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2021 | OriginalPaper | Chapter

2. Hohe Wechselspannungen und -ströme

Author : Klaus Schon

Published in: Hochspannungsmesstechnik

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Die Übertragung elektrischer Energie vom Erzeuger zum Verbraucher erfolgt überwiegend mit hohen Wechselspannungen, sodass dieser Spannungsart – und damit auch den Wechselströmen – besondere Bedeutung zukommt. Jedes Betriebsmittel für die elektrische Energieversorgung wird daher vor Inbetriebnahme auf seine Zuverlässigkeit geprüft, wobei die Prüf- und Messverfahren sowie Anforderungen an die Prüfspannungen und Prüfströme in nationalen und internationalen Prüfvorschriften festgelegt sind. Hohe Wechselspannungen sind auch deshalb wichtig, weil sie zur Erzeugung von Gleich- und Stoßspannungen sowie für zahlreiche Anwendungen in Physik und Technik benötigt werden. Das Kapitel stellt die genormten Messgrößen und Messverfahren vor, geht kurz auf die hauptsächlich verwendeten Spannungs- und Stromerzeuger ein und befasst sich ausführlich mit den Messsystemen und Messgeräten, die inzwischen weitgehend in digitaler Ausführung mit rechnergestützter Datenverarbeitung eingesetzt werden.

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2.1.

IEC 60060-1: High-voltage test techniques – Part 1: General definitions and test requirements (2010) Deutsche Fassung: DIN EN 60060-1 (VDE 0432-1): Hochspannungs-Prüftechnik – Teil 1: Allgemeine Begriffe und Prüfbedingungen (2011)

2.2.

IEC 60060-2: High-voltage test techniques – Part 2: Measuring systems (2010) Deutsche Fassung: DIN EN 60060-2 (VDE 0432-2): Hochspannungs-Prüftechnik – Teil 2: Messsysteme (2011)

2.3.

IEC 60060-3: High-voltage test techniques – Part 3: Definitions and requirements for on-site testing (2006) Deutsche Fassung: DIN EN 60060-3 (VDE 0432-3): Hochspannungs-Prüftechnik – Teil 3: Begriffe und Anforderungen für Vor-Ort-Prüfungen (2006)

2.4.

IEC 62475: High current test techniques – Definitions and requirements for test currents and measuring systems (2010) Deutsche Fassung: DIN EN 62475 VDE 0432-2: Hochstrom-Prüftechnik – Begriffe und Anforderungen für Hochstrom-Messungen (2011)

2.5.

IEC 60052: Voltage measurement by means of standard air gaps (2002) Deutsche Fassung: DIN EN 60052 VDE 0432-9: Spannungsmessungen mit Standard-Luftfunkenstrecken (2003)

2.6.

IEC 61180: High-voltage test techniques for low-voltage equipment – Definitions, test and procedure requirements , test equipment (2016) Deutsche Fassung: DIN EN 61180 VDE 0432-10: Hochspannungs-Prüftechnik für Niederspannungsgeräte. Begriffe und Prüfbedingungen, Prüfgeräte (2017)

2.7.

Hauschild, W.: Der künftige IEC-Standard IEC 60060-3 „Hochspannungsprüfungen vor Ort“ und seine Bedeutung für die off-line Diagnostik. ETG-Fachtagung „Diagnostik elektrischer Betriebsmittel“, Köln ETG-FB 97, 35, VDE Verlag Berlin Offenbach (2004)

2.8.

Hippler, C.: Impact of superimposed direct and 50 Hz alternating high voltage stress on current and voltage distribution along surge arresters. Proc. 20. ISH Buenos Aires, Beitrag 392 (2017)

2.9.

Meisner, J. et al.: Support for standardisation of high voltage testing with composite and combined wave shapes. VDE Hochspannungstechnik (online), Beitrag S. 354 (2020)

2.10.

Weck, K.-H. et al.: European intercomparison of high-current measuring systems of high-power laboratories to establish traceability. ERA Conference Proceedings “Measurement and Calibration in High Voltage Testing” London, 1.1.1 -1.1.13 (1998)

2.11.

Lathouwers, A. et al.: Traceability of very high current measurements : the STL procedure for high power laboratories. Proc. 14. ISH Beijing, Beitrag J-23 (2005)

2.12.

Second round of comparison tests for high-current shunts in high-power laboratories in Asia and North America with an STL reference shunt. Proc. 21. ISH Budapest, Beitrag 705 (2019)

2.13.

Takahashi, E., et al.: Development of large-capacity gas-insulated transformer. IEEE Trans. PD 11, 895–902 (1996)

2.14.

Dietrich, M., Frank, H., Schrader, W., Spiegelberg, J.: A 3 MV A.C. voltage testing system for research work on UHV transmission. Proc. 5. ISH Braunschweig, Beitrag 62.11 (1987)

2.15.

Ward, B. H., Reynolds, P. H., Holst, D. B.: A comparative analysis of resonant power supply design techniques for high voltage testing. Proc. 5. ISH Braunschweig, Beitrag 62.03 (1987)

2.16.

Hauschild, W., Schierig, S., Coors, P.: Resonant test systems for HV testing of super-long cables and gas-insulated transmission lines. Proc. 14. ISH Beijing, Beitrag J-02 (2005)

2.17.

Heise, W.: Tesla-Transformatoren. ETZ-A 85, 1–8 (1964)

2.18.

Damstra. G. C., Pettinga, J. A. J.: A six pulse kV Tesla transformer. Proc. 5. ISH Braunschweig, Beitrag 62.13 (1987)

2.19.

