DC-Hochspannungs-Prüfsysteme mit Entladeeinrichtung zur Vor-Ort-Prüfung

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Die Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) hat in den letzten zehn Jahren weltweit immer mehr an Bedeutung gewonnen. Bei der Entwicklung der Betriebsmittel wie Transformatoren, Kabeln, Durchführungen, Freileitungen, GIS, Isolatoren usw. hat man physikalische Phänomene zu beachten, die bei den Betriebsmitteln der Hochspannungsdrehstromübertragung (HDÜ) keine Rolle spielen. Diese Phänomene können mit verschiedenen Prüfungen untersucht werden, die Minuten, Monate oder gar ein Jahr benötigen, um die „eingeschwungene“ DC-Feldverteilung zu erreichen. Sie umfassen daher Prüfungen mit Polaritätswechsel innerhalb von 120 Sekunden, überlagerter Spannungen und die Stehspannungsprüfung. Für die Hochspannungsprüfquelle gehören diese Beanspruchungen zum „normalen“ Betrieb, und müssen daher beherrscht werden. Zusätzlich muss sie eine normgerechte Prüfspannung mit einem Rippelfaktor kleiner gleich 3% für Prüfspannungen bis zu 800 kV liefern und dies mit einem möglichst geringen Teilentladungsstörpegel. Darüber hinaus muss die Hochspannungsquelle lange DC-Kabelstrecken bis mehrere 100 km über der normalen Betriebsspannung U0 laden (z.B. 1,45xU0). Aufgrund der geringen Ableitströme im Prüfkreis kann diese hohe Prüfspannung auch nach dem Ende der Prüfzeit teilweise über Stunden bestehen. Dadurch kann das Kabel stärker beansprucht werden als es eigentlich notwendig ist. Mit einer speziellen Entladeeinrichtung kann die Entladezeit des Kabels nach erfolgreicher Prüfung deutlich sicher und kontrolliert reduziert werden. Die vorliegende Arbeit behandelt die Anforderungen an die Gleichspannungsquelle für Vor-Ort-Prüfung von sehr langen HGÜ-Kabeln. Außerdem wird auf die Entladeeinrichtung zur sicheren Entladung dieser HGÜ-Kabel ausführlich eingegangen.