Bild oben: „Nahaufnahme eines Stromzählers“ © Bastian Weltjen, 2025
Unsichtbare Energiefresser
Wie elektrische Oberschwingungen Stromnetze belasten & was dagegen hilft
In der heutigen Industrie- und Gebäudetechnik sind elektrische Oberschwingungen ein wachsendes Problem. Diese entstehen durch nichtlineare Verbraucher wie Frequenzumrichter, Schaltnetzteile oder LED-Beleuchtungssysteme, die Strom nicht in einer reinen Sinusform aufnehmen. Stattdessen erzeugen sie zusätzliche Frequenzen – sogenannte Oberschwingungen –, welche die Qualität der Stromversorgung beeinträchtigen und zu Mikroausfällen (sog. Micro-Blackouts) führen können.
In diesem Blogbeitrag erfahren Sie, welche Lösungen es für dieses Problem gibt und wie Sie Ihr Unternehmen vor Überhitzung von Geräten, Spannungs- und Stromverzerrungen und erhöhten Betriebskosten schützen können.
Quellen:
Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. (ZVEI): Verbesserung der Spannungsqualität in elektrischen Netzen, S. 7, ZVEI-Leitfaden als PDF (zuletzt abgerufen am 19. Mai 2025)
TÜV SÜD AG: Blogbeitrag Oberschwingungen (zuletzt abgerufen am 19. Mai 2025)
Was sind Oberschwingungen?
Abweichungen vom idealen sinusförmigen Wechselstrom
Bild oben: „Was sind Oberschwingungen“ © Luana AG, 2025
Definition nach DIN EN 61000-2-2: Oberschwingungen sind Spannungs- oder Stromanteile in einem elektrischen Netz, deren Frequenzen ein ganzzahliges Vielfaches der Grundfrequenz (in Europa 50 Hz) betragen. Sie entstehen durch nichtlineare Verbraucher und führen zu Verzerrungen des sinusförmigen Strom- oder Spannungsverlaufs.
Entstehung: Oberschwingungen (auch Harmonische genannt) entstehen, wenn elektrische Verbraucher nichtlineare Strom-Spannungs-Kennlinien aufweisen. Das bedeutet, dass der Strom nicht mehr proportional zur Spannung verläuft. In einem idealen, linearen System wäre die Stromaufnahme rein sinusförmig – in der Realität ist das aber bei vielen modernen Geräten nicht der Fall.
Quelle:
DIN EN 61000-2-2 (VDE 0839-2-2): „Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 2-2: Umgebungsbedingungen – Verträglichkeitsebenen für niederfrequente leitungsgeführte Störungen und Signalstörungen in öffentlichen Niederspannungs-Versorgungsnetzen“. Berlin: Beuth Verlag, 2013
Was sind die Hauptursachen für Oberschwingungen?
Nichtlineare Verbraucher (u.a. Ladegeräte, LED-Beleuchtung & Dimmer)
Bild oben: „Was sind sie Ursachen elektrischer Oberschwingungen“ © Luana AG, 2025
Hinweis: Dieses Bild wurde mithilfe der künstlichen Intelligenz ChatGPT und dem integrierten Bildgenerator DALL·E (OpenAI) erstellt. Es zeigt keine realen Personen oder Szenen.
Hauptursachen für Oberschwingungen: Hauptursachen für Harmonische sind nichtlineare Verbraucher. Dazu gehören beispielsweise Schaltnetzteile (z. B. in Computern, Ladegeräten, LED-Beleuchtung), Frequenzumrichter, Gleichrichter, Dimmer und elektronische Vorschaltgeräte. Diese Geräte ziehen Strom nicht kontinuierlich, sondern in kurzen Impulsen. Dadurch wird die ursprüngliche Sinusform des Stroms verzerrt, und es entstehen zusätzliche Frequenzanteile – die sogenannten Oberschwingungen.
