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Bewertung von Isolationsmedien der HGÜ-Technik mittels relevanter Mess-, Automatisierungs- und Simulationstechniken

Lehrstuhl: Lehrstuhl für Hochspannungstechnik

Betreuer: Claudius Freye, Jens Kortenbrede, Christoph Felix Niedik,

Beginn ab: nach Rücksprache

Maximale Anzahl der Teilnehmer: 12

Beschreibung: Durch den im Netzentwicklungsplan fixierten Ausbau der Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) gewinnt die Qualifizierung und die zuverlässige Auslegung von geeigneten Betriebsmitteln zur wirtschaftlichen Übertragung großer Leistungen über weite Entfernungen mehr und mehr an Bedeutung. Hieraus erwächst die Herausforderung das Betriebs- und Isolationsverhalten von unterschiedlichsten Energieübertragungskomponenten und Materialien bei Beaufschlagung mit einer Gleichspannung zu bewerten.

Diese Projektgruppe stellt sich genau diesen Herausforderungen und bietet verschiedene Arbeitspakte in den folgenden Bereichen an:

Ionenströme (Betreuer: Jens Kortenbrede)
Thematik: In der Nähe von Freileitungen werden von diesen zum einen elektromagnetische Felder ausgesandt und bei Gleichspannung ebenfalls Ionenströme. Wodurch die Ionenströme beeinflusst werden und wie man diese vorhersagen kann ist eines der aktuellen Themen der Hochspannungstechnik.
Arbeitspaket: Im Rahmen dieses Arbeitspaketes sollte eine vorhandene Messelektrode optimiert werden. Zudem sollte Messelektronik entwickelt und optimiert werden. Darüber hinaus soll die Messtechnik für den Outdoor Einsatz ausgelegt und angepasst werden. Des Weiteren sollen Ionenstrommessungen durchgeführt werden. Ein weiterer Schwerpunkt dieses AP liegt darin die Ionenströme zu modellieren und zu simulieren.


Fremdschichten (Betreuer: Jens Kortenbrede)
Thematik: Hochspannungsisolatoren sind unterschiedlichsten Umwelteinflüssen ausgesetzt, die zu Ablagerungen auf den Isolatoren und somit zur Beeinträchtigung der Betriebseigenschaften führen können
Arbeitspaket: Im Rahmen dieses Arbeitspaketes sollten Fremdschichten definiert auf Isolatoren aufgebracht werden. Zudem sollen der Oberflächenwiderstand und die Ableitströme messtechnisch erfasst werden. Die dafür nötige Messtechnik wird in Kooperation mit AP Ionen entwickelt. Abgerundet wird dieses AP durch die Modellbildung und Simulation.


Kabelsystemkomponenten: Raumladungsmessung (Betreuer: Claudius Freye, Christoph Felix Niedik)
Thematik: Einen wesentlichen Einfluss auf das Betriebsverhalten eines extrudierten Kabelsystems stellt die Ausprägung von Raumladungen in den eingesetzten Materialien dar. Derartige Raumladungsverteilungen lassen sich mittels eines am Lehrstuhl realisierten Messsystems bestimmen.
Arbeitspaket: Als wesentlicher Schwerpunkt wird die automatisierte und rechnergestützte Messdatenerfassung sowie mathematische Korrektur bzw. Weiterverarbeitung adressiert. Zudem kann, je nach Teilnehmerzahl, die theoretische Weiterentwicklung des Messsystems zur Anwendung im Bereich der Mehrschichtdielektrika in den Fokus der Arbeitsgruppe rücken.


Kabelsystemkomponenten: Kleinststrommessung an Realkabelgeometrien (Betreuer: Claudius Freye, Christoph Felix Niedik)
Thematik: Eine zuverlässige und reproduzierbare Bestimmung der Leitfähigkeit ist bei der Qualifizierung von Werkstoffen für die HGÜ Kabeltechnik unabdingbar, da sich die Feldverteilung gegenüber derer bei Wechselspannungsbetrieb grundsätzlich verschieden verhält.
Arbeitspaket: Die praxisnahe Entwicklung einer geeigneten Messzelle / eines Messverfahrens um an realen Kabelgeometrien den „Verluststrom“ durch das Dielektrikum zu bestimmen bildet das Herzstück dieses Arbeitspakets. Zugehörige messtechnische Automatisierungen sowie simulative Aspekte und mathematische Korrekturverfahren sind ebenfalls mögliche Bestandteile.


Die Einbringung von eigenen Ideen, Methoden und Interessen sind neben einer profunden Literaturrecherche ausdrücklich willkommen.