Was ist der Unterschied zwischen U_nN und U_m?
Unterschied von ± 10%
Systematik der Überspannungen
Äußere Überspannungen
Innere Überspannungen
Äußere Überspannungen: Blitze, Ausbreitung von Wanderwellen
Innere Überspannungen: Schaltvorgänge
Fehlerfälle: Kurzschluss ein-, dreipolig, Erdschluss
Überspannung durch Blitzeinschlag am Mast (Berechnung)
Blitzstoß
Schaltstoß
T1 und T2
Blitzstoß: 1,2/50 µs
Schaltstoß: 250/2500 µs
T1(Ansteigszeit) / T2(Rückenhalbwertzeit)
Überspannung durch Blitzeinschlag am Leiterseil (ESB und Berechnung)
Überspannung durch Fehlerfolge
theoretischer Faktor der U_nN
praktischer Faktor der U_nN
Wodurch die Abweichung?
theoretischer Faktor der U_nN: 7
praktischer Faktor der U_nN: 3,5
Wodurch die Abweichung?: Korona-Effekte
Mindestabstände in elektrischen Anlagen
E_zul in Luft
E_zul in SF6
E_zul in festen/flüssigen Isolierstoffen
Mindestabstände
Methoden zur Feldermittlung (6)
Grafisch / eingeschriebene Kreise
Messtechnisch
Konforme Abbildungen
Ladungsverfahren
Finite-Differenzen-Verfahren
Finite-Elemente-Verfahren
Was bewirken geschichtete Dielektrika? (Wechselspannung)
Was bewirken geschichtete Dielektrika? (Gleichspannung)
Es kommt zu Grenzflächenladungen -> Klemmen müssen kurzgeschlossen werden
ESB für Isolierstoffe und Dielektrika
Was ist der Schwaiger-Faktor?
Der Schwaiger-Faktor beschreibt die Relation zwischen mittl. und max. Feldstärke
E_max = 1/n * E0
1/n = Inhomogenitätsgrad
Welcher Faktor hat mehr Einfluss auf die Feldstärke? Abstand oder Radius?
Radius
Tangential belastete Grenzflächen
Welche Winkel bei welcher Feldstärke?
Spitze Winkel bei hoher Feldstärke vermeiden!
Welche Gas-Entladungsmechanismen gibt es?
unselbstständige: Ladungsträger durch äußere Energiezufuhr
selbstständige: Ladungsträger durch Entladung
Townsend-Modell (langsam)
Leader-Effekt (schnell)
Durchschlagsfeldstärke als Funktion des Elektrodenabstands
alpha_eff
Maßstab
Was ist der Streamer-Mechanismus?
selbstständige Gasentladung
Minimum in der Paschenkurve tritt ab 300kV auf und es kommt zur Ausbildung einer vorgeschobenen Plasmaspitze -> Photonenlawine mit h*f
Wie sieht die Paschenkurve aus?
Was ist links und rechts vom Paschen-Minimum?
Was kann man aus dem Entladeverzug ableiten?
Aufgrund des Ladeverzugs führen schnelle Spannungsbeanspruchungen nicht zum Durchschlag
-> gutartiger Fehler
Marx-Generator (mind. 2 Stufen)
Raumladungseffekt (neg. und pos. Spitze)
Zu was für einer Art von Entladung kommt es bei einer neg. und pos. Spitze?
Büschelentladung / Stielbüschelentladung
Warum sinkt E_d mit wachsendem Abstand?
Warum darf man bei Gasen zum Prüfen der Dauerbeanspruchung 50-Hz-Wechselspannung anstelle von Gleichspannung verwenden?
Was sind Beispiele für feste Isolierstoffe?
