Dieses Buch bietet eine geschlossene Darstellung von den theoretischen Grundlagen über die modernen Technologien bis zu den praktischen Anwendungen der Hochspannungstechnik. Die Gliederung orientiert sich an den Fragestellungen der beruflichen Praxis. Aufgabe der Hochspannungstechnik ist die Beherrschung hoher elektrischer Feldstärken in allen technischen Anwendungen.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Die moderne Hochspannungstechnik ist nicht nur eine Schlüsseltechnologie für die sichere, wirtschaftliche und umweltfreundliche Energieversorgung, sondern ihr Anwendungsspektrum umfaßt nahezu alle Bereiche der Technik. Das Buch gibt einen praxisorientierten, geschlossenen Überblick über die theoretischen Grundlagen, die modernen Technologien und die praktischen Anwendungen der Hochspannungstechnik.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Die nun vorliegende 3. Auflage wurde gründlich durchgesehen und alle bekannt gewordenen Druckfehler wurden beseitigt. Bis auf die Aktualisierung einiger Zahlenwerte und kleinerer redaktioneller Verbesserungen sind keine weiteren Änderungen vorgenommen worden. Dieses Lehrbuch beschränkt sich auf jenen Teilbereich der Hochspannungstechnik, der der Theorie und dem Hochspannungslaboratorium zugeordnet werden kann. Es wendet sich somit vorwiegend an Studenten von Universitäten und Hochschulen, wird aber auch für den in der Praxis stehenden Ingenieur eine wertvolle Arbeitshilfe sein. Zunächst werden Kenntnisse über das elektrische Feld mit einfachen mathematischen Mitteln angeboten und grafische wie auch numerische Methoden beschrieben und in Beispielen erläutert. Im weiteren werden Durchschlagsmechanismen in gasförmigen, flüssigen und festen Stoffen sowie die Erzeugung und Messung hoher Spannungen behandelt. Die Hochspannungsprüfung unter Laborbedingungen und ein Kapitel über Überspannungen und Wanderwellen beschließen das Buch.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Aktualisiert: 2023-03-14
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Betriebsmittel der Energietechnik wie elektrische Generatoren sind zunehmend einem stark schwankenden Lastprofil ausgesetzt. Dieses führt im elektrischen Isoliersystem der Generatorwicklungsstäbe zu Alterungsprozessen bei simultaner Mehrfachbelastung mit dominierendem mechanischen Einfluss. Das grundlegende Verständnis dieser Prozesse erfordert eine umfassende theoretische Nachbildung. Bisherige Ansätze resultieren aus der Auswertung experimenteller Untersuchungen und sind daher nicht allgemeingültig anwendbar. Diese Arbeit stellt erstmals eine physikalisch basierte theoretische Nachbildung der Alterungsprozesse in elektrischen Feststoffisolierungen unter simultaner elektrischer, thermischer und mechanischer Belastung vor. Die Belastungssituation und die daraus resultierenden Zerstörungsprozesse werden nach einem neuen physikalischen Modell mit mathematischen Gleichungen beschrieben. Die Querbeziehungen zwischen den jeweiligen Belastungsarten und Alterungsprozessen werden berücksichtigt. Die numerischen und analytischen Berechnungen des physikalischen Modells werden am Beispiel der mechanisch dominierten Alterung des Isoliersystems von Generatorwicklungsstäben vorgestellt. In konventionellen experimentellen Untersuchungen mit einer einzelnen Belastungsart werden fehlende Modellparameter ermittelt. Für zeitraffende Prüfungen bei simultaner Mehrfachbelastung von Generatorwicklungsstäben mit originalen Querschnittsabmessungen wird ein neuer Prüfaufbau (Wechselbiegeanlage) konstruiert und errichtet. Ein neu eingeführter Alterungspotentialindex erleichtert die praktische Anwendung des physikalischen Modells. Er dient der Abschätzung des Alterungspotentials einer simultanen Mehrfachbelastung auf ein Feststoffisoliersystem. Die Modellierung wird durch den Vergleich des Alterungspotentialindex mit Ergebnissen aus experimentellen Untersuchungen bei einer mechanisch dominierten simultanen Mehrfachbelastung in der Wechselbiegeanlage grundsätzlich verifiziert und kann für vielfältige betriebsrelevante Anwendungen genutzt werden.
