Stromversorgung in der Labortechnik – Anforderungen, Lösungen & Auswahlhilfe

Warum die Stromversorgung im Labor kritisch ist

In der Labortechnik sind Zuverlässigkeit, Stabilität und Sicherheit der Stromversorgung essenziell. Anders als in klassischen Industrieanwendungen arbeiten Labore mit hochsensiblen Mess-, Analyse- und Steuergeräten. Bereits kleinste Spannungsschwankungen oder EMV-Störungen können die Ergebnisse verfälschen oder gar Geräte beschädigen. Eine unzureichende Spannungsversorgung kann nicht nur kostspielige Fehlmessungen verursachen, sondern auch empfindliche Elektronik dauerhaft beeinträchtigen.

Hinzu kommt: Viele Labore arbeiten rund um die Uhr – etwa in der pharmazeutischen Entwicklung oder bei Langzeitmessungen in Forschungseinrichtungen. Hier muss die Stromversorgung nicht nur stabil, sondern auch über längere Zeiträume belastbar und ausfallsicher sein. Dies erfordert ein durchdachtes Stromversorgungskonzept, das sowohl die individuellen Anforderungen der Geräte als auch normative Vorgaben berücksichtigt.

Typische Einsatzbereiche und Geräte im Labor

In Laboren kommen eine Vielzahl elektrischer und elektronischer Komponenten zum Einsatz:

  • Analysegeräte (z. B. Spektrometer, Chromatographen)
  • Mess- und Kalibriertechnik
  • Mikroskope mit Digitaltechnik
  • Probenvorbereitungssysteme
  • Laborautomation (z. B. Pipettierroboter)
  • Heiz- und Temperiersysteme
  • Sicherheits- und Überwachungssysteme
  • Lufttechnik, Klimatisierung und Lichtsysteme

Ein Praxisbeispiel: In einem pharmazeutischen Labor werden pH-Analysegeräte, Inkubatoren und Klimaschränke gleichzeitig betrieben. Diese Geräte haben unterschiedliche Stromaufnahme und benötigen teils getrennte Spannungskreise mit klar definierten Grenzwerten hinsichtlich Spannungstoleranz und Störfestigkeit. Wird beispielsweise ein Spektrometer durch Spannungsschwankungen gestört, kann dies die gesamte Probenreihe unbrauchbar machen.

Auch in der Forschung – etwa bei Langzeitversuchen in der Umweltanalytik oder Mikrobiologie – ist eine unterbrechungsfreie Spannungsversorgung (USV) entscheidend. Sie verhindert Datenverluste und sichert die Qualität wissenschaftlicher Ergebnisse.

Anforderungen an Netzteile und Spannungsversorgungen

Die Stromversorgung für die Labortechnik muss spezifische technische und normative Anforderungen erfüllen:

  • Spannungsstabilität: Schwankungen verfälschen Messergebnisse und beeinträchtigen Messgenauigkeit.
  • Regelgenauigkeit: Exakte Steuerung von Spannungs- und Stromwerten zur präzisen Versorgung sensibler Komponenten.
  • EMV-Konformität: Minimierung elektromagnetischer Störungen durch geeignete Abschirmung und Filtertechnik.
  • Sicherheitsstandards: Einhaltung von Schutzkleinspannung (SELV/PELV), Isolation, Überstrom- und Kurzschlussschutz.
  • Zuverlässigkeit: Dauerbetrieb bei konstanter Leistung, auch unter variablen Umgebungsbedingungen.
  • Redundanz: Absicherung kritischer Versorgungswege durch Parallelbetrieb oder doppelte Auslegung.
  • USV-Fähigkeit: Unterbrechungsfreie Stromversorgung bei Stromausfall, idealerweise mit Monitoring und automatischer Umschaltung.

Labornetzteile, Hutschienen-Netzteile & Co. – ein Überblick

Die Wahl der Stromversorgung hängt von der Art der Anwendung ab. In modernen Laboren sind häufig mehrere Versorgungslösungen gleichzeitig im Einsatz – von präzisen Labornetzteilen über Hutschienen-Netzteile bis hin zu mobilen Steckernetzteilen.

Labornetzteile

Diese Geräte sind regelbare Spannungsquellen mit hoher Genauigkeit. Sie eignen sich für Entwicklungs- und Prüfanwendungen im Laborumfeld. Je nach Modell bieten sie:

  • Einstellbare Ausgangsspannung und Strombegrenzung
  • Hohe Auflösung und geringe Restwelligkeit
  • USB-, RS232- oder LAN-Schnittstellen zur Steuerung und Protokollierung
  • Oft mehrere Ausgänge für parallele Testaufbauten

Labornetzgeräte sind ideal für die Spannungsversorgung von Messaufbauten, Kalibrierstationen oder Prototypentests. Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo Präzision und Flexibilität gefragt sind – etwa in der Materialprüfung oder Elektronikentwicklung.

