Tystlåtna nätstädare räddade Värmlandsoperan från svåra elstörningar

Lampor slocknade, kulisser krånglade, elprylar surrade. Värmlandsoperan har drabbats hårt av bristande elkvalitet. Till sist fick två gröna trafon slut på eländet.

Elproblemen gjorde entré på Värmlandsoperan efter en tillbyggnad 2012. Plötsligt började glödlampor att gå sönder och högfrekventa toner spreds i lokalerna. Våren 2013 blev situa-
tionen akut. Då havererade det nya råverket, ett motordrivet system som hissar upp och ner rår – alltså stänger – med kulisser och armaturer över scenen. Det blev ridå för musikalen Shrek, som var vårens stora uppsättning. Teatern tvingades avbryta ett antal föreställningar. Ytterligare några ställdes in.

Många gör fel när frekvensomriktare installeras – så här undviker du misstagen

Quiz: Vad kan du om frekvensomriktare?

– Det var hemskt när folk köpte biljetter och kom hit, men fick gå hem igen. Vi gjorde både en ekonomisk förlust och en förtroendeförlust, säger Hans Wallstav, som är fastighetsansvarig på Värmlandsoperan vid Klarälvens strand i Karlstad.

Därför sprider frekvensomriktaren EMC-störningar

– Det var hemskt när folk köpte biljetter och kom hit, men fick gå hem igen. Vi gjorde både en ekonomisk förlust och en förtroendeförlust.

Hans Wallstav, fastighetsansvarig på Värmlandsoperan vid Klarälvens strand i Karlstad

Både Elektrotekniska byrån i Karlstad, Ebab och elkvalitetsföretaget Swegy Norden i Trollhättan försökte lösa problemen. Det visade sig snart att potentialutjämningen hade brister och att elanläggningen inte bara hade ett nytt femledarsystem utan även ett gammalt fyrledarsystem. I sådana blandade elanläggningar finns alltid risk för vagabonderande strömmar. Det var precis vad som hade uppstått. 

Elstudion: Sju av tio frekvensomriktare installeras fel

Anläggningen byggdes därför om till ett renodlat femledarsystem. Fjärrvärmerören försågs med keramiska brickor för galvanisk avskiljning. Ett gammalt vattenrör i järn, som gick till byggnaden, togs bort. Dessutom installerades en UPS för att stärka upp strömförsörjningen och förstärka elkvaliteten till råverkets PLC.

”Det talas alldeles för lite om elkvalitet i dag”

Därmed borde problemen vara lösta. Och visst, nu for kulisserna upp och ner som de skulle – råverket fungerade. Lamporna gick inte heller sönder stup i kvarten längre. Men ett kraftigt surr hördes i lokalerna. Oljudet kom från lysrör och från hörslingan i golvet.

Det visade sig snart att potentialutjämningen hade brister och att elanläggningen inte bara hade ett nytt femledarsystem utan även ett gammalt fyrledarsystem.

Misstankarna riktade sig snart mot hörslingornas förstärkare. Den satt rakt under en kabelstege med massor av kablar till dimmerskåpen för belysning. Kanske överfördes störningar där? Japp, när förstärkaren flyttades försvann surret i hörslingorna. Men i lysrören fanns det irriterande ljudet kvar.

“Vi har ett av de starkaste näten i världen”

– Problemet var störst i övningsrummet, och musikerna fick svårt att hitta ton i instrumenten, berättar Hans Wallstav.

Felsökningen som följde blev komplicerad. Klas Persson, projektör på Ebab, beskriver uppdraget som det värsta han har varit med om. 

– Huset är gammalt och har många ombyggnader, det fanns väldigt många ställen att leta fel på. Utmaningen var att veta var vi skulle mäta och hur, säger han.

Metoden som gör att till och med vindkraftverk i stökig mark jordas

– Problemet var störst i övningsrummet, och musikerna fick svårt att hitta ton i instrumenten

Hans Wallstav

I det läget kopplades en elkvalitetsexpert från Piteå in: Leif Westlund från Svensk Elmiljöutveckling. Han granskade anläggningens ritningar och tog fram en mätstrategi. Elnätsanalysatorer kopplades in på de stora matningskablarna som går in till huset, till dimmerskåpen och till råverket. Sedan ”torrkörde” teatern en föreställning utan publik men med råverket, belysning och musik. På så vis upptäcktes kraftiga strömövertoner på råverkets matningskablar. Ebab mätte med tångamperemetrar i kabelstegar och kunde konstatera att skräpströmmar gick ut i hela elanläggningen.

– Det var helt uppenbart att råverket hade ett samband med det surrande ljudet i armaturerna, säger Leif Westlund.

Batterier kan filtrera övertoner och utbyta både aktiv och reaktiv effekt

Att råverket var boven i dramat kom inte som en överraskning. Surret hördes endast när råverkets motorer var inkopplade. Totalt finns 31 elmotorer i ett litet motorrum högst uppe under taken ovanför scenen. De har varsin frekvensomriktare, och att frekvensomriktare kan sprida EMC-störningar på elnätet är väl känt.

– Det var helt uppenbart att råverket hade ett samband med det surrande ljudet i armaturerna

Leif Westlund, Svensk Elmiljöutveckling

Elnätsanalysatorerna visade att den femte övertonen, alltså 250 Hz, spreds i kablarna. Frekvensomriktare kan även sprida högfrekventa störningar, så kallade supratoner. Att sådana störningar också fanns i elanläggningen var troligt, även om det inte gick att uppmäta med instrumenten.

Apropå supratoner: Sara vet varför hårtorkar startar mitt i natten

Leif Westlund rekommenderade Ebab att skapa en egen zon för råverket. På de ingående kablarna till råverkets elcentral installerades två stycken 400V/400V elmiljötransformatorer vid namn Netcleaner från Svensk Elmiljöutveckling. Äntligen försvann oljudet.

– Sedan installationen gjordes har jag inte hört ett enda klagomål om surr, säger Hans.

”De flesta elfordon borde inte få anslutas på nätet”

Vi tittar in i operahusets automationsrum där två gröna metallburkar står i ett hörn. Det är transformatorerna. Här börjar och slutar elsystemet som matar de 31 frekvensomriktarna, som också huserar i rummet. Det är nu en avgränsad elanläggning med en egen nollpunkt, dit även potentialsystemet har anslutits. Inga störningar kan numera söka sig ut till resten av elanläggningen. Både lägre och högre frekvenser stoppas, se biartikel.

– Sedan installationen gjordes har jag inte hört ett enda klagomål om surr.

Visst orsakade det nya råverket mycket besvär i starten. Men nu ger det stora fördelar. Hans Wallstav visar hur systemet enkelt kan styras från en styrdator vid sidan av scenen. Varje rå kan programmeras individuellt med önskade start- och stopplägen samt hastighet.

Bättre elkvalitet och fem andra fördelar med likström

Förr skötte ett antal scenarbetare ett manuellt system med 20 rår som hissades med hjälp av motvikter på sammanlagt 4 ton. Som mest behövdes sju scenarbetare för att hantera kulisserna på en föreställning.

– I dag kan en enda person ratta alltihop, och vi kan göra föreställningar som vi aldrig hade kunnat göra förr, säger Hans Wallstav.