Samagpong, T., Parinyakupt, U.: The design and construction of the Tesla transformer using a DC high voltage switching power supply as the primary source. Proc. 15. ISH Ljubljana (2007), Beitrag T10–525

2.20.

Lührmann, H.: Fremdfeldbeeinflussung kapazitiver Spannungsteiler. ETZ-A 91, 332–335 (1970)

2.21.

Davis, R., Bowdler, G.W., Standring, W.G.: The measurement of high voltages with special reference to the measurement of peak voltages. IEE 68, 1222 (1930)

2.22.

Chubb, L.W., Fortescue, C.: Calibration of the sphere gap voltmeter. Trans AIEE 32, 739–748 (1913)

2.23.

Boeck, W.: Eine Scheitelspannungs-Messeinrichtung erhöhter Messgenauigkeit mit digitaler Anzeige. ETZ-A 84, 883–885 (1963)

2.24.

Marx, R., Zirpel, R.: Präzisions-Messeinrichtung zur Messung hoher Wechsel- und Gleichspannungen. PTB-Mitt. 100, 119–123 (1990)

2.25.

Schmidt, M., Meisner, J., Lucas, W.: Improvement and upgrading of the PTB standard measurement system for high alternating voltages. Proc. 17. ISH Hannover, Beitrag C-038 (2011)

2.26.

Zinn, E.: Messwandler. PTB Prüfregeln Band 12, Limbach Verlag Braunschweig, (1977)

2.27.

Kunde, K., Däumling, H., Huth, R., Schlierf, H.-W., Schmid, J.: Frequency response of instrument transformers in the kHz range. etz 6, 122–125 (2012)

2.28.

Kahnt, H.: Kapazitive Spannungswandler. ETZ-B 11, 476–479 (1959)

2.29.

Gertsch, G. A., Schlicht, D.: Zur Genauigkeit der Messung von Höchstspannungen mittels kapazitiver Wandler. Proc. ISH Zürich, 205–21089 (1975)

2.30.

Mercure, H. P. et al.: Effect of stray capacitance on the accuracy of capacitive voltage transformers. Proc. 10. ISH Québec, Beitrag 3531 (1997)

2.31.

Elg, A. P. et al.: Traceable measurement of transmitted overvoltages in instrument transformers. Proc. 21. ISH Budapest, Beitrag 1084 (2019)

2.32.

Latzel, H.-G., Roeissle, G., Moser, H., Ramm, G.: Calibration scheme for electronic voltage and current transformers. Proc. 13. ISH Delft, Beitrag 067 (2003)

2.33.

Juvic, J. I., Nilsson, M., Maalo, A.: On site, long term comparison between instrument transformers with digital output and a conventional measuring system. 19. ISH Pilsen, Beitrag 7–6 (2015)

2.34.

Peier, D.-W., Groschopp, H.: Wechselspannungsmessungen mit Kugelfunkenstrecken auf Freiluftversuchsfeldern. PTB-Mitt. 87, 396–398 (1977)

2.35.

Gockenbach, E.: Measurement of standard switching impulse voltages by means of sphere-gaps (one gap earthed). ELECTRA No 136, 91–95 (1991)

2.36.

Marinescu, A., Dumbrava, I.: A high voltage calibration method using the measuring spark gap. Proc. 11. ISH London, Beitrag 1.222.S. 4 (1999)

2.37.

Djokíc, B.V., Ramboz, J.D., Destefan, D.E.: To what extent can the current amplitude linearity of Rogowski coils be verified. IEEE Trans. IM 60, 2409–2414 (2011)

2.38.

Prochaska, R. et al.: Rogowski coil parameters verification in wide frequency range. Proc. 16. ISH Johannesburg, Beitrag B-29 (2009)

2.39.

Suomalainen, E.-P., Hällström, J.: Onsite calibration of a current transformer using a Rogowski coil. IEEE Trans. IM 58, 1054–1058 (2009)

2.40.

Havunen, J., Suomalainen, E.-P., Hällström, J.: High AC current calibration system based on Rogowski coil. Proc. 19. ISH Pilsen, Beitrag 144 (2015)

2.41.

Hällström, J., Ayhan, B., Suomalainen, E.-P., Valero, A.: Improvement of Rogowski coil immunity against unwanted magnetic coupling effects. Proc. 20. ISH Buenos Aires, Beitrag 561 (2017)

2.42.

Werneck, M.M., Abrantes, A.C.S.: Fiber-optic-based current and voltage measuring system for high-voltage distribution lines. IEEE Trans. PWDR 19, 947–951 (2004)

2.43.

Doig, P., Gunn, C., Durante, L., Burns, C., Cochrane, M.: Reclassification of relay-class current transformers for revenue metering applications. Proc. IEEE T&D PES Conference (2005)

2.44.

Fang, Z., et. al.: Development of an opto-electrical system for application to high voltage measurement. Proc. 13. ISH Delft, Beitrag 021 (2003)

2.45.

Andersson, A., Destefan, D., Ramboz, J. D., Weiss, S.: Precision EHV current probe and comparator for field CT/OCT verification and line monitoring. Proc. 3. EPRI Optical Sensor Systems Workshop Pittsburgh, 1–7 (2001)

Title: Hohe Wechselspannungen und -ströme
Author: Klaus Schon
Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden
Book: Hochspannungsmesstechnik
Print ISBN: 978-3-658-33792-6

Electronic ISBN: 978-3-658-33793-3

Copyright Year: 2021
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-33793-3_2