In einer EMV verseuchten Umgebung zuverlässige Messwerte ermitteln

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Autark arbeitende Probs

Besonders im Einsatz in der Energietechnik und EMV verseuchter Umgebung herausragenden Eigenschaften des Messsystems besteht in der Betriebsweise über optisch abgesetzte Messeingänge. Der Anschluss der Messköpfe, den so genannten Probes, über LWL-Verbindungen mit Längen bis zu einigen Kilometern führt zu einer klaren Trennung zwischen dem Messort, mit den dort konkret vorliegenden Umgebungs- und Messbedingungen und dem eigentlichen Betriebsort des Mess- und Auswertesystems.

Die batteriebetriebenen, autark arbeitenden Probes 100 MS/s mit einer Auflösung von 14 Bit weisen eine Eingangsspannung von 50 mV bis 250 V auf und können elektrisch kurz über herkömmliche Messleitungen an die unterschiedlichsten Messsensoren, Teiler, Wandler oder Fühler angeschlossen werden. Die zugehörigen Akkus und das Energiemanagement sind so bemessen, dass ganze Prüfschichten > 8 h ohne Akkuwechsel auskommen.

Optional bis 20 km Lichtleiterkabel

Der Sender-Probe mit 100 MS/s und einer Auflösung von 14 Bit ist über ein Lichtleiterkabel mit einer möglichen Länge von bis zu 3 km, optional bis 20 km, mit dem Empfänger-Modul im Rack verbunden. Unterschiedliche Leitungslängen ab 2 m führt zu Phasenverschiebungen und zu Fehlauswertungen. Die somit nötige zeitliche Kompensation wird vom Messsystem selbständig durchgeführt.

Durch die Trennung der Messeingänge mit einem Lichtwellenleiter sowie durch die galvanische Auftrennung und messtechnisch separate Behandlung der einzelnen Kanäle sind Messungen auf hohem Potenzial oder beispielsweise in elektromagnetisch kritischer Umgebung, wie in Prüffeldern oder Hochspannungs-Labors fast uneingeschränkt möglich. Um die Eignung insbesondere bei Messaufgaben unter ungünstigen Umgebungsbedingungen zu untersuchen und Geräteeigenschaften systematisch herauszuarbeiten, hat bitGate zusammen mit CE-LAB aus Ilmenau gezielte Untersuchungen vorgenommen, die unter Einwirkung elektrischer und magnetischer Störfelder hoher Maximalfeldstärken und schneller Feldänderungen standen. Dabei wurde im Labor und in der Praxis in Prüffeldern der Elektrotechnik gemessen.

Verhalten in kritischer elektromagnetischer Umgebung

Besonders hochfrequente elektromagnetische Feldanteile sind in der Lage, in elektrische Geräte einzudringen und diese zu beeinflussen. Die Prüfung der Störfestigkeit des Systems AD3000 und der verwendeten Probes gegen hochfrequente elektromagnetischen Felder wurde nach Maßgabe der EMV-Grundnorm EN 61000-4-3 durchgeführt.

Aufgrund der optisch abgesetzten und autarken Betriebsweise ist die Probe des Messsystems dazu geeignet, auf hohem elektrischem Potenzial zu arbeiten und dabei stark erhöhten Umgebungsfeldstärken ausgesetzt zu werden. Bei Testmessungen im Labor konnte gezeigt werden, dass aufgrund ausreichender elektrischer Schirmungseigenschaften auch elektrische Feldstärkewerte über 100 kV/m und Feldänderungen über 30 kV/m je μs weder zu Störungen noch zu Fehltriggerungen führen.

Vorversuche zur Störempfindlichkeit gegenüber magnetischen Feldern gemäß der EMV-Grundnorm EN 61000-4-8 [3] sowie EN 61000-4-9 und -10 [4, 5] hatten die Notwendigkeit einer Abschirmung der Probes ergeben. Die erzielten Ergebnisse fanden bei Dimensionierung, Materialbestimmung und Formgebung der Probe-Abschirmung angemessene Berücksichtigung.

Die aufgezeichneten Messwerte werden über die Software des Transientenrekorders mit Windows visualisiert, ausgewertet und abgespeichert. Exportfilter für externe Auswerteprogrammen bestehen ebenfalls. Die offene Struktur der Software ermöglicht es, mit einer DLL das Messsystem aus einer Fremdsoftware heraus zu steuern, umgekehrt besteht die Möglichkeit aus der Software heraus andere Systeme/Geräte zu steuern.

Messdaten aufbereiten und auswerten

Weiterhin können mehrere Bildschirme am System angeschlossen werden, die in verschiedenen Fenstern des Betriebssystems unterschiedlich aufbereitete Daten und Auswertungen darstellen. Durch die geschickte Einbindung der Textverarbeitung Word als Report Generator und der Tabellenkalkulation Excel zur tabellarischen Weiterverarbeitung von Messdaten und Ergebnissen, ergeben sich umfangreiche Möglichkeiten der weiteren Datenverarbeitung am PC.

Dabei können Informationen automatisch in Tabellen generiert werden oder per Drag & Drop-Grafiken oder Daten übertragen werden. Eine Ablaufsteuerung erlaubt neben freier Eingabe von Formeln auch eine Auswahl von Steueraktionen wie Aufforderung zur Parametereingabe oder Ergebnis abhängige Sprungoperationen. Sollten die internen Auswertefunktionen nicht ausreichen, kann sich der Benutzer zusätzlich mit den mitgelieferten Softwarewerkzeugen eigene Routinen programmieren oder vom Hersteller entwickeln lassen.

*Dietmar Müth ist Sales Manager in Grebenhain.

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