Aktualisiert: 2021-03-31
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Betriebsmittel der Energietechnik wie elektrische Generatoren sind zunehmend einem stark schwankenden Lastprofil ausgesetzt. Dieses führt im elektrischen Isoliersystem der Generatorwicklungsstäbe zu Alterungsprozessen bei simultaner Mehrfachbelastung mit dominierendem mechanischen Einfluss. Das grundlegende Verständnis dieser Prozesse erfordert eine umfassende theoretische Nachbildung. Bisherige Ansätze resultieren aus der Auswertung experimenteller Untersuchungen und sind daher nicht allgemeingültig anwendbar. Diese Arbeit stellt erstmals eine physikalisch basierte theoretische Nachbildung der Alterungsprozesse in elektrischen Feststoffisolierungen unter simultaner elektrischer, thermischer und mechanischer Belastung vor. Die Belastungssituation und die daraus resultierenden Zerstörungsprozesse werden nach einem neuen physikalischen Modell mit mathematischen Gleichungen beschrieben. Die Querbeziehungen zwischen den jeweiligen Belastungsarten und Alterungsprozessen werden berücksichtigt. Die numerischen und analytischen Berechnungen des physikalischen Modells werden am Beispiel der mechanisch dominierten Alterung des Isoliersystems von Generatorwicklungsstäben vorgestellt. In konventionellen experimentellen Untersuchungen mit einer einzelnen Belastungsart werden fehlende Modellparameter ermittelt. Für zeitraffende Prüfungen bei simultaner Mehrfachbelastung von Generatorwicklungsstäben mit originalen Querschnittsabmessungen wird ein neuer Prüfaufbau (Wechselbiegeanlage) konstruiert und errichtet. Ein neu eingeführter Alterungspotentialindex erleichtert die praktische Anwendung des physikalischen Modells. Er dient der Abschätzung des Alterungspotentials einer simultanen Mehrfachbelastung auf ein Feststoffisoliersystem. Die Modellierung wird durch den Vergleich des Alterungspotentialindex mit Ergebnissen aus experimentellen Untersuchungen bei einer mechanisch dominierten simultanen Mehrfachbelastung in der Wechselbiegeanlage grundsätzlich verifiziert und kann für vielfältige betriebsrelevante Anwendungen genutzt werden.
Aktualisiert: 2019-07-03
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Polymere Isolierstoffe für den Hochspannungs-Freilufteinsatz können herausragende hydrophobe Eigenschaften aufweisen, welche unter Verschmutzungs- und Feuchtigkeitsbelastung das Auftreten von Kriechströmen entlang
des Kriechweges verhindern. Die Hydrophobie polymerer Isolierstoffe ist eine dynamische Eigenschaft. Dabei kann in Hydrophobieverlust bzw. -beständigkeit (Verlust der Hydrophobie unter Einwirkung hydrophobiemindernder Einflussgrößen), Hydrophobiewiederkehr (Wiedererlangung der Hydrophobie in Erholungsphasen) und Hydrophobietransfer (Übertragung der Hydrophobie auf angelagerte Verschmutzungsschichten) unterschieden werden. Bisher existieren jedoch keine international genormten Prüfverfahren für eine Bewertung
dieser Isolierstoffeigenschaften, welche für eine Qualifizierung sogenannter Hydrophobietransfer-Materialien (HTM) z. B. für die Kriechstreckendimensionierung von Verbundisolatoren von Bedeutung sind. Das Dynamische Tropfen-Prüfverfahren (DTPV) wird als ein mögliches Isolierstoff-Prüfverfahren für die Bewertung dynamischer Hydrophobieeigenschaften angesehen. Dessen Ertüchtigung zu einem normungsfähigen Prüfverfahren ist Gegenstand der vorliegenden Dissertation. Die vorgestellten Untersuchungen umfassen unter anderem Prozessstudien elektrohydrodynamischer Phänomene und Entladungserscheinungen an Elektrolyttropfen sowie Parameterstudien
für eine Festlegung relevanter Prüfparameter und Prüfbedingungen. Daraus werden unter Anwendung unterschiedlicher Prüfstrategien Empfehlungen für eine Bewertung der Hydrophobiebeständigkeit sowie der Hydrophobiewiederkehr abgeleitet. Abschließend werden orientierende Untersuchungen für eine Anwendung des DTPV als Diagnoseverfahren vorgestellt, womit die Bewertung aller drei dynamischer Hydrophobieeigenschaften mit dem DTPV aufgezeigt werden kann.