Quelle:
DIN EN 61000-2-2 (VDE 0839-2-2): „Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Teil 2-2: Umgebungsbedingungen – Verträglichkeitsebenen für niederfrequente leitungsgeführte Störungen und Signalstörungen in öffentlichen Niederspannungs-Versorgungsnetzen“. Berlin: Beuth Verlag, 2013
Typische Problemverursacher
In den Bereichen Gewerbe, Industrie, Haushalt, Büro, Beleutung, usw.
🏭 Frequenzumrichter (z. B. für Motorensteuerung)
⚙️ Industrieroboter
🔌 Leistungsstarke Schaltnetzteile
🔧 Schweißgeräte
🔁 Drehzahlgeregelte Antriebe
🛠️ Maschinen mit getakteten Antrieben
🖨️ Drucker & Scanner
📺 Fernseher & Monitore
🕹️ Spielekonsolen
🧯 USV-Anlagen (unterbrechungsfreie Stromversorgungen)
💡 LED-Beleuchtung
🎚️ Dimmer-Schalter
🌀 Induktionskochfelder
❄️ Kühlschränke & Gefriertruhen (mit Inverter)
🌬️ Klimaanlagen
🔌 Ladegeräte für Smartphones, Tablets & Laptops
🔋 Akkuladegeräte (z. B. für E-Bikes)
📷 Netzteile für Kameras & Zubehör
📡 Router & Modems
🎛️ Leuchtstoffröhren mit magnetischem Vorschaltgerät
🧲 Transformatoren mit nichtlinearer Last
💡 Halogenlampen mit Dimmer
🟡 Niedervoltbeleuchtung mit elektronischen Trafos
Warum sind Oberschwingungen ein Problem?
Geräteverschleiß, Störungen, Blindleistungen & Netzrückwirkungen…
Bild oben: „Probleme, verursacht durch Oberschwingungen“ © Luana AG, 2025
Oberschwingungen erhöhen den Effektivwert des Stroms, was zu Verlusten durch den Joule-Effekt führt. Insbesondere bei höheren Frequenzen steigt der Widerstand der Leiter durch den Skin-Effekt, wodurch sich die Verluste weiter erhöhen. Dies führt zu einer Überhitzung von Leitungen, Transformatoren und anderen Betriebsmitteln, was deren Effizienz und Lebensdauer beeinträchtigt.
Harmonische verursachen zusätzliche Verluste in Leitungen, Transformatoren und Motoren – besonders in Form von Wärme. Denn Oberschwingungen breiten sich anders im Material aus als normaler Strom. Das führt zu einer erhöhten Strombelastung der Kabel, einer stärkeren Erwärmung von elektrischen Bauteilen und im schlimmsten Fall zu Schmorstellen oder Bränden.
Die thermische Belastung durch Oberschwingungen führt zu einer beschleunigten Alterung von Betriebsmitteln. Laut Planungskompendium Energieverteilung kann dadurch „bei einer Gesamtspannungsverzerrung (THD) von über 10 % die Lebensdauer von einphasigen Maschinen um bis zu 32,5 %, von dreiphasigen Maschinen um 18 % und von Transformatoren um 5 % reduziert werden“.
Quelle:
Planungskompendium Energieverteilung und Wiki (Herausgeber: Schneider Electric GmbH). Webseite über die Auswirkungen von Energieverlusten: https://de.electrical-installation.org/dewiki/Wirtschaftliche_Auswirkungen#Verringerte_Lebensdauer_der_Ger%C3%A4te (zuletzt abgerufen am 22. Mai 2025)
Oberschwingungen können Schutzgeräte wie Leitungsschutzschalter und FI-Schalter beeinträchtigen, was zu Fehlfunktionen oder unerwarteten Auslösungen führt. Dies kann Produktionsausfälle und zusätzliche Kosten verursachen. Zudem können empfindliche elektronische Geräte durch Oberschwingungen gestört oder beschädigt werden.
Quelle:
IHKS FACH.JOURNAL (Herausgeberin: Lizzy Zazyal). Blogbeitrag auf ihks-fachjournal.de: „Oberschwingungen Kapitel 3: Auswirkungen von Oberschwingungen“ (zuletzt abgerufen am 26. Mai 2025)
Moderne Messgeräte können durch hochfrequente Oberschwingungen in ihrer Genauigkeit beeinträchtigt werden. Das betrifft sowohl Energiemessungen als auch Netzanalysen. Dadurch kann es zu falschen Abrechnungen oder einer fehlerhaften Einschätzung des Energieverbrauchs und der Netzqualität kommen – insbesondere bei nicht für Oberschwingungen ausgelegten Messsystemen.
In modernen Industrieanlagen laufen viele Prozesse über Bus-Systeme oder andere Kommunikationsleitungen. Oberschwingungen im Stromnetz können als elektromagnetische Störungen (EMI) auf diese Signalleitungen übersprechen. Dadurch kann es zu Datenfehlern, Signalverlusten oder sogar zum Ausfall automatisierter Prozesse kommen – mit potenziell gravierenden Folgen für Sicherheit und Produktionskontinuität.
Oberschwingungen sind nicht nur ein lokales Problem – sie „wandern“ ins öffentliche Netz zurück. Besonders bei gebündeltem Auftreten (z. B. in Industriegebieten) können sie die Spannungsqualität im gesamten Versorgungsgebiet negativ beeinflussen. Netzbetreiber sind verpflichtet, die Spannungsqualität gemäß EN 50160 zu gewährleisten. Bei Nichteinhaltung drohen Vertragsstrafen oder kostenpflichtige Netzanpassungen.
Micro-Blackouts
Kurzzeitige Spannungsunterbrechungen
Lösungen gegen Oberschwingungen
Stromglättung durch intelligente Tiefpassfilter, Speicherung & Rückführung
Bild oben: „Lösung gegen Oberschwingungen: Speicherung, Rückführung & garantierte Einsparung“ © Luana AG, 2025

„Passive und aktive Filter, Transformatoren mit K-Faktor, Kompensationsanlagen oder Lastmanagement-Lösungen haben lange Amortisationszeiten. Luana plant ein optimiertes Konzept (PowerPulse), um die Netzqualität deutlich zu verbessern und damit die Lebensdauer von Geräten zu erhöhen. Ausfälle und Fehlfunktionen werden dadurch vermieden und darüber hinaus kann der „geglättete“ Strom gespeichert und anschließend wieder zur Verfügung gestellt werden. Passt das Verbrauchsprofil Ihres Unternehmens, werden 8 % Einsparung auf die eingekaufte Strommenge garantiert. Dies ermöglicht eine kurze Amortisationszeit und ist zudem BaFa-gefördert.“
Bei der Luana konzentrieren wir uns auf folgende Schritte:
Stromglättung durch intelligente Tiefpassfilter
Als Luana unterstützen wir Unternehmen dabei, elektrische Oberschwingungen nachhaltig zu reduzieren und die Netzqualität maßgeblich zu verbessern. Ein zentrales Element dabei ist die Stromglättung durch intelligente Tiefpassfilter. Diese Filtertechnologie erkennt verzerrte Lastströme in Echtzeit und gleicht sie gezielt aus, bevor sie sich negativ auf das Netz oder angeschlossene Geräte auswirken können. Durch die gezielte Dämpfung hochfrequenter Oberschwingungen wird der Strom „geglättet“, was nicht nur die thermische Belastung reduziert, sondern auch die Lebensdauer von Anlagen erhöht und Energieverluste minimiert. Für unsere Kund:innen bedeutet das: mehr Netzstabilität, geringerer Verschleiß und messbar niedrigere Betriebskosten – besonders in Umgebungen mit vielen nichtlinearen Verbrauchern wie Servern, LED-Beleuchtung oder Frequenzumrichtern.
