Hochspannungstechnik

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1. Elektrisches Feld

Zusammenfassung

Ursache aller elektrischen Erscheinungen sind positive und negative elektrische Ladungen, wobei sich ungleichartige Ladungen gegenseitig anziehen und auszugleichen suchen bzw. gleichartige Ladungen sich gegenseitig abstoßen. Die Ladungsvorzeichen sind dabei willkürlich festgelegt, um auf diese Weise zu einer einheitlichen rechnerischen Behandlung zu gelangen.

Günther Hilgarth

2. Gasförmige Isolierstoffe

Zusammenfassung

Durchfällt aus der Ruhelage heraus ein Ladungsträger im Vakuum mit der Ruhemasse m₀ und der elektrischen Ladung Q eine Potentialdifferenz Δ ϕ, so wird die vom Feld verrichtete Arbeit nach G1. (1.2) in kinetische Energie

$$ \text{W}_{\text{kin}} = \text{m}_\text{0} \text{v}^\text{2} /2 = \text{Q}\Delta \varphi $$

(2.1)

Umgesetzt.

Günther Hilgarth

3. Feste Isolierstoffe

Zusammenfassung

Feste Isolierstoffe müssen überall dort verwendet werden, wo die Isolation zusätzliche mechanische Aufgaben zu erfüllen hat. Es sind anorganische Isolierstoffe (Porzellan, Glas, Glimmer) und organische (Kunststoff, Gummi, Papier) zu unterscheiden.

Günther Hilgarth

4. Flüssige Isolierstoffe

Zusammenfassung

Neben der Isolierung spannungsführender Bauteile übernehmen flüssige Isoliermittel meist noch die Aufgabe eines Kühlmittels zur Ableitung der Stromwärme (z. B. Transformator) oder eines Löschmittels bei Schaltgeräten. Sie werden als Tränkmittel bei Kabeln und Kondensatoren eingesetzt, um Hohlräume auszufüllen und die Durchschlagfestigkeit der Feststoffisolierung (Papier, Kunststoff) zu verbessern. I. allg. werden deshalb eine niedrige Viskosität möglichst über den gesamten Temperaturbereich, gute dielektrische Eigenschaften, große Durchschlagfestigkeit und eine hohe Alterungsbeständigkeit gefordert.

Günther Hilgarth

5. Statistische Auswertung

Zusammenfassung

Die Durchschlagspannungen U_d einer größeren Anzahl gleichartiger Prüflinge wie auch die nacheinander gemessenen Durchschlag-oder Überschlagspannungen ein und desselben Prüflings unterliegen einer Streuung. Es existiert also kein einheitlicher Spannungswert, bei dem alle Proben gerade durchschlagen oder bei dem ein einzelner Prüfling immer durchschlägt.

Günther Hilgarth

6. Erzeugung hoher Spannungen

Zusammenfassung

Hohe Wechselspannungen, wie sie in Laboratorien für Versuche und Prüfungen erforderlich sind, werden meist durch einphasige Hochspannungs-Transformatoren erzeugt, die im Vergleich zu betrieblichen Umspannern wesentlich kleinere Leistungen aufweisen (z. B. 500 kV, 1 MVA). Für einige Prüfzwecke eignen sich auch Reihenresonanzkreise insbesondere dann, wenn das zu prüfende Betriebsmittel eine vergleichsweise große Kapazität aufweist (Kabel, Kondensatoren).

Günther Hilgarth

7. Messung hoher Spannungen

Zusammenfassung

Es gibt viele Verfahren zur Messung hoher Spannungen. Hier sollen nur solche Meßmethoden in den Grundzügen angesprochen werden, die in Hochspannungslaboratorien Bedeutung haben. Auf die Beschreibung von Meßsystemen der Hochspannungs-Energieübertragung, z. B. induktive Wandler, wird verzichtet; sie werden in Band IV behandelt. Ebenso wird die Kenntnis der anzuschließenden Meßgeräte, wie Strom- und Spannungsmesser der unterschiedlichen Bauarten, Oszilloskope u. dgl., vorausgesetzt. Verfeinerte Meßtechniken und Sonderverfahren finden sich in der weiterführenden Literatur [5], [29], [36], [45], [48].

Günther Hilgarth

8. Hochspannungsprüfung

Zusammenfassung

Es ist zwischen der elektrischen Prüfung von einzelnen Bauteilen, Geräten oder ganzen Anlagen, die unter dem Begriff Betriebsmittel zusammengefaßt werden, und der Prüfung von Isolierstoffen zu unterscheiden.

Günther Hilgarth

9. Überspannungen und Wanderwellen

Zusammenfassung

In elektrischen Netzen können kurzzeitige Spannungen auftreten, die die Betriebsspannung weit überschreiten und gegebenenfalls zu Durch-oder Überschlägen führen. Alle zeitabhängigen Spannungen zwischen einem Leiter und Erde oder zwischen den Leitern, die über den Scheitelwert der Bezugsspannung hinausgehen, werden nach VDE 0111 als Überspannungen bezeichnet und bestimmen die Isolation einer elektrischen Hochspannungsanlage. Die Bezugsspannung ist hierbei die für die Betriebsmittel vorgesehene höchste Spannung einer Spannungsebene.

Günther Hilgarth

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