Kunststoff: Gießharz, PVC, PE
Porzellan, Glas
Zellulose (Transformerboard)
Glimmer
Wicklungsarten von Leistungstransformatoren
Lagenwicklung (Längslagenwicklung): bis zu 200 Windungen pro Lage, bis 30kV
Schichtwicklung (Querlagenwicklung): bis 10 Windungen pro Lage, ab 30kV
Parameter: Temperatur im Bezug zur Durchschlagsfeldstärke E_d
Parameter: Feuchtigkeit in festen Isolierstoffen (2 Effekte)
Aufbau/Schichten eines 10kV-Kabel
Schlagweite: mehrere dünne Schichten oder eine dickere Schicht?
Parameter: Spannungsverlauf (Arten des Durchschlags)
Elektr. Durchschlag: frei bewegliche Elektronen -> Stoßprozesse
Wärmedurchschlag: Selbstmordeffekt, E_d sinkt -> Durchschlag
Erosionsdurchschlag: Anstieg der Feldstärke im Luftspalt -> innere TE
Werkstoffstörungen (Faktor)
plattenförmiger Störkörper
kugelförmiger Störkörper
zylinderförmiger Störkörper
Warum der Faktor bei der Kugelelektrode?
plattenförmiger Störkörper: 1
kugelförmiger Störkörper: 3
zylinderförmiger Störkörper: 2
-> Mikrospitzen / Elektrodenrauhigkeit
Bei welcher Phase treten innere und äußere TE auf?
Welche Phasenverschiebung wiesen sie zueinander auf?
Was sind Beispiele für flüssige Isolierstoffe?
Mineralöl
Silikonöl
Natürliches Ester
Synthetisches Ester
Wie viel Wasser tritt bei welcher Isolation im Transformator auf?
Eigenschaften der Isolierflüssigkeiten (mind. 2 Zeilen)
Faserbrücken-Durchschlag
kurze Erklärung
was zur Abhilfe?
in Umspannern wird viel Holz verarbeitet, Holzfasern saugen Wasser auf
dadurch bessere Leitfähigkeit (Feldkonzentration)
ε_r wird zugleich größer, Feld ist polarisiert
Fasern wandern in den Bereich größter Feldstärke
→ leitende Brücke zwischen Elektroden
→ Durchschlag
Abhilfe: Schirm als Isolierbarriere
Auswahl von Prüfspannungen (Spannungsstufen)
Verlauf der Ableiterspannung und des Ableiterstroms bei einer Blitzstoßspannung
Verlauf der Ableiterspannung und des Ableiterstroms bei einer Stoßspannung
Eigenschaften/Anforderungen eines Prüftransformators
Windungen sehr dünn (0,1 mm)
hohe Spannung
kleine Ströme
kleine Leistung
Vergleich von Ventil- und Metalloxidableiter
Metalloxidableiter hat bei Blitzstoßspannung gleiches Verhalten wie Ventilableiter, höhere Pegelsicherheit bei langsam ansteigenden Überspannungen
Ventilableiter haben Vorteile bei sehr hohen zeitweiligen Überspannungen in 110 kV – Freileitungs- und Mittelspannungs-Netzen
Transformator-Einschaltströme (Inrush-Ströme)
Es treten geradzahlige Harmonische auf (nicht gut)
Vergleich von NH- und HH-Sicherungen (Zeit/Strom-Kennlinien)
Eigenschaften der Stromstaffelung
Eigenschaften der Zeitstaffelung
Welcher Faktor muss zwischen den Auslöseströmen der Sicherungen eingehalten werden?
Faktor: 1,6
Wodurch kann man sicherstellen, dass ein Sicherungsautomat optimal funktioniert?
Durch Betrachtung der Grenzlastintegrale
Was ist ein Stoßstrombegrenzer (I_s-Begrenzer) und wie funktioniert er (einfach formuliert)?
Der Stoßstrombegrenzer ist ein schneller Begrenzer, welcher durch eine Sprengkapsel auf die parallele Sicherung kommutiert
Unabhängiges Maximalstrom- Zeit (UMZ) - Relais
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