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Buffl

HST/LEK

von Florian K.

Was ist der Unterschied zwischen U_nN und U_m?

Unterschied von ± 10%

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

Systematik der Überspannungen

Äußere Überspannungen
Innere Überspannungen

Äußere Überspannungen: Blitze, Ausbreitung von Wanderwellen

Innere Überspannungen: Schaltvorgänge

Fehlerfälle: Kurzschluss ein-, dreipolig, Erdschluss

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)

Was ist der Schwaiger-Faktor?

Der Schwaiger-Faktor beschreibt die Relation zwischen mittl. und max. Feldstärke

E_max = 1/n * E0

1/n = Inhomogenitätsgrad

Methoden zur Feldermittlung (6)

Grafisch / eingeschriebene Kreise
Messtechnisch
Konforme Abbildungen
Ladungsverfahren
Finite-Differenzen-Verfahren
Finite-Elemente-Verfahren

Was bewirken geschichtete Dielektrika? (Gleichspannung)

Es kommt zu Grenzflächenladungen -> Klemmen müssen kurzgeschlossen werden

Was bewirken geschichtete Dielektrika? (Wechselspannung)

Welcher Faktor hat mehr Einfluss auf die Feldstärke? Abstand oder Radius?

Radius

Welche Gas-Entladungsmechanismen gibt es?

unselbstständige: Ladungsträger durch äußere Energiezufuhr
selbstständige: Ladungsträger durch Entladung
- Townsend-Modell (langsam)
- Leader-Effekt (schnell)

Tangential belastete Grenzflächen

Welche Winkel bei welcher Feldstärke?

Spitze Winkel bei hoher Feldstärke vermeiden!

Mindestabstände in elektrischen Anlagen

E_zul in Luft
E_zul in SF6
E_zul in festen/flüssigen Isolierstoffen
Mindestabstände

ESB für Isolierstoffe und Dielektrika

Durchschlagsfeldstärke als Funktion des Elektrodenabstands

alpha_eff
Maßstab

Wie sieht die Paschenkurve aus?

Was ist links und rechts vom Paschen-Minimum?

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

Was kann man aus dem Entladeverzug ableiten?

Aufgrund des Ladeverzugs führen schnelle Spannungsbeanspruchungen nicht zum Durchschlag

-> gutartiger Fehler

Überspannung durch Blitzeinschlag am Mast (Berechnung)

Warum darf man bei Gasen zum Prüfen der Dauerbeanspruchung 50-Hz-Wechselspannung anstelle von Gleichspannung verwenden?

Marx-Generator (mind. 2 Stufen)

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

Raumladungseffekt (neg. und pos. Spitze)

Parameter: Temperatur im Bezug zur Durchschlagsfeldstärke E_d

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

Parameter: Feuchtigkeit in festen Isolierstoffen (2 Effekte)

Werkstoffstörungen (Faktor)

plattenförmiger Störkörper
kugelförmiger Störkörper
zylinderförmiger Störkörper

Warum der Faktor bei der Kugelelektrode?

Werkstoffstörungen (Faktor)

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?

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

Eigenschaften der Isolierflüssigkeiten (mind. 2 Zeilen)

Wie viel Wasser tritt bei welcher Isolation im Transformator auf?

Was sind Beispiele für flüssige Isolierstoffe?

Mineralöl
Silikonöl
Natürliches Ester
Synthetisches Ester

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

Transformator-Einschaltströme (Inrush-Ströme)

Es treten geradzahlige Harmonische auf (nicht gut)

Vergleich von NH- und HH-Sicherungen (Zeit/Strom-Kennlinien)

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

Eigenschaften der Stromstaffelung

Eigenschaften der Zeitstaffelung

Welcher Faktor muss zwischen den Auslöseströmen der Sicherungen eingehalten werden?

Faktor: 1,6