Hochspannungs- Versuchstechnik

Transkript

1 Dieter Kind Kurt Feser 2008 AGI-Information Management Consultants May be used for personal purporses only or by libraries associated to dandelon.com network. Hochspannungs- Versuchstechnik 5., überarbeitete und erweiterte Auflage Mit 211 Bildern und 12 Laborversuchen vieweg

2 VII Inhaltsverzeichnis 1 Wissenschaftliche Grundlagen der Hochspannungsprüftechnik Erzeugung und Messung hoher Wechselspannungen Kenngrößen für hohe Wechselspannungen Schaltung von Prüftransformatoren Aufbau von Prüftransformatoren Betriebsverhalten von Prüftransformatoren Kompensation einer kapazitiven Belastung Hochspannungserzeugung in Reihenresonanzschaltung Anforderungen an eine Spannungsquelle für " A Fremdschichtprüfungen Meßtechnische Erfassung der charakteristischen Kenngrößen einer Prüfanlage Schutz von Prüftransformatoren Scheitelwertmessung mit Kugelfunkenstrecken Spannungsmessung mit Hochspannungskondensatoren Scheitelwertmessung mit einem Hochspannungskondensator als Vorimpedanz Scheitelwertmessung mit kapazitiven Spannungsteilern Effektivwertmessung mit elektrostatischen Spannungsmessern Messung mit Spannungswandlern Erzeugung und Messung hoher Gleichspannung Kenngrößen für hohe Gleichspannungen Eigenschaften von Hochspannungsgleichrichtern Die Einweg-Gleichrichterschaltung Vervielfachungsschaltung Elektrostatische Generatoren Messung mit Hochspannungswiderständen Effektivwertmessung mit elektrostatischen Spannungsmessern Spannungs- und Feldstärkemesser nach dem Generatorprinzip Messung hoher Gleichspannung mit Stabfunkenstrecken Andere Verfahren zur Messung hoher Gleichspannungen Messung des Überlagerungsfaktors Erzeugung und Messung von Stoßspannungen Kenngrößen für Stoßspannungen Kapazitive Kreise zur Stoßspannungserzeugung Berechnung einstufiger Stoßspannungskreise Erzeugung von Blitzstoßspannungen bzw. Schaltstoßspannungen bei kapazitiven Belastungen Erzeugung von Blitzstoßspannungen bei kleinen, induktiven Belastungen (Transformatoren) 48

3 VIII Inhaltsverzeichnis Abgeschnittene Blitzstoßspannungen Erzeugung von schwingenden Stoßspannungen Erzeugung von Steilstoßspannungen Grenzbedingungen für Stoßgeneratoren Erzeugungen Schaltstoßspannungen mit Transformatoren Scheitelwertmessung mit der Kugelfunkenstrecke Kenngrößen des Übertragungsverhaltens von Stoßspannungsmeßkreisen Übertragungsverhalten von Stoßspannungsteilern Experimentelle Bestimmung des Übertragungsverhaltens von Stoßspannungsmeßkreisen Kalibrierung von Stoßspannungsmeßsystemen Rückwirkungsfreie Spannungsmessung mit Feldsensoren Meßinstrumente in Verbindung mit Hochspannungsteilern Erzeugung und Messung von Stoßströmen Kenngrößen für Stoßströme Energiespeicher Entladekreise zur Erzeugung von Stoßströmen Strommessung mit Meßwiderständen Strommessung unter Anwendung von Induktionswirkungen Andere Arten der Messung von rasch veränderlichen transienten Strömen Zerstörungsfreie Hochspannungsprüfungen Verluste im Dielektrikum Messung des Leitungsstromes bei Gleichspannung Messung des Verlustfaktors bei Wechselspannung Messung von Teilentladungen bei Wechselspannungen 92 Ausführung und Betrieb von Hochspannungsprüfanlagen Abmessungen und technische Einrichtungen von Prüfanlagen Anlagen für ein Hochspannungspraktikum Hbchspannungsprüffelder Hochspannungslaboratorien Hilfseinrichtungen für größere Prüfanlagen Abgrenzung, Erdung und Abschirmung von Prüf anlagen Abgrenzung Erdungsanlagen Abschirmung Schaltungen für Hochspannungsversuche Energieversorgungs- und Sicherheitskreis Aufbau von Hochspannungsschaltungen Bauelemente für Hochspannungsschaltungen ; Hochspannungswiderstände Hochspannungskondensatoren 122