Hutschienen-Netzteile

Ideal für die dauerhafte Versorgung von Automatisierungskomponenten oder stationären Verbrauchern. Sie werden direkt im Schaltschrank auf Tragschienen montiert. Vorteile:

  • Kompakte Bauweise mit hoher Leistungsdichte
  • Großer Eingangsspannungsbereich (z. B. 90–264 V AC)
  • Schutzfunktionen gegen Überspannung, Überstrom, Übertemperatur
  • Hoher Wirkungsgrad (>90 %) und lange Lebensdauer
  • Kombinierbar mit USV-Modulen und Monitoring-Systemen

COTRONIC bietet Ihnen hierzu passende Lösungen für industrielle Netzleitungen und Schaltschranknetzteile.

Steckernetzteile

Für einfachere Laboranwendungen oder Einzelgeräte geeignet. Sie werden häufig bei kleineren Analysegeräten, Kamerasystemen oder mobilen Geräten eingesetzt.

Bei der Auswahl ist auf Folgendes zu achten:

  • Überhitzungsschutz und Kurzschlussfestigkeit
  • Spannungsstabilität unter Last
  • CE-, UL- und ggf. Medizintechnik-Zertifizierungen
  • Mechanische Stabilität und hochwertige Steckerqualität

Auch in temporären Laboraufbauten (z. B. bei Messeinsätzen im Feld) sind kompakte Steckernetzteile gefragt.

Auswahlkriterien: So treffen Sie die richtige Entscheidung

Die Auswahl des passenden Stromversorgungssystems sollte auf Basis folgender Kriterien erfolgen:

  • Gerätetyp & Leistungsbedarf: Welche Spannung und Stromstärke wird benötigt? Gibt es Anlaufströme?
  • Anzahl der Verbraucher & Spannungskreise: Müssen mehrere Geräte gleichzeitig versorgt werden? Sind isolierte Kreise notwendig?
  • Montageart: Wird ein stationäres System im Schaltschrank verbaut oder ein flexibles Labornetzgerät benötigt?
  • Schutz- und Redundanzanforderungen: Sind sicherheitskritische Geräte im Einsatz? Ist eine USV nötig?
  • Kommunikationsschnittstellen: Sollen Werte überwacht, geregelt oder protokolliert werden?
  • Erweiterbarkeit & Wartung: Ist das System modular? Können defekte Komponenten im laufenden Betrieb ersetzt werden?

Eine enge Abstimmung mit dem Elektroplaner, der Laborleitung und ggf. dem Gerätehersteller ist hier unverzichtbar.

Normen, Schutzklassen und EMV-Aspekte in Laborumgebungen

Stromversorgungssysteme müssen je nach Anwendung folgende Normen berücksichtigen:

  • EN 61010: Regelt die Sicherheit elektrischer Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte. Sie definiert unter anderem Mindestabstände, Isolation, Ableitströme und die Ausführung der Schutzeinrichtungen.
  • IEC 61326: Bezieht sich auf EMV-Anforderungen für Labor-, Mess- und Steuergeräte. Sie gibt Grenzwerte für leitungsgebundene und abgestrahlte Störungen sowie Prüfverfahren für Störfestigkeit vor.
  • SELV/PELV: Sicherheitskonzepte für Schutzkleinspannungen unter 60 V DC, essenziell bei direktem Personenkontakt.
  • IP-Schutzklassen: Bei Anwendungen in Feuchtlabors, Hygienebereichen oder Reinräumen ist die Wahl einer geeigneten Schutzart (z. B. IP54 oder höher) entscheidend.
  • IEC 60601: Relevant bei Einsatz in medizinisch genutzten Laborbereichen, insbesondere mit Patientenkontakt.

Zusätzlich können branchenspezifische Anforderungen gelten, etwa aus dem GMP-Umfeld, der Lebensmittelanalytik oder der Halbleiterfertigung. Auch interne Standards oder Auditkriterien (z. B. ISO 17025) können Einfluss auf die Wahl der Stromversorgung haben.

Sichere Stromversorgung für präzise Ergebnisse

Ob Analysegerät, Automatisierungseinheit oder Prüfplatz: Eine auf die Anwendung abgestimmte Stromversorgung ist die Grundlage für sichere, reproduzierbare Laborprozesse. Je nach Einsatzbereich kommen Labornetzteile, Hutschienen- oder Steckernetzteile zum Einsatz – oft auch in Kombination. Entscheidend sind neben technischer Qualität auch die Einhaltung relevanter Normen, die Absicherung durch USV-Systeme sowie Monitoring- und Schutzfunktionen.

Für industrielle Anwendungen mit besonderen Anforderungen an Zuverlässigkeit, EMV-Verhalten und Montage bietet COTRONIC passende Netzleitungen, Netzteile und Systemlösungen für die Labortechnik – von der individuellen Beratung bis zur Serienintegration.