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2011 | Book

Oszilloskopmeßtechnik für schnellveränderliche hohe Spannungen und Ströme Read chapter Read first chapter

Hochspannungsmesstechnik

Messgeräte und Messverfahren

Author: Adolf J. Schwab

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Book Series : Klassiker der Technik

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

Das Buch entstand aus der Vorlesung des Autors zur Hochspannungsmesstechnik an der Universität Karlsruhe und ist in mehreren Sprachen erschienen.

Die "Klassiker der Technik" sind unveränderte Neuauflagen traditionsreicher ingenieurwissenschaftlicher Werke. Wegen ihrer didaktischen Einzigartigkeit und der Zeitlosigkeit ihrer Inhalte gehören sie zur Standardliteratur des Ingenieurs, wenn sie auch die Darstellung modernster Methoden neueren Büchern überlassen. So erschließen sich die Hintergründe vieler computergestützter Verfahren dem Verständnis nur durch das Studium des klassischen, fundamentaleren Wissens. Oft bietet ein "Klassiker" einen Fundus an wichtigen Berechnungs- oder Konstruktionsbeispielen, die auch für viele moderne Problemstellungen als Musterlösungen dienen können.

Table of Contents

Frontmatter
1. Oszilloskopmeßtechnik für schnellveränderliche hohe Spannungen und Ströme
Zusammenfassung
Die meßtechnische Erfassung des zeitlichen Verlaufs schneller Strom- und Spannungsänderungen ist in der Hochspannungstechnik mit besonderen Schwierigkeiten verbunden. Die Scheitelwerte können mehrere Millionen Volt bzw. mehrere Millionen Ampere betragen. Damit sind sie einer direkten Messung nicht mehr zugänglich.
Adolf J. Schwab
2. Die Messung hoher Stoßspannungen mit Spannungsteiler und Elektronenstrahloszilloskop
Zusammenfassung
Die Prüfung hochspannungstechnischer Geräte auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen atmosphärische Überspannungen und Schaltüberspannungen erfolgt mit vollen oder abgeschnittenen Stoßspannungen, deren Scheitelwerte und Zeitkenngrößen mit großer Genauigkeit erfaßt werden müssen. Die für die Impulsmeßtechnik ungewöhnlich hohen Genauigkeitsanforderungen ergeben sich aus den Ansprüchen an die Zuverlässigkeit der Bauelemente der Energieversorgungstechnik sowie aus dem hohen finanziellen Wert der Prüfobjekte.
Adolf J. Schwab
3. Einrichtungen zur Messung hoher Gleich- und Stoßspannungen sowie des Scheitel- und Effektivwerts hoher Wechselspannungen
Zusammenfassung
In der Niederspannungsmeßtechnik erfolgt die Bereichserweiterung von Spannungsmessern im allgemeinen durch Reihenschaltung eines Vorwiderstands geeigneter Größe mit dem eigentlichen Meßinstrument. Auf ähnliche Weise können hohe Gleichspannungen mit geringem Aufwand gemessen werden (Bild 98).
Adolf J. Schwab
4. Messung hoher schnellveränderlicher Ströme mit dem Elektronenstrahloszilloskop
Zusammenfassung
Auf vielen Gebieten der Technik und der Forschung ist es notwendig, schnellveränderliche Ströme großer Amplitude meßtechnisch zu erfassen, z. B. in Stoßstromanlagen der Plasmaphysik und der Hochgeschwindigkeitsumformung von Metallen, bei der Untersuchung transienter Vorgänge in Stromrichterschaltungen der Leistungselektronik, bei Nachstrommessungen an Hochleistungsschaltern und in der Blitzforschung. Die auftretenden Stromstärken bewegen sich zwischen einigen zehn bis hunderttausend Ampere, die Anstiegszeiten der Flanken betragen in einigen Fällen nur wenige Nanosekunden.
Adolf J. Schwab
5. Nichtkonventionelle Messung hoher Spannungen und Ströme
Zusammenfassung
Konventionelle Spannungs- und Stromwandler erfordern mit steigender Übertragungsspannung der Energieversorgungsnetze einen überproportionalen Isolationsaufwand. Darüber hinaus behindern sie wegen ihrer unzureichenden hochfrequenten Übertragungseigenschaften und teilweise mangelnder Linearität die volle Ausschöpfung der schnellen Fehlererkennung und -beseitigung durch neuzeitliche Netzschutzeinrichtungen.
Adolf J. Schwab
6. Dielektrische Messungen
Zusammenfassung
Kondensatoren mit festem oder flüssigem Dielektrikum besitzen bei Beanspruchung mit Wechselspannung dielektrische Verluste. Spannung und Strom sind nicht exakt um 90° phasenverschoben, da neben dem kapazitiven Ladestrom I c noch ein Wirkstrom I R durch den Kondensator fließt. Die Ursachen für diesen Wirkstrom liegen in der ohmschen Leitfähigkeit des Isolierstoffs [377, 378] (bei reiner Gleichspannungsbeanspruchung allein die Ursache dielektrischer Verluste), der Arbeit, die bei der Bewegung der Dipole in Form von Reibung geleistet wird (Polarisationsverluste) [379, 380], und in den Verlusten durch Teilentladungen [452, 453].
Adolf J. Schwab
7. Teilentladungsmeßtechnik
Zusammenfassung
Unter Teilentladungen versteht man in der Hochspannungstechnik alle Erscheinungsformen elektrischer Entladungen, die die Elektrodendistanz nur teilweise überbrücken. Ihre Stromstärke wird nicht durch den Innenwiderstand der Spannungsquelle, sondern durch den beschränkten Energieinhalt von Teilkapazitäten und durch Raumladungseffekte begrenzt. Teilentladungen können von einer Elektrode ausgehen (Gleitentladungen, Korona) oder elektrodenlos in Hohlräumen eines Dielektrikums brennen. Da die Probleme der Teilentladungsmeßtechnik überwiegend in Zusammenhang mit der Erfassung von Entladungen in Hohlräumen fester und flüssiger Dielektrika entstehen, wird der Begriff Teilentladung häufig auch nur in Zusammenhang mit diesen verwendet, Teilentladungen in Gasen dagegen als Koronaentladungen u. ä. bezeichnet.
Adolf J. Schwab
Backmatter
Metadata
Title
Hochspannungsmesstechnik
Author
Adolf J. Schwab
Copyright Year
2011
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-642-19882-3
Print ISBN
978-3-642-19881-6
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-19882-3