Institut für Energieübertragung und Hochspannungstechnik

Hochspannungstechnik

Am IEH wird im Bereich der Hochspannungstechnik zu Teilentladungsmesstechnik, Überwachung des Betriebszustandes und Isolierstoffen geforscht.

Vor-Ort-Messung an einem Transformator (c)
Vor-Ort-Messung an einem Transformator

Teilentladungsmesstechnik

Am Institut werden moderne Messmethoden zur Erfassung hoher Stossspannungen und schnellveränderlicher elektromagnetischer Felder untersucht und weiterent­wickelt. Zu einem Schwerpunkt hat sich in den letzten Jahren die Teilentladungs-(TE)-Messtechnik entwickelt. Wir beschäftigen uns hier vor allem mit fortschrittlichen Verfahren der Störgrößenunterdrückung und Mustererkennung, der akustischen TE-Messtechnik und der UHF-Methode zur Erfassung und Ortung von TE.

Überwachung des Betriebszustandes

Der Betrieb der Übertragungsnetze über Bemessungsgrenzen und projektierte Lebensdauer der Betriebsmittel hinaus bedingt eine genauere Überwachung des Betriebszustandes, um die Versorgungssicherheit weiter zu gewährleisten (Life Cycle Management). So werden zum einen die für die einzelnen Betriebsmittel notwendi­gen Diagnoseverfahren (z. B. Teilentladungsmessung, Frequency Response Analysis, Feuchtigkeitsbestimmung, Gas-in-Öl Analyse, Vibrationsmessung, Online Monitoring) entwickelt und verbessert, um etwa die Überlastbarkeit und Restnutzungsdauer vorhersagen zu können. Hier stellen die Messverfahren zur Anwendung in der Schaltanlage einen besonderen Schwerpunkt dar. Zum anderen werden anlagenübergreifende Instand­haltungsstrategien entwickelt (Asset Management).

Isolierstoffe

Hinsichtlich des Designs hochspannungstechnischer Betriebsmittel werden neue Isolier­stoffe (z. B. natürliche und synthetische Ester) auf Ihre physikalischen, chemischen und elektrischen Eigenschaften hin geprüft. Durch den Einsatz moderner Softwarewerkzeuge, z. B. Finite Elemte Methode (FEM) und Compu­tational Fluid Dynamics (CFD), wird der Ölstrom und das thermische Verhalten von Leistungs­transformatoren untersucht. Das Forschungsgebiet gasförmige Isolations­systeme ist geprägt durch Themenstellungen wie die Untersuchung der dielektrischen Eigenschaften von SF und Mischgasen, des Einflusses der atmosphärischen Bedingungen auf die Spannungsfestigkeit und die Untersuchung der Ausbreitung und Dämpfung von Very Fast Transients in GIS.

Hochspannungs Prüf- und Messeinrichtungen Vaihingen

  • Stoßspannungsanlage 400 kV für Schaltstoß 50/2500 und Blitzstoß 1,2/50 mit Abschneidefunkenstrecke (400kV)
  • Hochspannungstransformator 100kV, 10kVA mit Teilentladungsmessung (2nF) über kapazitiven Teiler (bis 100kVeff)
  • Marx'scher Stoßgenerator 1MV mit kompensierten Teiler 1:3080 für Schaltstoß 50/2500 und Blitzstoß 1,2/50
  • Hochspannungstransformator 300 kVeff 35kVA mit kapazitivem Teiler 100pF 1000kV und TE-Ankoppelkapazität 2nF 400kV
  • zweistufige Hochspannungskaskade 700kVeff 350kVA mit kapazitivem Teiler 200pF 700kV
  • dreiphasige gasisolierte Schaltanlage 170kV
  • einphasige gasisolierte Schaltanlage 245-362 kV mit angeflanschtem 123 kV Bereich sowie GIS-Travo 325kV )

Hochspannungs Prüf- und Messeinrichtungen Nellingen

  • Stoßspannungsanlage 400 kV für Schaltstoß 50/2500 und Blitzstoß 1,2/50 mit Abschneidefunkenstrecke (400kV)
  • Hochspannungstransformator 100kV, 10kVA mit Teilentladungsmessung (2nF) über kapazitiven Teiler (bis 100kVeff)
  • Marx'scher Stoßgenerator 1MV mit kompensierten Teiler 1:3080 für Schaltstoß 50/2500 und Blitzstoß 1,2/50
  • Hochspannungstransformator 300 kVeff 35kVA mit kapazitivem Teiler 100pF 1000kV und TE-Ankoppelkapazität 2nF 400kV
  • zweistufige Hochspannungskaskade 700kVeff 350kVA mit kapazitivem Teiler 200pF 700kV
  • dreiphasige gasisolierte Schaltanlage 170kV
  • einphasige gasisolierte Schaltanlage 245-362 kV mit angeflanschtem 123 kV Bereich sowie GIS-Travo 325kV )

Sonstiges

  • Klimakammer 3m x 3m x 3m in Nellingen (bis 650kV) Temperatur -20°C bis +65°C; relative Feuchte 5% bis 95%
  • Verschmutzungskammer 5m x 5m x 5m Spannung bis 150kV in Nellingen
  • Digitale und analoge Messgeräte für periodische und einmalige Vorgänge mit Abtastraten bis 1 GHz
  • Netzwerkanalysatoren, Spektrumanalysatoren, Signalgeneratoren
  • Bildwandlerkameras, Hochgeschwindigkeitskamera
  • Digitale und analoge Messgeräte für periodische und einmalige Vorgänge mit Abtastraten bis über 4 GHz
  • Netzwerkanalysatoren, Spektrumanalysatoren, Signalgeneratoren
  • Teilentladungsmessgeräte zur phasenaufgelösten Messung und Interpretation
  • Öllabor mit Karl-Fischer-Titrator, Säuregehalts- und Durchschlagspannungsmessgerät
  • Gaschromatographen mit Vakuumextraktion und Head-Space-Technik
  • Messgeräte für FRA und dielektrische Transformatorendiagnostik
Stefan Tenbohlen
Prof. Dr. -Ing.

Stefan Tenbohlen

Institutsleiter

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