Aktualisiert: 2020-03-11
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Forschungsabteilung „Isoliersysteme und Diagnostik“ Abteilungsleiter: Dr.-Ing. Michael Keßler Kurzbeschreibung:
Die Forschungsabteilung bearbeitet ein weites Themengebiet von der Entwicklung neuartiger Isolierstoffe bis zur Zustandsbewertung von Isoliersystemen mittels verschiedener Diagnosemethoden. Bei den Untersuchungen zu Hybridisoliersystemen steht die Weiterentwicklung von syntaktischen Schäumen als Isolierstoffe mit niedriger spezifischer Dichte im Vordergrund. Hier wird insbesondere der Zusatz von Nanopartikeln zur Reduktion der Mischviskosität untersucht. Aber auch neue Einsatzmöglichkeiten wie die elektrische Isolierung von Supraleitern mittels syntaktischer Schäume werden betrachtet. Auf dem Gebiet der Diagnostik steht die Zustandsbewertung polymerer Isoliersysteme mittels Ultraschall im Mittelpunkt. Neben der Detektion von eingeschlossenen Fehlstellen in verschiedenen Materialien wie Elastomeren (z.B. Muffenkörper) können zudem Grenzflächen- und Vernetzungsprobleme nachgewiesen werden. Eine neue Anwendung der Ultraschalldiagnostik stellt die Temperaturmessung an inneren Grenzflächen dar. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt liegt in der Verbesserung der Effizienz von Zündsystemenmittels "Multisparkzündung". Dabei wird die Spule derart betrieben, dass anstelle eines konzentrierten Einzelzündfunkens viele kurze Entladungen in serieller Folge erzeugt werden, um eine gleichmäßige Zündung des Kraftstoff-Luftgemisches sicherzustellen.
Aktualisiert: 2019-03-15
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Die nun vorliegende 3. Auflage wurde gründlich durchgesehen und alle bekannt gewordenen Druckfehler wurden beseitigt. Bis auf die Aktualisierung einiger Zahlenwerte und kleinerer redaktioneller Verbesserungen sind keine weiteren Änderungen vorgenommen worden. Dieses Lehrbuch beschränkt sich auf jenen Teilbereich der Hochspannungstechnik, der der Theorie und dem Hochspannungslaboratorium zugeordnet werden kann. Es wendet sich somit vorwiegend an Studenten von Universitäten und Hochschulen, wird aber auch für den in der Praxis stehenden Ingenieur eine wertvolle Arbeitshilfe sein. Zunächst werden Kenntnisse über das elektrische Feld mit einfachen mathematischen Mitteln angeboten und grafische wie auch numerische Methoden beschrieben und in Beispielen erläutert. Im weiteren werden Durchschlagsmechanismen in gasförmigen, flüssigen und festen Stoffen sowie die Erzeugung und Messung hoher Spannungen behandelt. Die Hochspannungsprüfung unter Laborbedingungen und ein Kapitel über Überspannungen und Wanderwellen beschließen das Buch.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Die nun vorliegende 3. Auflage wurde gründlich durchgesehen und alle bekannt gewordenen Druckfehler wurden beseitigt. Bis auf die Aktualisierung einiger Zahlenwerte und kleinerer redaktioneller Verbesserungen sind keine weiteren Änderungen vorgenommen worden. Dieses Lehrbuch beschränkt sich auf jenen Teilbereich der Hochspannungstechnik, der der Theorie und dem Hochspannungslaboratorium zugeordnet werden kann. Es wendet sich somit vorwiegend an Studenten von Universitäten und Hochschulen, wird aber auch für den in der Praxis stehenden Ingenieur eine wertvolle Arbeitshilfe sein. Zunächst werden Kenntnisse über das elektrische Feld mit einfachen mathematischen Mitteln angeboten und grafische wie auch numerische Methoden beschrieben und in Beispielen erläutert. Im weiteren werden Durchschlagsmechanismen in gasförmigen, flüssigen und festen Stoffen sowie die Erzeugung und Messung hoher Spannungen behandelt. Die Hochspannungsprüfung unter Laborbedingungen und ein Kapitel über Überspannungen und Wanderwellen beschließen das Buch.
Aktualisiert: 2023-04-04
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