Strom- und Spannungsverteilung über einem Ableitermodell bei Gleichspannung mit überlagertem 50-Hz-Wechselanteil

Abstract:
Hochspannungs-Metalloxid-Ableiter werden in HGÜ-Anlagen zur Begrenzung von Überspannungen eingesetzt. Die Betriebsspannung kann von periodischen Spannungsänderungen überlagert werden, die zu einem periodischen Stromfluss und damit zu Verlusten führt, die den Ableiter auf Dauer thermisch belasten. Um diese Beanspruchung der einzelnen MO-Widerstände quantifizieren zu können, ist die Kenntnis der Strom- und Spannungsverteilung entlang des Stapels der MO-Widerstände des Ableiters im stationären Zustand notwendig. Bisher sind nur wenige veröffentlichte Untersuchungen bekannt, welche auf Hochspannungspotential im Aktivteil des Ableiters den Strom mit Frequenzanteilen bis zu einigen Kilohertz im Zeitbereich abbilden können. Ein Ziel dieses Beitrages ist es, ausgehend von einem MO-Widerstand die unterschiedlichen u-i-Kennlinien bei Gleich-, Wechsel- und Mischspannungsbeanspruchung aufzuzeigen, um das Modell des MO-Widerstandes spezifizieren zu können. Dazu stellt der Beitrag den Einsatz einer selbstständigen Messschaltung auf Hochspannungspotential vor, das den Strom an mehreren vorgegebenen Orten im Ableiter misst, in ein optisches Signal umwandelt und zur Messtechnik auf Erdpotential führt. Mit Kenntnis der Stromverteilung wird die Spannungsverteilung aus der bekannten u-i-Kennlinie berechnet und das Modell eines MO-Ableiters verifiziert.