FAQs/White papers

Wird die zu erwartende Lebensdauer der Batterie durch den USV Betrieb beeinflusst?

Zunächst ist eine Betrachtung der Begrifflichkeiten erforderlich. Es bestehen unterschiedliche Begriffe im Zusammenhang mit einer Batterienutzung. In der Theorie wird der Begriff „Design-Lebensdauer“ verwendet. Es wird unter Berücksichtigung einzelner Komponenten und Parametern entsprechend der Prüfnorm ein Wert aus dem Haltbarkeitstest ermittelt. Aus diesem Wert wird die Angabe zur „Design-Lebensdauer“ abgeleitet.
Durch Labortest erfolgt unter definierten und teilweise beschleunigten Versuchen die Ermittlung der „Haltbarkeit“ von Batterieblöcken.
Zur Ermittlung der „Brauchbarkeitsdauer“ von Batterieblöcken werden Werte aus der Felderfahrung herangezogen.

Ein optimaler Batteriebetrieb über einen bestimmten Zeitraum ergibt den Wert der Brauchbarkeit, bezogen auf eine definierte Batterie-Kapazität oder Leistung in der Praxis. Die Begriffe Design-Lebensdauer – Haltbarkeit – Brauchbarkeitsdauer sind Angaben ohne Gewähr!

Es kann daraus kein Garantieanspruch abgeleitet werden. Die Brauchbarkeitsdauer einer Batterie im USV Einsatz wird hauptsächlich beeinflusst durch die Anzahl der erforderlichen Batterieblöcke, der USV Rückwirkungen (Oberwellen) sowie der Umgebungstemperatur und Zyklenbeanspruchung der Batterieanlage.

Muss der Batterieraum belüftet werden?

Die Antwort zu dieser Frage liefert die Norm: In der DIN EN IEC 62485-2 (VDE 0510-483-2) / April 2019 finden wir die Belüftungsanforderungen für einen Batteriestandort, bzw. Batteriegehäuse. Ziel der Belüftung ist es, den Wert der Wasserstoffkonzentration unterhalb der Explosionsgrenze von 4% Volumenanteil zu halten. In der Norm ist die Gleichung zur Ermittlung der erforderlichen Luftdurchflussmenge zur Belüftung des Batteriestandortes oder Batterieraums benannt. Kann diese geforderte Luftdurchflussmenge zur Belüftung des Batterieraum nicht durch natürliche Belüftung erreicht werden ist eine Zwangsbelüftung erforderlich.

Wie hoch ist der Energiebedarf einer USV beim Verbraucherkurzschluss?

Die Angabe zum Kurzschlußstrom der USV Anlage erfolgt üblicherweise mit einem Faktor zur USV Leistung, z.B. 3 x INenn.
Bei einer einphasigen USV Leistung von 20 kVA entspricht dies einem Kurzschlußstrom von ca. 3 x 87A = 254 A.
Im Falle eines Verbraucher-Kurzschlußes steht dieser Strom zur Auslösung des Schutzorgans zur Verfügung. Die Spannung im Kurzschlußfall ist annähernd 0 V, daraus ergibt sich ein Leistungsbedarf der USV Anlage beim Verbraucherkurzschluß entsprechend dem Eigenbedarf der USV Anlage.

Worauf ist bei der Ermittlung der USV-Leistung zu achten?

Zunächst ist der reine Energiebedarf der durch die USV Anlage zu versorgenden Verbraucher ein Kriterium zur Ermittlung der erforderlichen USV Leistung. Darüber hinaus ist eine genauere Betrachtung dieser Verbraucher erforderlich: Soll die USV Anlage motorbetriebene Verbraucher versorgen, so ist hier der Anlaufstrom dieser Lasten in der Berechnung der USV Leistung zu berücksichtigen. Ein weiterer Punkt ist die Absicherung der Verbraucher: der USV Kurzschlußstrom muss ausreichend groß sein, um die größte Verbraucherabsicherung in der geforderten Zeit gesichert auszulösen. Hier kann es durchaus sein, dass zur Versorgung der Verbraucher eine USV mit der Leistung X ausreicht – allerdings zur gesicherten Auslösung der Absicherung die USV eine Leistung Y benötigt. Auch ein Blick in die Zukunft ist bei der Ermittlung der USV Leistung sinnvoll damit entsprechende USV Leistungsreserven künftige Verbrauchererweiterung ermöglichen.

