Hochleistungstechnik
Hochleistungstechnik
Für den sicheren Betrieb elektrischer Netze ist eine genaue Kenntnis und Prüfung der Belastungsgrenzen der Netzkomponenten von entscheidender Bedeutung. Diese werden mittels Hochspannungs- und Hochstromtechnik und genormten Verfahren überprüft.
Das Fachgebiet Hochspannungs- und Hochstromtechnik beschäftigt sich nicht nur mit der Prüfung elektrischer Komponenten, sondern vor allen Dingen auch mit der Erforschung neuartiger Materialien und Prüfmethoden.
Der Lehrstuhl betreibt für solche Untersuchungen ein eigenes Hochspannungs– und Hochstromlabor.
Teilbereich Hochstromprüfung
Im Bereich der Hochstromtechnik wird die Strombelastbarkeit elektrischer Betriebsmittel im Normalbetrieb, Überlastbetrieb und Kurzschlussfall untersucht. Dabei spielen Erwärmung, magnetische Effekte, Stromverdrängung, Kraftwirkungen usw. eine wichtige Rolle.
So können Komponenten wie beispielsweise Sammelschienen oder Kabel mittels hohen Strömen auf ihre mechanische und thermische Kurzschlussfestigkeit hin überprüft werden. In der Schutzkoordination ist das Übertragungsverhalten der Stromwandler samt magnetischer Sättigung und Remanenz für die korrekte Funktion der gesamten Auslösekette wichtig.
Teilbereich Hochspannungsprüfung
Hochspannungsprüfungen dienen zur Untersuchung elektrischer Betriebsmittel. Die gängigsten Prüfspannungsformen sind Wechselspannung, Schaltstoßspannung und Blitzstoßspannung. Dabei ist heutzutage neben der Stehspannungsprüfung und Durchschlagspannungsprüfung zunehmend die Betriebsmitteldiagnose durch Messung der Teilentladungen und des Verlustfaktors von Interesse. Der Lehrstuhl führt Versuche mit allen drei Spannungsformen in Kooperation mit Industriepartnern durch. Die Beschaffung einer Gleichspannungsanlage ist geplant.
Teilbereich Isolierstoffe und Materialien
Neben Hochspannungs- und Hochstromprüfungen führt der Lehrstuhl auch Forschungsvorhaben an neuartigen Isolierstoffen durch. Hierbei ist nicht nur die Stehspannung/Durchschlagspannung von Interesse, sondern auch die Teilentladungseinsetzspannung. Ein zentrales Themengebiet dabei ist die Erforschung neuartiger Isolierflüssigkeiten.
Seit einigen Jahren werden vermehrt umweltfreundliche Isolierflüssigkeiten in elektrischen Anlagen eingesetzt. Vor allem im Transformatorenbau sind diese weit verbreitet. Diese neuartigen Isolierflüssigkeiten müssen weiter erforscht werden, da sie teilweise andere elektrische Eigenschaften aufweisen als die bisher eingesetzten Isolieröle auf Mineralölbasis. Der Lehrstuhl führt solche elektrischen Prüfungen auch in Zusammenarbeit mit Industriepartnern durch. Anders als bei reinen Wechselspannungsprüfungen sind hierbei auch die Teilentladungseinsetzspannung bei verschiedenen Spannungsformen von grundlegendem Interesse. Für diesen Zweck werden auch neuartige Messgeräte und Verfahren entwickelt, wie zum Beispiel die optische Erfassung von Teilentladungen mittels Photomultipliern.
Die Bilderserie unten zeigt Eindrücke aus dem Forschungsbereich. Die Prüfobjekte bestehen aus einem papierumwickelten Kupferstab und einer Gegenelektrode und sollen einen Abschnitt einer Transformatorwicklung imitieren. Bild 3 zeigt die optische Detektion eines Teilentladungsereignis bei positiver Blitzstoßspannung. Zur Auswertung der Hochspannungsmessungen werden auch FEM-Simulationen durchgeführt (Bild 4).
Auf dem Gebiet arbeitende Mitarbeiter:
