Im Rahmen einer vom Electric Power Research Institute durchgeführten Studie wurde herausgefunden, dass Unternehmen aufgrund von Stromunterbrechungen pro Jahr zwischen 104 und 164 Milliarden US-Dollar verlieren. Weitere 15 bis 24 Milliarden US-Dollar entfallen aufgrund von anderen Problemen mit der Stromqualität. Wie diese hohen Summen zustande kommen, ist leicht nachvollziehbar. Stellen Sie sich einfach vor, was ein Ausfall von einigen Tagen Ihr Unternehmen kosten würde. Für einige Unternehmen wäre bereits ein Ausfall von nur einer Stunde deutlich spürbar. 

Dennoch sind sich viele Unternehmen nicht aller Arten von potenziellen Versorgungsstörungen bewusst, die ihre Serverräume bedrohen. Sicherlich ist der Schutz vor schwerwiegenden Ereignissen wie Stürmen und Überflutungen wichtig. Abgesehen davon gibt es jedoch viele weitere, deutlich subtilere Auswirkungen, die Spannungsunterbrechungen auf Ihren Betrieb haben können. In diesem Artikel gehen wir auf sechs dieser Auswirkungen ein.

1. Überspannungen
Überspannungen gehören zu den wohl schädlichsten aller Störungen. Sie lassen sich in zwei Kategorien aufteilen: impulsartige und schwingungsartige Spannungsstöße. Impulsartige Spannungsspitzen bilden die gängigste Art von Stromschwankungen. Dabei verursacht ein plötzliches Ereignis höhere oder niedrigere Spannungs- und/oder Stromwerte, die oft weniger als 50 Nanosekunden andauern. Sie werden durch Blitzschlag, das Schalten induktiver Lasten, Entstörungen des Versorgungsunternehmens und andere Probleme ausgelöst und beschädigen oftmals Daten oder Systeme.

Schwingungsartige Spannungsstöße verursachen einen sehr schnellen wechselnden An- und Abstieg des Stromsignals, oftmals wenn eine Last (wie ein Motor) plötzlich ausgeschaltet wird. Ein häufiges mit der Kondensatorschaltung zusammenhängendes Problem ist das Auslösen von drehzahlvariablen Antrieben.

2. Unterbrechung
Eine Unterbrechung bezeichnet den vollständigen Verlust der Spannung oder des Stroms. Sie dauert zwischen 0,5 und 30 Zyklen (plötzlich), zwischen 30 Zyklen und 2 Sekunden (kurz), zwischen 2 Sekunden und 2 Minuten (temporär) oder über 2 Minuten (anhaltend). Bei einer Unterbrechung werden beispielsweise alle elektronischen Geräte und Leuchten in einem Haus über einen kurzen Zeitraum ausgeschaltet. In einer privaten Umgebung sind solche Unterbrechungen meist einfach nur störend. In einem geschäftlichen Kontext jedoch können sie hohe Kosten verursachen, da die Daten während der Unterbrechung beschädigt oder ganz verloren gehen können.

3. Spannungseinbruch oder Unterspannung
Ein Spannungseinbruch wird in der Regel durch Systemfehler oder das Einschalten von Leistungsabnehmern mit hohem Anlaufstrom verursacht. Er verringert die Wechselstromspannung bei einer bestimmten Frequenz und dauert zwischen 0,5 Zyklen und einer Minute an. Ein Spannungseinbruch ist mit der Abnahme des Wasserdrucks vergleichbar, wenn mehrere Wasserhähne in einem einzelnen Gebäude gleichzeitig geöffnet werden. Spannungseinbrüche können Systeme im Laufe der Zeit deutlich beschädigen.

Unterspannung wird oft (fälschlicherweise) als „partieller Stromausfall“ bezeichnet und ist die Folge von langfristigen Problemen mit der Energiebeständigkeit, die kurzfristige Spannungseinbrüche erzeugen. Bei einer Unterspannung können nichtlineare Verbraucher, wie Netzteile für Computer, ausfallen.

4. Spannungsanstieg oder Überspannung
Das Gegenteil eines Spannungseinbruchs ist ein Spannungsanstieg. Dieser wird durch einen Anstieg der Wechselstromspannung verursacht, der 0,5 Zyklen bis eine Minute andauert. Die Ursache sind oftmals N-Leiter mit hoher Impedanz, plötzliche Verringerungen großer Lasten oder einphasige Fehler bei einem dreiphasigen System. Wie bei Spannungseinbrüchen bleiben auch die Beschädigungen durch Spannungsanstiege/-spitzen (Verschlechterung der elektrischen Kontakte und Beschädigungen der Halbleiter) oft lange Zeit unbemerkt. Zu den sofort und deutlicher erkennbaren Folgen zählen flackernde Lichter und Datenfehler.

Ähnlich wie bei Unterspannungen sind Überspannungen das Ergebnis von langfristigen Problemen, die zu einem temporären Spannungsanstieg führen. Bei einer Überspannung kann eine hohe Stromaufnahme auftreten, was eine Überhitzung und Überlastung von Geräten nach sich zieht.

5. Verzerrung der Wellenform
Eine Verzerrung der Wellenform bezeichnet eine Abweichung in der Stromqualität, die sich auf die Wellenform der Spannung oder des Stromes auswirkt. Es gibt fünf Arten von primären Wellenformverzerrungen: Gleichstromversatz, Oberschwingungen, Zwischenschwingungen, kurze Spannungseinbrüche und Rauschen. Diese können alle in unterschiedlichen Ausmaßen Schäden oder Störungen von IT-Systemen verursachen.

6. Spannungsschwankungen
Eine Spannungsschwankung bezeichnet eine Reihe von kleinen, zufälligen Veränderungen der Spannung, die durch einen Abnehmer mit deutlichen Stromänderungen verursacht werden. Ein typisches Anzeichen dafür sind flackernde Glühlampen.

Natürlich stehen verschiedene Methoden zum Schutz vor diesen Störungen zur Verfügung, oftmals in Form von USV-Systemen, Generatoren, Überspannungsschutz, Spannungskonstanthaltern, ordnungsgemäßer Erdung usw. Weitere Informationen zu diesen Arten von Störungen und wie Sie sich davor schützen erfahren Sie im White Paper Nr. 18, „Die sieben Arten von Stromproblemen“ (The Seven Types of Power Problems) von APC by Schneider Electric™.