4 Inhaltsverzeichnis IX Funkenstrecken! Hochspannungselektroden Hochspannungsbaukasten Hochspannungspraktikum Versuch Wechselspannungen" Grundlagen: Sicherheitseinrichtungen - Prüftransformatoren - Scheitelwertmessung - Effektivwertmessung - Kugelfunkenstrecken - ^ Handflaschenzüge Durchführung Ausarbeitung Versuch Gleichspannungen" Grundlagen: Gleichrichterkennlinien - Überlagerungsfaktor Greinacher-Verdopplungsschaltung - Polaritätseffekt - Isolierschirme Durchführung Ausarbeitung Versuch Stoßspannungen" Grundlagen: Blitzstoßspannungen - einstufige Stoßspannungsschaltungen - Scheitelwertmessung mit Kugelfunkenstrecken - Durchschlagswahrscheinlichkeit Durchführung Ausarbeitung Versuch Elektrisches Feld" Grundlagen: Grafische Feldbestimmung - Modellmessung im Strömungsfeld - Feldmessungen bei Hochspannung Durchführung , Ausarbeitung : Versuch Flüssige und feste Isolierstoffe" Grundlagen: Isolieröl und fester Isolierstoff - Leitfähigkeitsmessung - Verlusjfaktormessung - Faserbrückendurchschlag - Wärmedurchschlag - Durchschlagsprüfung Durchführung Ausarbeitung Versuch Teilentladungen" Grundlagen: Äußere Teilentladungen (Korona) - Innere Teilentladungen - Gleitentladungen Durchführung Ausarbeitung Versuch Durchschlag von Gasen" Grundlagen: Townsend-Mechanismus - Kanal-Mechanismus - Isoliergase Durchführung Ausarbeitung 196

5 X Inhaltsverzeichnis 3.8 Versuch Stoßspannungs-Meßtechnik" Grundlagen: Vervielfachungsschaltung nach Marx - Stoßspannungsteiler - Stoßkennlinien Durchführung Ausarbeitung Versuch Transformatorprüfung" Grundlagen: Vorschriften für Hochspannungsprüfungen Isolationskoordination - Durchschlagsprüfung von Isolieröl - Transformatorprüfung mit Wechselspannung - Transformatorprüfung mit Blitzstoßspannung Durchführung Ausarbeitung Versuch Innere Überspannungen" Grundlagen: Mittelpunktsverlagerung - Erdungsziffer - Magnetisierungskennlinie - Kippschwingungen - Subharmonische Schwingungen Durchführung Ausarbeitung Versuch Wanderwellen" Grundlagen: Blitzüberspannungen - Schaltüberspannungen - Überspannungsabieiter - Schutzbereich - Wellen in Wicklungen - Stoßspannungsverteilung Durchführung Ausarbeitung Versuch Stoßströme und Lichtbögen" Grundlagen: Entladekreis mit kapazitivem Energiespeicher - Stoßstrommessung - Kraftwirkungen im magnetischen Feld - Wechselstromlichtbogen - Lichtbogenlöschung Durchführung Ausarbeitung Anhang Z' Sicherheitsvorschriften für Hochspannungsversuche Berechnung der Kurzschlußimpedanz von Transformatoren in Kaskadenschaltung Berechnung einstufiger Stoßspannngskreise Berechnung von Stoßstromkreisen Berechnung der Impedanz von Flächenleitern 261

6 Inhaltsverzeichnis r 4.6 Statistische Auswertung von Meßergebnissen Direkte Bestimmung von Wahrscheinlichkeitswerten (Folgenbeanspruchung) Bestimmung der Verteilungsfunktion einer Meßgröße (Steigerungsbeanspruchung) Bestimmung der Vertrauensgrenzen des Mittelwertes der Durchschlagsspannung Angaben zur Bestimmung von Durchschlagsspannungen mit vorgegebener Wahrscheinlichkeit Up and Down"-Methode zur Bestimmung der 50%-Durchschlagsspannung Normen für die Hochspannungs-Priiftechnik 272 Literatur 274 Sachwortverzeichnis 281 XI