Auswirkung von Mischfeldbeanspruchung auf Hochspannungs-MO-Widerstände

Abstract:
Die Erweiterung des existierenden Wechselstromnetzes in ein Hybridstromnetz, in dem sowohl das 50 Hz Wechsel-stromsystem als auch das Gleichstromsystem parallel geführt werden, birgt die Herausforderung, dass die im Überspannungsableiter eingesetzten Metalloxid-Widerstände (MO-Widerstände) von einer Spannungsform beansprucht werden, die sich aus Gleich- und Wechselanteilen zusammensetzt. Aufgrund der unterschiedlichen Ausbildung der überlagerten Spannungsformen ist es oftmals schwierig, das gesamte Spektrum der auftretenden elektrischen Spannungen zu erfassen, vorhandene Effekte zu beschreiben und die jeweils gültigen elektrischen Eigenschaften zu ermitteln. Überlagerte Spannungen werden als Mischspannungen bezeichnet und bestehen aus mindestens zwei elektrischen Spannungen. Die verschiedenen Spannungsformen (Gleichspannung, 50 Hz Wechselspannung und Mischspannung) haben einen nicht zu vernachlässigenden Effekt auf die u-i-Kennlinie, auf die elektrische Leitfähigkeit sowie auf die relative Permittivität des MO-Widerstandes. Um dabei die Wirkung einer Beanspruchung durch die verschiedenen Mischspannungsformen auf den MO-Widerstand quantifizieren zu können, ist die Kenntnis über das elektrische Verhalten, besonders das nichtlineare Leckstromverhalten und die auftretenden Verlustleistungen im MO-Widerstand im stationären Zustand von zentraler Bedeutung. Dazu wurde ein Messverfahren entwickelt mit dem es möglich ist, die MO-Widerstände hinsichtlich ihrer Eignung unter Mischspannungsbeanspruchung zu untersuchen. Der Fortschritt dieser Messungen und die daraus gesammelten Erkenntnisse mit einer Mischspannung (bestehend aus einer überlagerten 50 Hz Wechselspannung und einer positiven Gleichspannung) werden in diesem Beitrag dargestellt.