-Forschungsprojekt Nr. 11359N

Übertragungsverhalten von Hochstrom-Meßeinrichtungen für transiente Ströme

Wissenschaftliche Problemstellung

Die Untersuchungen von elektrischen Betriebsmitteln, die in Netzen der Energieversorgung eingesetzt werden, dienen dem Nachweis der Funktions- und Personensicherheit. Hochleistungsversuchsfelder erzeugen große Ströme (bis zu 250 kA Scheitelwert), um damit die im Test befindlichen Geräte und Betriebsmittel reproduzierbar zu beaufschlagen. Zur Gewährleistung einer normenmäßig korrekten Prüfbeanspruchung und zur Vermeidung von zu hohen Beanspruchungen werden an die Meßeinrichtung durch regelmäßige Kalibrierung hohe Anforderungen gestellt. Eine Rückführbarkeit der Hochstrom-Meßmittel auf nationale Normale kann zur Zeit nur für Ströme mit der Betriebsfrequenz 50 Hz erfolgen. Es fehlen Spezifizierungen für eine Kalibrierung und Rückführung bei Frequenzen, die von der Betriebsfrequenz abweichen. Die Praxis verlangt aber eine Kalibrierung transienter Ströme, die Frequenzanteile bis 10 kHz und mehr enthalten.

Hierfür soll ein geeignetes Kalibrierverfahren gefunden und entwickelt werden.

Forschungsziel und Lösungsweg

Auf der Grundlage eines Stromsprunges ausreichender Höhe, Dauer und Steilheit soll die Sprungantwort des Meßmittels Aufschluß über seine frequenzabhängige Übertragungsfunktion geben. Ein solches Hochstrom-Kalibriersystem muß verschiedenen Arten von Meßsystemen (Wandler, Shunts und Rogowskispulen) gerecht werden und muß der praktischen Anwendbarkeit wegen mobil ausgeführt werden.

Die Anforderungen werden im Dialog mit der PTB und Anwendern (PEHLA) definiert, um damit die Voraussetzung für einen zu entwickelnden geeigneten Stromsprung-Generator zu schaffen. Dieser ist hinsichtlich seiner Funktion zu erproben und auf verschiedene Meßmittel anzuwenden. Die Übertragungsfunktionen der Meßmittel sind in Reihenuntersuchungen mittels Fourieranalysen des Eingangs-Stromstoßes und der resultierenden Stoßantwort zu bewerten. Die Tauglichkeit des Verfahrens auch unter verschiedensten Bedingungen vor Ort ist zu untersuchen. Erzielbare Genauigkeitsgrenzen sind aufgrund der Untersuchungen wiederum mit den betroffenen Kreisen festzulegen.

Das Kalibrierverfahren ist in eine endgültige und praktikable Form zu bringen.

Projektleiter

Dr.-Ing. Volker Pitz Telefon 0621/80 47 250