Elkvalitet - Ignorera övertoner på egen risk

Övertoner är multiplar av nätmatningsfrekvensen 50 Hz. Individuella övertoner som den 2:a övertonen uppträder vid 100 Hz, den 3:e vid 150 Hz, den 4:e vid 200 Hz och så vidare.
I praktiken är det den 3:e övertonen och andra övertoner som förekommer vid udda multipler av 3:an (till exempel den 9:e, 15:e, 21:e och så vidare) som oftast är de mest besvärliga. Dessa övertoner kallas ofta för ”trippel” eller nollsekvensövertoner.

Problemet är att i en fyrtrådig trefasinstallation (vilket de flesta trefasinstallationer är) snarare adderas än upphävs trippel övertonsströmmar i nolledaren. Tyvärr är ofta nolledare i trefaskablar och utrustning mindre än i de andra fasledarna eftersom de i ett någorlunda välbalanserat system med låga övertoner leder väldigt lite ström. Men om trippelövertoner förekommer kommer det att uppstå betydande ström i nolledaren. Om detta inte beaktas ordentligt så kan det leda till överhettning i nolledaren.

Ibland kan det vara användbart att titta på individuella övertoner. Särskilt när man försöker lista ut vad som kan producera dem. Men ofta så är det mer användbart att ha ett mått på den sammanlagda totalnivån av övertoner i matningsspänningen. Denna mätning kallas för total harmonisk distorsion eller THD. Som elektriker och elentreprenör är man mest intresserad av övertoner på strömmen. Man vill titta på den totala övertonshalten THD på strömförvrängningarna. Det finns inget behov av att manuellt beräkna THD på strömmen. Alla bättre mätinstrument som kan mäta övertoner kommer automatiskt att göra det.

En av många anledningar till att THD-mätning på strömmen är en viktig mätning är att övertoner också påverkar effektfaktorn. Ofta anser vi att effektfaktorn endast beror på fasskillnaden mellan spänningen och strömmen i lasten. Det är faktiskt vad som ibland kallas förskjutningseffektfaktor. Den sanna effektfaktorn involverar också att beräkna distorsionseffektfaktorn och för det måste du först mäta THD på strömmen. Om till exempel effektfaktorn är 0,90 baserat på enbart fasförhållandet men THD på strömmen är 35 %, skulle den sanna effektfaktorn faktiskt vara 0,85. Det kan kännas som en liten skillnad men över tid kan det bli mycket pengar som slösas bort på höga elräkningar.

Ungefär 5 % THD total övertonshalt på strömmen är acceptabelt på en elinstallation idag. Högre halter innebär att problem kan uppstå på ansluten utrustning som i många fall även orsakar problemen. Därför måste man i alla elinstallationer räkna med att övertoner kommer att finnas.

För att visa hur stort problem detta kan vara är det värt att upprepa exemplet vi gav i en tidigare artikel. Med hjälp av en "standard" strömtång från en välkänd tillverkare mätte vi strömmen i en krets till en lysrörsarmatur. Avläsningen var 2,9 A. När vi upprepade mätningen med en RMS-strömtång som hanterar övertoner korrekt fann vi att den sanna strömmen var 6,0 A. Det är en väldigt stor skillnad!

Eftersom tabellerna i föreskrifterna inte tar hänsyn till övertoner är det upp till dig själv att göra det annars riskerar du att få kraftigt överbelastad nolledare. Så kontrollera att du använder en RMS-strömtång för att se hela frekvensbandet och även den totala övertonshalten THD för att mäta rätt ström.

Om du letar efter förslag på nya instrument kan F407- och F607-multifunktionstängerna från Chauvin Arnoux vara ett alternativ. Dessa instrument mäter strömmar upp till och med den 25:e övertonen (1250 Hz) och har även äkta AC+DC TRMS-mätning.

Som elektriker siktar du säkert på att följa elinstallationsreglerna i ditt dagliga arbete. Men du kan bara vara säker på att lyckas om du har rätt mätutrustning. I dagens värld inkluderar det mätinstrument som ger dig pålitliga avläsningar även när övertoner finns på installationen.
För mer detaljerad teknisk information om övertoner och andra elkvalitetsproblem besök vår hemsida.