jedes Band Bx ist durch eine obere Spannungsgrenze Ux definiert. Im nominellen Band von 600 V bis 750 V (für geregelte Einspeisung, AIC) arbeiten die Komponenten dauerhaft. 

 

In diesem Band unterhalb von U1 = 400 V arbeiten die Anwendungen nicht. Daher befindet sich das DC-Netz, außer beim Vorladen, nur kurzzeitig in diesem Bereich (z. B. bei Kurzschlüssen). Wenn die Spannung unter U1 fällt, öffnen die Leistungsschalter.

Spannung zwischen 400 V und 485 V (für ungeregelte Gleichrichter an 400 V AC) bzw. zwischen 400 V und 600 V (für AICs und für ungeregelte Gleichrichter an 480 V AC). 
Dieser Bereich ist durch eine große Überlast gekennzeichnet. Die Last muss unbedingt redu-ziert werden, damit das DC Netz nicht in Band B1 wechselt. Geräte dürfen ihre Leistung reduzieren. Aufgrund der zu geringen DC Spannung dürfen AICs hier nur wenige Millisekunden betrieben werden.

• 600 V bis 750 V (AICs oder ungeregelte Gleichrichter an 480 V AC).
• 485 V bis 750 V (ungeregelte Gleichrichter an 400 V AC).

Dieses ist der normale Arbeitsbereich des DC Netzes. Er ist gekennzeichnet durch ein Leistungsgleichgewicht zwischen lokaler Erzeugung (z. B. von PV Anlagen), Einspeisung aus dem AC Netz und dem Verbrauch der Lasten. Alle Geräte des Netzes sind für den dauerhaften Betrieb in diesem Bereich ausgelegt. Einschränkungen der Geräteleistung können sich durch physikalische Randbedingungen ergeben, wie z. B. den Ladezustand von Speichern, die Höhe der Netzspannung bei Versorgungsgeräten, nicht ausreichende Motorspannung oder die Sonneneinstrahlung bei PV.

Spannung zwischen 750 V und 800 V.
In diesem Bereich müssen Maßnahmen ergriffen werden, die verhindern, dass die Abschaltschwelle der Geräte (800 V) erreicht wird. Dies kann z.B. das Rückspeisen ins AC-Netz, das Aufladen von Energiespeichern aber auch das Zuschalten von Leistungswiderständen sein. Dieser Zustand soll nicht länger als 60 s dauern und Geräte dürfen in diesem Zustand ihre Leistung reduzieren. Dieses Band ist in der TR 63282 bisher nicht enthalten.

Spannung zwischen 800 V und 880 V.
Durch Schalthandlungen, Fehlerfälle und Abbremsen von Antrieben können Überspannungen entstehen. Eine temporäre Überspannung von bis zu 880 V für eine Minute ist für übliche 400 V-Elkos (zwei in Reihenschaltung) unproblematisch. Bei üblicherweise verwendeten 1200 V-Halbleitern kann durch interne Schalthandlungen aber die Grenze der Spannungsfestigkeit erreicht sein; solche Geräte dürfen in diesem Bereich ihre Funktion verlieren, um sich selbst zu schützen. Überspannungsschutzgeräte (SPDs) limitieren in diesem Band noch nicht die Spannung. Befindet sich die Spannung längere Zeit in diesem Bereich (> 5 s), öffnet zum Schutz aller Geräte der vorgelagerte DC-Abzweig.

Spannung zwischen 880 V und 1200 V.
In diesem Bereich arbeiten die Überspannungsschutzgeräte (SPDs) und versuchen Geräte vor transienten Überspannungen zu schützen, die durch Schalthandlungen aber auch Blitzeinschläge verursacht werden.

Spannung zwischen 1200 V und 1500 V.
Befindet sich die Spannung in diesem Band sind Geräteschädigungen wahrscheinlich. Durch die dämpfenden Eigenschaften von Leitungslängen und Eingangsfiltern führen kurzzeitige transiente Überspannungen in der Regel nicht zu einer Schädigung von Bauteilen in den Geräten.

Spannung größer als 1500 V.
In diesem Spannungsband ist eine Schädigung der Geräte (Varistoren, Halbleiter, Kondensatoren) äußerst wahrscheinlich.