Kortvarige overspenninger, kortvarige underspenninger og spenningssprang (§ 3-4)

Spenningssprang og kortvarige over- og underspenninger er hurtige endringer i spenningen. Spenningen øker eller synker hurtig, men går tilbake, eller nesten tilbake, til utgangspunktet innen ett minutt.

I et nett med 230 V er spenningssprang hurtige endringer i spenningen der spenningen hele tiden er innenfor 207-253 V. Hvis spenningen på et tidspunkt blir lavere enn 207 V er det en kortvarig underspenning, også kalt spenningsdipp. Hvis spenningen går over 253 V er det en kortvarig overspenning.

Kortvarige overspenninger er hurtige økninger i spenningens effektivverdi til mer enn 110 % av avtalt spenningsnivå og med varighet fra 10 ms–60 s, se figur 1. I et system der et elektrisk anlegg eller elektrisk utstyr forsynes med mer enn én fase vil en kortvarig overspenning inntreffe når spenningen på minst én av fasene stiger over 110 % av avtalt spenning. Den vil opphøre når alle fasene faller til 110 % eller mindre av avtalt spenning.

Årsak

Kortvarige overspenninger skyldes som regel utfall av store belastninger, eventuelt deler av nettet med stor last. Feilkoblinger og feil trinning av transformatorer som relativt raskt blir frakoblet igjen, kan også medføre kortvarige overspenninger.

Kortvarige overspenninger kan oppstå som fase-jord overspenninger, uten en tilsvarende overspenning for linjespenningene (mellom fasene). Dette skyldes normalt feil i nettselskapets nett, for eksempel jordfeil, last som blir koblet fra nettet eller feil i nettkundenes installasjoner, som medfører forskyvning av spenningstrekantens nøytralpunkt. Slike overspenninger mellom fase og jord kan inntreffe ved for eksempel jordfeil.

Konsekvenser og tiltak

Kortvarige overspenninger kan ha større konsekvenser enn spenningssprang, og utstyr kan havarere. Videre kan kortvarige overspenninger gi større konsekvenser enn kortvarige underspenninger, samtidig som det er vanskeligere å beskytte seg mot dem. Problemet og eventuelt konsekvensene kan også i en del tilfeller reduseres ved å bruke raske systemer for autotrinning av transformatorer. Fase-jord overspenninger mellom fase og jord elimineres ved hurtigst mulig å detektere feilsted og -årsak og utbedre feilen som er oppstått.

Kortvarig underspenning, også kalt spenningsdipp, er hurtig reduksjon i spenningens effektivverdi til under 90 %, men større enn 5 %, av avtalt spenningsnivå og med varighet fra 10 ms–60 s, se figur 2. Reduseres spenningens effektivverdi til under 5 % av avtalt spenningsnivå er det et avbrudd og ikke en kortvarig underspenning. I et system der et elektrisk anlegg eller elektrisk utstyr forsynes med mer enn én fase vil en kortvarig underspenning inntreffe når minst én av fasene faller under 90 % av avtalt spenning. Den vil opphøre når alle forsyningsspenningene stiger til 90 % eller mer av avtalt spenning.

Årsak

Kortvarige underspenninger (spenningsdipp) oppstår normalt som følge av jordslutninger og kortslutninger i nettet, store lastpåslag eller gjeninnkobling mot feil.

Konsekvenser og tiltak

Spenningsdipper kan ha større konsekvenser enn spenningssprang. Spesielt en del industribedrifter kan være sårbare for spenningsdipper.

Dybde og varighet for spenningsdipp har stor betydning for konsekvensene. Spenningsdipp kan medføre feilfunksjon eller direkte utkobling av elektrisk utstyr, som igjen kan medføre følgeskader og produksjonstap ved utkobling av hele eller deler av anlegget.

Nettselskapene kan motvirke spenningsdipp ved traserydding, øvrig vedlikehold og utskifting, bruk av avledere fremfor gnistgap, bruk av isolerte luftledninger og en forsiktig praksis ved gjeninnkobling mot feil. Det er dermed viktig at den som bygger og driver nettanlegg, tar hensyn til spenningsdipp ved utvikling av nettanlegg. Tiltak hos nettkunden for å redusere konsekvensene av spenningsdipp kan være avbruddsfrie strømforsyninger (UPS – uninterruptable power supply) eller aktive filtre.

Spenningssprang er en endring av spenningens effektivverdi innenfor ± 10 % av avtalt spenningsnivå og som skjer hurtigere enn 0,5 % av avtalt spenningsnivå pr. sekund, som vist i figur 1. 

Spenningssprangene uttrykkes ved stasjonær og maksimal spenningsendring som er gitt ved henholdvis: 

der ΔU_stasjonær er stasjonær spenningsendring som følge av en spenningsendringskarakteristikk, ΔU_maks er den maksimale spenningsdifferansen i løpet av en spenningsendringskarakteristikk og U_avtalt er avtalt spenningsnivå.

I forskriften brukes størrelsene ΔU_stasjonær og ΔU_maks for å avgjøre om spenningsendringen skal telles med i de tillatte antall kortvarige overspenninger, kortvarige underspenninger og spenningssprang.

Årsak

Spenningssprang kan være forårsaket av flere ting, som f.eks.:

• Apparater med sterk effektvariasjon
• Start av direktestartede asynkronmotorer
• Lastpåslag (i svake nett kan vanlige elektriske apparater forårsake spenningssprang ved innkobling)
• Hendelser i nettet, som kobling av linjer, bortkobling av deler av nettet, innkobling av kondensatorbatteri, midlertidige kortslutninger andre steder osv.

Konsekvenser og tiltak

Spenningssprang har hovedsakelig visuelle konsekvenser i form av blink i lyset. Hyppige spenningssprang kan gi utslag på målinger av flimmerintensitet og vil kunne føre til ubehag for personer som utsettes for dette.

Spenningssprang resulterer sjelden i havari eller feilfunksjon av elektrisk utstyr. Tiltak for å redusere konsekvensene av spenningssprang kan være å redusere antall inn- og utkoblinger av store motorer eller å benytte startutrustninger som reduserer motorens startstrøm. Å øke kortslutningsytelsen (stivheten i nettet) vil redusere spenningsendringen ved de samme hendelsene.