Wie sich hohe Spannungen messen lassen
FKH-Jahrestagung, 5. Dezember 2024, Olten
Die Themen Dekarbonisierung und Versorgungssicherheit haben eines gemeinsam: Ohne Hochspannungsleitungen lassen sie sich kaum erzielen. Als langlebige und kritische Infrastrukturen sind Übertragungsleitungen auf Prüfungen und Kontrollen angewiesen. Sowohl im Betrieb als auch bei der Prüfung von HS-Betriebsmitteln treten hohe Spannungen und Ströme auf, die sich nur indirekt messen lassen. Wie sich die physikalischen Grössen auf eine messbare Grössenordnung bringen lassen und welche Herausforderungen sich dabei ergeben, wurde an der Jahrestagung der Fachkommission für Hochspannungsfragen, FKH, am 5. Dezember 2024 in Olten diskutiert.
Nach der Eröffnung der Tagung durch den Geschäftsführer der FKH, Michael Walter, hielt der Tagungsleiter Andreas Küchler, emeritierter Professor der TU Würzburg-Schweinfurt, den Einstiegsvortrag zu den Prinzipien der Messung von hohen Spannungen und Strömen bei Wechselstrom, Gleichstrom und transienten Vorgängen. Er wies darauf hin, dass das grosse Übersetzungsverhältnis die Messgenauigkeit beeinträchtigt, dass die Isolationsanforderungen in Luft grosse räumliche Abmessungen der Messsysteme bedingen und dass parasitäre Eigenschaften das transiente bzw. höherfrequente Übertragungsverhalten der Messsysteme beeinflussen. All diesen Aspekten begegnete man dann in der einen oder anderen Form in den weiteren Vorträgen. Beispielsweise in der Präsentation von Ralf Pietsch von der Highvolt Prüftechnik Dresden GmbH, der Einblicke in die Prüfung von HVDC-Kabel bis 540 kV gab. Herausforderungen gibt es da einige. Beispielsweise müssen Prüfanlagen so dimensioniert sein, dass sie die Spannungen mehrmals aushalten können. Dies und die hohen Schlagweiten in Luft resultieren in grossen Abmessungen der Prüfanlagen und entsprechend grossen Prüfhallen. Und schliesslich muss eine solche Halle für Gleichspannung sehr sauber sein. Wenn lange DC-Kabelstrecken vor Ort geprüft werden, muss eine Lösung dafür gefunden werden, wie die in den Kabeln gespeicherte Energie schadlos entladen werden kann.
Dass bezüglich Standardisierung die Situation bei der Hochspannung gut ist, erläuterte Hans-Jürg Weber von der Schweizerischen Akkreditierungsstelle SAS. Er stellte die IEC-Standards für die Prüf- und Kalibrierverfahren vor. Sein Merksatz zur Messunsicherheit lautet: «Der wahre Wert einer Messgrösse kann nicht bestimmt werden, da jede Messung mit einer gewissen Unsicherheit behaftet ist. In der Praxis wird der wahrscheinlichste Wert eines Messergebnisses gesucht, also ein Näherungs- oder Schätzwert.»
Innovativ wurde es u.a. im Vortrag von Manfred Winkelnkemper, der die HVDC-Strommessung mit einem Nullflusswandler basierend auf dem Fluxgate-Prinzip vorstellte. Abgeschlossen wurde die vielseitige, auf hohem akademischen Niveau geführte Tagung durch Maik Koch, der erläuterte, wann eine genauere messtechnische Überwachung eine dynamischere und somit höhere Auslastung der Betriebsmittel ermöglichen kann.
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