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USV-Anlagen für sensible Systeme: worin liegen die Unterschiede?

Wie eine USV-Anlage aufgebaut ist

Eine USV-Anlage besteht je nach Ausführung aus einem Transformator, einem oder mehreren Akkus, sowie einem Mikrocontroller samt Schalttransistoren sowie selbstverständlich den entsprechenden Anschlüssen. Ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl des Systems ist die sogenannte "Shutdown-Zeit". Darunter wird jener Zeitbedarf verstanden, den beispielsweise Ihr PC-System benötigt, um nach einem Stromausfall korrekt herunter zu fahren. Die USV muss in der Lage sein, zumindest diesen Zeitraum mit ausreichend viel Spannung zu versorgen. Darüber hinaus kann es natürlich ebenso notwendig werden, bestimmte Geräte auch über den Zeitraum von bis zu einigen Stunden bei einem Stromausfall mit Spannung versorgen zu können. Weiterhin ist die Frage entscheidend, ob das mit Spannung zu versorgende System auch empfindlich gegenüber Spannungsspitzen ist und bei den im Stromnetz üblichen Schwankungen womöglich Schaden nehmen könnte - teure Server haben mit Überspannungen durchaus Schwierigkeiten.

Fachleute helfen weiter

Welches System bei Ihnen notwendig ist, sollte im eines Beratungsgesprächs mit Experten entschieden werden. Anbieter von USV-Anlagen verbinden den Verkauf der Systeme zumeist auch mit einer umfangreichen Begutachtung der vorhandenen Hardware. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass Sie auch hinsichtlich der Leistungsfähigkeit und der Spezifizierung des Systems die richtige Wahl treffen. 

Unterschiedliche Klassifizierungen von USV-Anlagen

Eine besonders günstige und einfache USV-Anlage (spezifiziert nach IEC 62040-3.2.20 der USV-Klasse 3) schützt gegen Netzausfälle und kurzzeitige Spannungsschwankungen. Demgegenüber werden dauerhafte Unter- und Überspannungen nicht ausgeglichen. Häufig werden sie auch als 

Standby- bzw. Offline-USV bezeichnet. Die Umschaltdauer zwischen Netzbetrieb und dem Akkubetrieb der USV-Anlage beträgt in etwa zwischen 4 und 10 Millisekunden. Für die meisten Geräte ist diese Umschaltzeit ausreichend, besonders empfindliche Verbraucher könnten sich in diesem Zeitraum bereits ausschalten. Der Wirkungsgrad dieser Offline-USV-Anlagen liegt bei ca. 95 %. 

Eine sogenannte netzinteraktive USV-Anlage (spezifiziert nach IEC 62040-3.2.18 der Klasse 2) ähneln prinzipiell den Standby-USVs. Der unterschied dieses Systems besteht darin, dass die Umschaltzeit von Netzbetrieb auf den Batteriemodus nur etwa 2 bis 4 Millisekunden in Anspruch nimmt. Die umgekehrte Schaltung zurück auf den Netzbetrieb kann sogar vollkommen verzögerungsfrei erfolgen. Relativ sensible Systeme wie Computer oder Netzwerke können ebenso wie TK-Anlagen mithilfe dieser Systeme abgesichert werden. Durch Filter ist es ebenso möglich, ständige Spannungsspitzen ständig zu regeln.

Die Online-USV (spezifiziert nach IEC 62040-3.2.16 der Klasse 1) sind besonders für hochsensible Systeme geeignet. Sie gelten als echte Stromgeneratoren, die jederzeit eine eigene Netzspannung erzeugen. Auf diese Weise werden angeschlossene Verbraucher permanent mit einer gleichmäßigen Netzspannung versorgt. Parallel dazu wird eine Batterie aufgeladen. Ein solches System ist in der Lage auch hochsensible Verbraucher mit Strom zu versorgen, der hinsichtlich der Eigenschaften unproblematischer ist, als der Strom aus der Steckdose. Störspannungen und elektromagnetische Einflüsse fehlen vollkommen, einige USV-Anlagen verfügen sogar über eine germanische Trennung oder einen Trenntrafo, sodass Störungen über den Null- bzw. Erdleiter gefiltert werden. Im laufenden Betrieb wird bei dieser USV-Anlage permanent die Spannung gewandelt. Aufgrund dieser Tatsache liegt der Wirkungsgrad nur bei etwa 90 %. Die Akkus werden hoch belastet weshalb ein Austausch alle 3-4 Jahre erfolgen muss.

Fazit: Netzwerke vor Stromausfall und Spannungsschwankungen schützen

Generell gilt, dass jedes System nur so funktionssicher ist, wie das schwächste Glied - und in sehr vielen Netzwerken ist dies insbesondere die Spannungsversorgung bei einem Stromausfall. Aus diesem Grund sollte in kritischen Systemen keinesfalls auf eine unterbrechungsfreie Stromversorgung verzichtet werden - die Folgekosten eines Ausfalls übersteigen die Investitionskosten für die USV-Anlage deutlich.

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