Ist ein FI (RCD/RCCB) in der USV Installation möglich oder erforderlich?

Fehlerstromschutzschalter sind die am häufigsten verwendeten Geräte, die den Betriebsstrom bei gefährlich hohen Fehlerströmen gegen Erde abschalten. Der Fehlerstrom-Schutzschalter trennt zur Sicherstellung des Personenschutzes im Auslösefall allpolig, also Phase(n) wie auch den Neutralleiter.

Generell spricht nichts gegen die Verwendung eines Fehlerstromschutzschalter in Verbraucherabgängen hinter der USV. Im Fehlerfall wird der Personenschutz sichergestellt. Da jedoch oft, gerade bei größeren USV-Anlagenleistungen, mehrere Verbraucherkreise parallel versorgt werden, sollte bei der Planung überlegt werden, wo der FI-Schalter eingebaut werden kann. Ein zentraler Schalter stellt zwar den Personenschutz dar, schaltet aber gegebenen Falles auch ungestörte Verbraucherkreise ab, die somit nicht mehr USV-versorgt werden können und somit die eigentliche Funktion des USV-Gerätes zu Nichte machen.

Aus der Praxis empfiehlt sich, jeden einzelnen Abgangskreis entsprechend zu gestalten. Hierzu gibt es am Markt entsprechende Elemente, die auch die Funktion des Leitungsschutzes (Überstrom) mit überwachen bzw. bei entsprechenden Überschreitungen abschalten. Diese Schalter werden als „RCBO“ (Residual current operated Circuit-Breaker with Overcurrent protection) oder einfach als “FI/LS” bezeichnet. Wird jedoch ein USV-Gerät hinter einem FI-Schalter angeschlossen, bringt die anfangs erwähnte Abschaltung des Neutralleiters einen weiteren Punkt, der zwingend zu beachten ist: Das USV-Gerät versorgt bei Auslösen des vorgeschalteten FIs aus der eigenen Batterie als eigenständige Spannungsquelle die angeschlossenen Verbraucher weiter. Der USV-Neutralleiter verliert seine Anbindung an das Netz und somit auch zu der Erdung. Der Neutralleiter wird zum aktiven Leiter und kann spannungsmäßig gegen Erde angehoben werden (IT-Netz). Es müssen im eventuellen Fehlerfall Verbraucherkreise hinter der USV allpolig abgeschaltet werden (Einsatz von 2 oder 4 poligen Schaltorganen). Es ist daher dringend zu empfehlen, sich beim Einsatz von USV-Geräten mit den entsprechenden Installationsvorschriften auseinanderzusetzen und den Fachmann hinzuzuziehen.

Besteht eine Verpflichtung zur Wartung der USV Anlage?

Wer etwas betreibt ist dafür auch verantwortlich – in Paragraphenform im 7. Sozialgesetzbuch als Betreiberverantwortung definiert.
Daraus kann eine Verpflichtung zur Überprüfung der USV Anlage abgeleitet werden. Hinsichtlich der Anforderung an die USV Anlage als gesicherte Stromversorgung ergibt sich hieraus weiterhin eine zeitliche Anforderung und zwar einer jährlichen Überprüfung. Des Weiteren spricht der Hersteller der USV seine produktbezogene Empfehlung zur Instandhaltung und Wartung der USV Anlage aus. Das Thema Instandhaltung und Wartung ist in der DIN EN 13306 „Instandhaltung – Begriffe der Instandhaltung und des Instandhaltungsmanagement“ sowie in der DIN 31051 „Grundlagen der Instandhaltung“ definiert.

Siehe auch unseren Beitrag der EPS zum VDE Forum.