Welche Spannungsbezeichnungen gibt es in Hochspannungstechnischen Anlagen?
Was sind die Spannungswertefür ein ein 110kV / 380 kV Netz?
(Nennspannung, Bemessungsspannung, Bemessungskurzzeitwechselspannung, Bemessungsblitzstoßspannung, Bemessungsschaltstoßspannung)
Wie kommt es in einer Wolke zur Ladungstrennung?
Was sind die vier Phasen einer Gewitterwolke?
Was ist der Ablauf einer Blitzentstehung?
Ladungstrennung in der Wolke → elektrische Spannung entsteht
▪ Überschreiten der Durchbruchsfeldstärke → Leader-Entladung in der Wolke
▪ Ionisierende Kanal kann wegen Ladungsmangel nicht stetig weiterwachsen
▪ Ladungsträger fließen nach (10 − 100𝜇𝑠) → stufenartiges Vorwachsen (𝑣 = 300 𝑘𝑚
𝑠 )
▪ Stufenentladung → starke Feldüberhöhungen in Nähe der Erdoberfläche
▪ Befindet sich Leader einige 10 m vor der Erdoberfläche → Durchschlag
▪ Mehrere Nachfolgeblitze mit geringerer Stromamplitude möglich (in kA)
Welche drei Einschlagstypen gibt es für Blitze in einem Stromnetz?
1) Direkter Schlag – Leitung
Der Blitzeinschlag entspricht einer hochohmigen
Stromquelle. Die Last hingegen ist stromunabhängig und
es entsteht eine Spannung zwischen Leitung und Erde.
𝑢(𝑡) = 𝑖(𝑡) ∙ 𝑍𝐶 ∙ 1/2
(2) Direkter Schlag – Mast
Der Blitzeinschlag entspricht einem eingeprägten Strom (= Stromquellenverhalten). Dieser Strom
ruft gemäß 𝑈 = 𝑅 ∙ 𝐼 über dem Erdungswiderstand 𝑅𝐸 eine Potentialanhebung des Mastes
hervor. Die Potentialanhebung (resultierende Spannung am Mast) hängt somit näherungsweise
proportional vom Erdungswiderstand ab.
Vor allem bei Phasenopposition zwischen Phasenleitern und erzeugtem
Mastpotential kann die resultierende Spannungsbeanspruchung für den
Isolator zu groß sein und damit die Blitzstoßfestigkeit des Isolators
überschritten werden. Ein Überschlag vom Mast in das Phasenseil tritt ein
(„rückwärtiger Überschlag“).
𝑈𝑝𝑜𝑡 ,𝑀𝑎𝑠𝑡 = 𝑅𝐸 ∙ 𝐼̂ 𝑈𝑝𝑜𝑡,𝑀𝑎𝑠𝑡 = 𝑈𝐿𝐼𝑊𝑉 − 𝑈𝑙𝑒𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 ∙ √2/√3
(3) Induzierte Spannung – Selbstinduktion
Trifft der Blitz auf einen Blitzableiter (z.B. bei einem Haus), wird dieser gen Erde abgeleitet.
Wichtig hierbei ist, kleine Biegeradien zu vermeiden, da sonst die induzierte Spannung ansteigt:
𝑢̂ = 𝐿 ∙ (𝑑𝑖
𝑑𝑡)𝑚𝑎𝑥
𝑢𝑚𝑎𝑥 = 𝑀 (𝑑𝑖
Wovon ist die Enddurchschlagsstrecke h_b eines Blitzes abhängig?
Lediglich von der Stromstärke des Blitzes
Wann kommt es an einem Mast zu einem rückwärtigem Überschlag?
Wenn die Isolationsspannung des Isolators kleiner ist als die Impulsspannung des Blitzes
Was sind die drei Kategorien für Überspannungen? Wie lang dauern sie?
Was ist die TRV - Transient Recovery Voltage / Wiedereinschaltspannung?
Die Wiedereinschaltspannung ist die Spannung, die nach einer Stromunterbrechung an den Klemmen auftritt. Sie ist ein kritischer Parameter für die Fehlunterbrechung durch einen Hochspannungsleistungsschalter. Ihre Eigenschaften (Amplitude, Anstiegsgeschwindigkeit) können entweder zu einer erfolgreichen Stromunterbrechung oder zu einem Ausfall (Wiederzündung) führen.
Die TRV hängt von den Eigenschaften des an den beiden Klemmen des Leistungsschalters
angeschlossenen Netzes und von der Art des Fehlers ab, den der Leistungsschalter ausschalten muss.
Was ist der Ferranti Effekt?
Wenn eine Hochspannungsleitung nicht oder nur wenig mit Strom belastet wird und ihre Kapazität
nicht durch geeignete Maßnahmen kompensiert wird, kann die elektrische Spannung am Ende der
Leitung unter Umständen wesentlich höher werden als die am anderen Ende angelegte Spannung.
Welche Sternpunktformen gibt es und wie hoch sind die Überspannungen dort?
Welche Maßnahmen kann man gegen Überspannungenergreifen?
Das Auftreten von Überspannungen lässt sich nicht verhindern, aber man kann sich vor den
schwerwiegenden Folgen schützen durch geeignete Überspannungsschutzmaßnahmen.
▪ Einbau von Hochspannungs-Drosseln (Reduzierung Ferranti)
▪ Entladen durch induktive Spannungswandler oder (vorübergehende / temporäre) Einfügen
von Widerständen, Abschalten / Widereinschalten von Leitungen
▪ Dämpfung durch (Last-) Widerstände
▪ Synchrones Schalten & Synchronisiertes Laden an beiden Enden der Linie
▪ Begrenzung der Überspannung durch Überspannungsableiter
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