Stromspeicherung als Puffer bei Oberschwingungen
Wir begleiten Unternehmen auf dem Weg zu einem stabileren und effizienteren Stromnetz – auch durch den intelligenten Einsatz von Stromspeichern im Kontext von Oberschwingungen. Moderne Speicherlösungen können weit mehr als nur Energie zwischenlagern: Sie dienen zunehmend als dynamischer Puffer, der Netzschwankungen und Oberschwingungen abfedert. Indem sie in Echtzeit Energie aufnehmen oder abgeben, helfen sie dabei, Spitzen zu glätten und die Stromqualität konstant hochzuhalten – auch bei Lastwechseln und in stark verzerrten Netzen. Das Ergebnis: weniger Störungen, geringere Belastung der Infrastruktur und eine optimierte Integration von erneuerbaren Energien und nichtlinearen Verbrauchern. Für unsere Kund:innen bedeutet das: ein robusteres Netz, mehr Versorgungssicherheit und reduzierte Kosten durch weniger Ausfälle und Verschleiß.
Rückführung von Oberschwingungen ins Netz
Im Rahmen unserer Lösungen zur Netzqualitätsoptimierung setzt die Luana auf intelligente Systeme zur kontrollierten Rückführung von Oberschwingungen. Diese Technologie ermöglicht es, verzerrte Stromanteile gezielt umzuwandeln und in das Netz zurückzuführen, ohne die Netzstabilität zu gefährden. Durch eine präzise Analyse und aktive Steuerung werden unerwünschte Oberschwingungen nicht nur gedämpft, sondern nutzbar gemacht – beispielsweise durch Rekuperation in Energiespeicher oder durch kontrollierte Rückeinspeisung in das interne Versorgungsnetz. So wird vermeidbare Energieverschwendung minimiert und die Gesamteffizienz des Systems gesteigert. Für unsere Kund:innen bedeutet das: intelligente Energienutzung statt Verlust, Reduktion von Störungen und eine messbar bessere Netzqualität, gerade in komplexen Anlagen mit hoher Lastverzerrung.
Garantierte Einsparung durch Oberschwingungsreduktion
Die Luana steht für messbare Ergebnisse – und dazu zählt auch die garantierte Einsparung durch die gezielte Reduktion elektrischer Oberschwingungen. Durch den Einsatz intelligenter Technologien wie Filter-, Speicher- und Rückführungssysteme ermöglichen wir Unternehmen eine nachhaltige Senkung ihres Energieverbrauchs, verbunden mit einer spürbaren Entlastung elektrischer Anlagen. Das reduziert nicht nur laufende Kosten, sondern verlängert auch die Lebensdauer der Infrastruktur. Unsere Lösungen sind so ausgelegt, dass die Einsparung nicht dem Zufall überlassen wird: Lastprofile, Netzanalysen und Energieflüsse werden kontinuierlich überwacht und optimiert. So schaffen wir Transparenz – und können die erzielten Einsparungen technisch nachweisen und vertraglich absichern. Passt das Verbrauchsprofil eines Unternehmens, werden 8 % Einsparung auf die eingekaufte Strommenge garantiert. Für unsere Kund:innen bedeutet das: volle Kontrolle, planbare Ergebnisse und ein echter wirtschaftlicher Vorteil – von Anfang an.
Präventiv handeln, um Energieverluste, Geräteschäden & unnötige Kosten zu vermeiden
Ein wirksamer Schutz vor Oberschwingungen ist heute wichtiger denn je – nicht nur für die Langlebigkeit elektrischer Geräte, sondern auch für die Stabilität ganzer Systeme. Oberschwingungen entstehen durch nichtlineare Verbraucher und breiten sich unkontrolliert in Stromnetzen aus. Die Folgen reichen von erhöhtem Energieverbrauch über Ausfälle sensibler Elektronik bis hin zu teuren Störungen im industriellen Ablauf. Um sich davor zu schützen, sollten Unternehmen wie Privathaushalte auf eine fundierte Netzqualitätsanalyse setzen und gezielt Maßnahmen ergreifen. Nur wer das Thema ernst nimmt und präventiv handelt, kann Schäden vermeiden und langfristig effizienter und sicherer wirtschaften. Durch die Rückführung von „geglättetem“ Strom reduzieren sich Amortisationszeiten deutlich.◼
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