Energietechnisches Praktikum I Versuch 10

1.1 Einleitung
Wechselspannungsmessung:
Zur Wechselspannungsmessung stehen im Labor eine Reihe von Methoden zur Verfügung,
zum Beispiel:
- Elektrostatische Spannungsmesser
- Spannungsteiler
- Kugelfunkenstrecken
Diese Messmethoden werden in diesem Versuch genauer betrachtet.
Elektrostatische Spannungsmesser beruhen auf einer Kraft- bzw. Längenmessung, da die
Ausübung mechanischer Kräfte der spannungsführenden Elektroden hier für die Messung
wesentlich ist. Gemessen wird dabei der Effektivwert der Spannung. Im Versuch wird
dieser Wert einer unbekannten Wechselspannung mit Hilfe eines elektrostatischen
Spannungsmessers ermittelt.
Spannungsteiler stellen eine der zur messenden Hochspannung proportionale
Niederspannung bereit, die mittels verschiedener Geräte gemessen werden kann. Im
Versuch werden kapazitive Spannungsteiler mit unterschiedlichen Teilerverhältnissen
betrachtet. Es erfolgt eine Messung des Scheitelwerts mit Hilfe einer Einwegschaltung
nach Davis bzw. eine Spannungsmessung mit Hilfe eines angeschlossenen Oszilloskops.
Die Messung mit einer Kugelfunkenstrecke beruht auf der relativ genauen
Reproduzierbarkeit des Durchschlags schwach inhomogener Anordnungen in Luft. Die
Durchschlagwechselspannung ist im wesentlichen abhängig vom Kugeldurchmesser, von
der Schlagweite, von der Art, Dichte und Temperatur des Gases in der Funkenstrecke und
von der Oberflächenbeschaffenheit der Elektroden. Im Versuch soll eine normgerechte
Wechselspannungsmessung mit Hilfe einer Kugelfunkenstrecke durchgeführt werden und
der Einfluss einiger der genannten Parameter genauer betrachtet werden. Dabei sollen auch
Methoden der Fehlerabschätzung zum Einsatz kommen.
Durchschlagsuntersuchungen:
In der Hochspannungstechnik werden zur Isolation häufig Gase verwendet. ImGegensatz
zu festen und flüssigen Isolatoren haben sie unter anderem folgende spezielle
Eigenschaften:
- Nach einem Durchschlag in einer Gasentladungsstrecke regenerieren sich Gase.
Dabei kann durch die Rekombination von Ladungsträgern zu elektrisch neutralen
Molekülen wieder die gleiche elektrische Festigkeit wie vor dem Durchschlag
erreicht werden.
- Gase sind preiswert und speziell im Fall von Luft praktisch in unbegrenzter Menge
vorhanden.
- Temperatur und Druck haben einen großen Einfluss auf die Isolierfähigkeit von
Gasen.
Im Versuch wird der Einfluss des Gasdrucks und der Gasart auf die Durchschlagsfestigkeit
untersucht. Zudem wird der Einfluss einer Störelektrode genauer betrachtet.