Abschlussbericht_PowerTower - Projektlabor - TU Berlin

9.4 Gruppe 4: Master und Energie
9.4.1 Spannungsaufbereitung
Überspannungsschutz Ein Überspannungsschutz in einer Steckdose soll primär
die angeschlossenen Geräte, in unserem Fall aber auch die teilweise recht
komplexen Schaltungen innerhalb unserer Steckdose vor Überspannungen
schützen. In unserem Fall haben wir uns für einen Mittel-Schutz entschieden,
welcher durch Varistoren ausreichend gewährleistet ist. Darüber hinaus
werden Blitzstöße durch den Netzfilter wegen ihrer hohen Frequenzanteile
abgeschirmt.
Netzfilter Der Netzfilter soll dafür sorgen, dass die Verbraucher an der
Steckdose eine möglichst sinusförmige Spannung mit einer Frequenz von
50Hz geliefert bekommen.
Verschiedene Konzepte Bei der Recherche nach einer geeigneten Schaltung
für unseren Netzfilter wurden wir recht schnell fündig. Wir entschieden
uns für einen Tiefpass zweiter Ordnung, welcher sich als tauglich erwies
und somit musste auch nichts geändert werden. Beim Überspannungsschutz
lagen uns zunächst verschiedene Varianten vor. Wir diskutierten
das Für und Wider eines Grobschutztes durch Endladungsstrecken, eines
Mittelschutztes durch Varistoren, aber auch eines Feinschutzes mit Hilfe
von Supressordioden. Letztendlich haben wir uns für den Mittelschutz
entschieden. Ein Grobschutz ist nicht von Nöten, da dieser für gewöhnlich
durch eine entsprechende Installation im Hausanschlusskasten vorhanden
ist. Auch ein Feinschutz macht keinen wirklichen Sinn, da dieser eigentlich
für die Stabilisierung von kleineren Spannungen vorgesehen ist. Des Weiteren
haben wir nach ausgiebigen Tests festgestellt, dass unsere Schutzschaltung
Spannungen bis 5kV problemlos bewältigen kann und somit
als vollkommen ausreichend arbeitet. Darüber hinaus haben die Testergebnisse
gezeigt, dass der Schutz bis mindestens 10kV wohl gewährleistet
ist. Dies konnte jedoch nicht messtechnisch ermittelt werden, da die dafür
notwendigen Gerätschaften nicht zur Verfügung standen.
Endgültige Schaltung Eine wirkliche Berechnung zur Dimensionierung war
bei unserer Schaltung nicht von Nöten, da wir eine handelsübliche Standartschaltung
verwendet haben. Nach diversen Tests, die wir mit der
Standartdimensionierung durchgeführt haben, stellte sich heraus, dass
der Netzfilter ohne Probleme funktioniert. Auch der Überspannungsschutz
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