Brownout

Ein Brownout ist ein andauernder Spannungsabfall im Stromnetz, der normalerweise einige Minuten bis Stunden dauert. Im Unterschied zu einem Blackout, bei dem die Stromversorgung vollständig ausfällt, sinkt die Spannung bei einem Brownout um 10 bis 25 Prozent unter den Nennwert. In Nordamerika liegt die Nennspannung bei 120 Volt für Wohnkreise und 277 Volt für industrielle Drehstromsysteme; ein Brownout könnte sich bei etwa 100 Volt beziehungsweise 235 Volt stabilisieren.

Brownouts treten auf, wenn die Stromnachfrage die Erzeugung oder Übertragungskapazität übersteigt oder wenn Fehler die Versorgung schwächen, ohne dass Schutzeinrichtungen vollständig auslösen. An heißen Sommerabenden führen Energieversorger manchmal gezielt Brownouts durch, um zu vermeiden, dass Stromausfälle flächig rollen durch das Netz gehen; die Spannung wird reduziert, statt Kreise ganz zu unterbrechen. Der Begriff entstand, weil Glühlampen bei erniedrigter Spannung deutlich dunkler werden und bräunlich wirken im Vergleich zu ihrer normalen Helligkeit.

Geräte verhalten sich während eines Brownouts unvorhersehbar. Motoren ziehen höhere Ströme, um ihr Drehmoment zu halten, was die Isolation der Wicklung schneller verschleißt und Lager belastet. Die Kernverluste von Transformatoren steigen bei längerer Spannungsabsenkung. Elektronische Steuerungen, Stromversorgungen und mikroprozessorgestützte Messinstrumente können zurücksetzen, in Fehlerzustände sperren oder ganz ausfallen, wenn ihr Eingangsspannungsbereich knapp bemessen ist. Festplatten und Server sind besonders anfällig; längeres Arbeiten unter der Mindestspannung kann Daten beschädigen oder Komponenten dauerhaft zerstören.

Industrieller Schutz und Maßnahmen

Industriebetriebe schützen sich vor Brownouts mit unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV), ferrosonanzverstärkten Transformatoren, die Spannung automatisch stabilisieren, oder Spannungshaltungstransformatoren, die innerhalb ihres Auslegungsbereichs kompensieren. Kritische Maschinen werden manchmal über separate Versorgungsleitungen oder Notstromgeneratoren gespeist. Viele Werke überwachen die Eingangsspannung ständig und fahren nicht erforderliche Lasten herunter oder schalten auf Eigenerzeugung um, wenn Brownouts erkannt werden.

Die Unterscheidung zwischen Blackout und Brownout ist für Wartung und Fehlersuche wichtig. Eine Komponente, die bei Nennspannung einwandfrei funktioniert, aber bei einem Brownout ausfällt, deutet entweder auf unzureichende Auslegungsreserve oder vorhandene Alterung hin. Techniker treffen häufig auf brownoutbedingte Ausfälle nach extremen Wetterereignissen oder Spitzenlastphasen, selbst wenn der Versorger keinen offiziellen Ausfall meldet. Datenblätter für Industriegeräte geben Spannungsbereiche und Störungstoleranz an; Betrieb außerhalb dieser Bereiche hebt alle Zuverlässigkeitszusagen auf.