Sichere Stromversorgung für TK-Anlagen

Die sichere Stromversorgung der Telekommunikationsanwendungen ist in vielen Branchen unternehmenskritisch. Bei der Auswahl der richtigen USV spielt neben Technologie und Überbrückungszeit auch der Leistungsfaktor eine wichtige Rolle.

Von Bodo Mainz

Moderne TK-Systeme verfügen ebenso wie das IT-Equipment über PFC-Schaltnetzteile (Power Factor Correction) zur aktiven Leistungsfaktorkorrektur. Als PFC werden spezielle Filter bezeichnet, die den Anteil an störenden Komponenten wie Oberschwingungen minimieren und so den Leistungsfaktor möglichst nahe eins bringen – in diesem Fall gibt es keine Übertragungsverluste durch Blindleistung. PFC-Netzteile steuern dazu den aufgenommenen Strom dem zeitlichen Verlauf der sinusförmig verlaufenden Netzspannung nach und gleichen in engen Grenzen Spannungsschwankungen aus. Die PFC-Netzteile moderner ITK-Systeme regulieren so den Eingangsleistungsfaktor der Verbraucher auf 0,9.

USV-Anlagen sollten auf diese Netzteile abgestimmt sein, also ebenfalls über einen Ausgangsleistungsfaktor von 0,9 verfügen. Der Grund: Liegt der Wert darunter, erreicht die USV ihre maximale Wirkleistung unter Umständen, bevor sie ihre Scheinleistung erreicht. Die Last wäre dann eventuell nicht mehr vollständig abgesichert beziehungsweise müsste die USV deutlich überdimensioniert werden. Je besser dagegen der Ausgangsleistungsfaktor einer USV an den Eingangsleistungsfaktor des Verbrauchers angepasst ist, umso höher ist ihr Wirkungsgrad, also die Effizienz der Energieübertragung. Und  das heißt: weniger Energieverbrauch, wenigerAbwärme, weniger Stromkosten.

Die gesamte TK-Infrastruktur im Blick

Die IT- und Telekommunikationssysteme  in Unternehmen werden immer enger miteinander verzahnt. TK-Anlagen befinden sich meist im Verbund mit TK-Zubehör wie Aufzeichnungs- und Ansagegeräten, Switches, Router und Datenserver. Damit das komplette TK-System im Fall einer Stromunterbrechung sicher weiterarbeitet, müssen auch diese Komponenten in die USV-Planung einbezogen und abgesichert werden. Unternehmen sollten sich dafür zunächst über die Abhängigkeiten verschiedener Systeme voneinander und ihre Sicherheitsrelevanz klar werden. Die USV muss in diesem Fall auf die Gesamtleistungsaufnahme aller Komponenten ausgelegt sein. Darüber hinaus können auch dezentral installierte Router oder Switches Schlüsselfunktionen innehaben und müssen eventuell separat abgesichert werden. Übrigens lassen sich moderne VoIP-Systeme auf die gleiche Weise absichern wie klassische ISDN-TK-Anlagen.

Besonders zu beachten bei einer sicheren Stromversorgung für TK-Anlagen: Eine USV ist für den Überspannungsfeinschutz ausgelegt, allerdings nicht für den Mittel- und Grobschutz, wie er bei Blitzeinschlägen vonnöten ist. Es empfiehlt sich daher, zusätzlich zur USV einen Überspannungsschutz vor direktem oder indirektem Blitzschlag vor die USV zu schalten.

Eine spezielle Anforderung beim Schutz von TK-Systemen sind die oft langen Überbrückungszeiten, bedingt zum Beispiel durch Vorschriften für öffentliche Gebäude und Gebäude mit viel Personenverkehr wie Warenhäuser. Dort muss die Funktion der TK-Systeme aus Sicherheitsaspekten länger gewährleistet sein. Die  Überbrückungszeit von USV-Systemen beträgt im Grundgerät in der Regel etwa zehn Minuten. Größere Line-Interaktiveoder Online-USVs ab einer Leistung von etwa 1.500 VA lassen sich zudem noch mit Batteriemodulen erweitern, um die Überbrückungszeit auf mehrere Stunden zu verlängern. Um die Batterien zu schonen, sollten USVs zur Absicherung von VoIPSystemen im klimatisierten Bereich stehen. So erreichen die Batterien ihre vorgesehene Laufzeit von fünf Jahren. Bei besonders langen Überbrückungszeiten, in manchen Fällen vier bis acht Stunden, empfiehlt es sich allerdings aus Platz- und Kostengründen, eine USV mit einer Überbrückungszeit von maximal 30 Minuten auszuwählen und eine Netzersatzanlage davor zu schalten

Line-Interaktive- und Double- Conversion-Systeme

Eine kostengünstige und in Büroumgebungen völlig ausreichende USV-Technologie ist die Line-Interaktive-Technologie mit Klassifikation nach USV-Produktnorm IEC 620 40-3 VI-SS-333. Das System glättet Spannungsspitzen sowie Unebenheiten und gleicht Über- und Unterspannungen aus, wandelt die Eingangsspannung jedoch nicht permanent um. Bei der Line- Interaktive-Technologie steht für den Verbraucher die gleiche Wellenform des Stroms zur Verfügung, wie am Eingang der USV vom öffentlichen Stromnetz.

Erst bei überwiegend industrieller Umgebung mit vielen elektrischen Maschinen und bei betriebskritischen TK-Anlagen sollte eine USV mit Online-Technologie, Klassifikation nach USV-Produktnorm IEC 620 40-3 VFI-SS-111, bevorzugt werden. Diese Double-Conversion-USVs wandeln die Eingangswechselspannung zunächst in eine Gleichspannung um. Danach wird die Gleichspannung wieder in eine völlig eigenständige und vom speisenden Stromnetz unabhängige Wechselspannung umgewandelt. Der Gleichspannungskreis lädt auch die USV-Batterie auf. Alle wichtigen Spannungsprobleme inklusive Schaltspitzen, Störspannungen, Frequenzabweichungen und Oberwellen werden eliminiert.

Da heute die meisten TK-Anlagen und zugehörigen Komponenten im Platz sparenden 19-Zoll-Format verbaut werden, ist eine USV-Anlage im Rack-Design von Vorteil. Wesentliche Kriterien bei Rackmount- USVs (RM) sind ein kompaktes Design und eine möglichst hohe Leistungsdichte – es gilt, das Maximum an Geräten bei höchster Leistung auf kleinstem Raum unterzubringen.

Kommunikation – auch mit der USV

Die Kommunikationsanbindung der USVAnlage an das TK-System ist heute noch nicht weit verbreitet. Dabei ist es mit den üblichen Betriebssystemen ganz einfach, die USV über eine Kommunikationssoftware anzubinden: Fast alle modernen USVs werden heute mit Shutdown- und Monitoring-Software für alle gängigen Betriebssysteme geliefert. Die USV kommuniziert mit einem Gerät über die serielle Schnittstelle oder eine Netzwerkverbindung und meldet sofort Stromstörungen oder -ausfälle. Die TK-Betriebssysteme  können so die Meldungen der USV-Anlage übernehmen sowie auswerten, und gegebenenfalls kann rechtzeitig heruntergefahren werden.

Autor

Bodo Mainz ist Geschäftsführer von Eaton Power Quality.