Lehrver­anstaltungs­handbuch HST

Hochspannungstechnik

PDF Lehrveranstaltungsverzeichnis English Version: HST

Version: 2 | Letzte Änderung: 15.09.2019 21:05 | Entwurf: 0 | Status: vom verantwortlichen Dozent freigegeben

Langname Hochspannungstechnik
Anerkennende LModule HST_BaET
Verantwortlich
Prof. Dr. Christof Humpert
Professor Fakultät IME
Gültig ab Wintersemester 2022/23
Niveau Bachelor
Semester im Jahr Wintersemester
Dauer Semester
Stunden im Selbststudium 60
ECTS 5
Dozenten
Prof. Dr. Christof Humpert
Professor Fakultät IME
Voraussetzungen Atommodell und Bändermodell
Impedanzen im Wechselstromkreis
Komplexe Wechselstromrechnung
Drehstromsystem
Elektrisches Wechselfeld
Dielektrische Materialeigenschaften
Unterrichtssprache deutsch
separate Abschlussprüfung Ja
Literatur
Küchler; Hochspannungstechnik (Springer)
Beyer, Boeck, Möller, Zaengle; Hochspannungstechnik (Springer)
Hasenpusch; Hochspannungstechnik - Einführung und Grundlagen (Franzis)
Hilgarth; Hochspannungstechnik (Teubner)
Kind, Feser; Hochspannungsversuchstechnik (Vieweg)
Abschlussprüfung
Details Klausur, in Einzelfällen auch mündliche Prüfung, mit folgenden Inhalten:
- Freitext-Antworten zur Abfrage notwendiger Kenntnisse (z.B. typische Durchschlagsspannungen von Isolieranordnungen oder Typen von Betriebsmitteln der Hochspannungstechnik)
- Freitext-Antworten und Zeichnen von Diagrammen zur Erklärung von Mechanismen der Entladungsentwicklung und der Löschung von Entladungen
- Textaufgaben zur Berechnung, Dimensionierung und Analyse von Isolieranordnungen
Mindeststandard 50 % der Fragen und Aufgaben richtig bearbeitet
Prüfungstyp Klausur

Lernziele
Zieltyp Beschreibung
Kenntnisse Hochspannungsnetz, Typen, Anforderungen, Funktion
Elektrische Beanspruchung durch Betriebs- und Überspannungen, Typen von Überspannungen
Isolierstoffe der Hochspannungstechnik
- Gasförmige Isolierstoffe: Entladungsentwicklung, Luft und SF6, Paschengesetz, Funken- und Lichtbogenentladung
- Feste Isolierstoffe: Entladungsentwicklung, geschichtete Anordnungen, Teilentladungen, Alterung, Entladungen entlang Isolierstoffoberflächen
- Flüssige Isolierstoffe: Entladungsentwicklung, Öl-Papier-Isolierung, Flüssigstickstoff
- Vakkumisolation: Entladungsentwicklung, Einfluss der Kontaktwerkstoffe
Betriebsmittel der Hochspannungstechnik
- Anforderungen an Betriebsmittel, insbesondere Schaltanlagen und Schaltgeräte
- Schaltanlagen: luftisolierte Schaltanlage, Freiluftschaltanlage, SF6-isolierte Schaltanlage
- Schaltgeräte: Prinzipien der Lichtbogenlöschung, SF6-Leistungsschalter, Vakuumleistungsschalter
- Sonstige Betriebsmittel: Kabel, Transformatoren
Fertigkeiten Entladungsvorgänge in Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern analysieren
- Abhängigkeit von Randbedingungen (Druck, Material, Schlagweite) erklären und anwenden
- Abhängigkeit vom Inhomogenitätsgrad begründen
- Einfluss der Spannungsform bestimmen
- Zünd- und Durchschlagspannungen berechnen
Isolieranordnungen dimensionieren und entwerfen
- homogene, schwach inhomogene und stark inhomogene Isolieranordnungen in Gasen
- Anordnungen von Feststoffen, quer und längst geschichtet
- Papier-Öl-Isolieranordnungen
Schaltanlagen und Schaltgeräte auswählen und dimensionieren
- Schaltprinzip in Abhängigkeit der geforderten Funktionen auswählen
- geeignetes Löschprinzip in Abhängigkeit von Spannungsform und –höhe auswählen
Aufwand Präsenzlehre
Typ Präsenzzeit (h/Wo.)
Vorlesung 2
Übungen (ganzer Kurs) 2
Übungen (geteilter Kurs) 0
Tutorium (freiwillig) 0
Besondere Voraussetzungen
keine
Begleitmaterial Elektronische Vortragsfolien zur Vorlesung
Detaillierte Übungsaufgabensammlung mit Lösungen
Elektronische Tutorials für Selbststudium, Fragenkatalog und Hilfsblätter zu Aufgaben
Softwaretool zur vereinfachten Berechnung von elektrischen Feldverteilungen
Separate Prüfung Nein

Lernziele
Zieltyp Beschreibung
Kenntnisse Sicherheit in der Hochspannungstechnik
- Einhaltung von Sicherheitsabständen
- Verhalten im Prüffeld
- Sicherheitseinrichtungen
Grundlagen der Erzeugung und Messung von hohen Spannungen
Entladungsentwicklung in verschiedenen Gasen in unterschiedlichen Elektrodenanordnungen
Fertigkeiten Hochspannungsprüfungen planen und sicher durchführen
- Versuchsaufbauten analysieren, modifizieren und verifizieren
- Sicherheitsregeln anwenden
Berechnungswerkzeug für elektrische Felder benutzen und die Richtigkeit der Ergebnisse beurteilen
Messung von hohen Spannungen durchführen
- verschiedene Messmethoden anwenden und vergleichen
- Übersetzungsverhältnisse der Messanordnung berechnen
Messung von Zünd- und Durchschlagspannungen durchführen
- Versuchsergebnisse aufnehmen und einschätzen
- Ergebnisse mit Entladungsmodellen erklären
- Abweichungen von der Theorie beurteilen und begründen
Komplexe Aufgaben im Team bewältigen
Ergebnisse schriftlich strukturiert zusammenfassen, auswerten und interpretieren
Aufwand Präsenzlehre
Typ Präsenzzeit (h/Wo.)
Praktikum 1
Tutorium (freiwillig) 0
Besondere Voraussetzungen
keine
Begleitmaterial Elektronische Tutorials und Aufgabensammlungen zum Praktikum
Softwaretool zur vereinfachten Berechnung von elektrischen Feldverteilungen
Separate Prüfung Ja
Separate Prüfung
Prüfungstyp Projektaufgabe im Team bearbeiten (z.B. im Praktikum)
Details Schritftlicher Eingangstest zur Kontrolle der Vorbereitung der Studierenden
Bewertung der vorbereitenden Unterlagen (Berechnungsergebnisse)
Bewertung der Diskussion mit den Studierenden und der Praktikumsdurchführung anhand eines struktierten Protokolls
Bewertung des im Team erstellten detaillierten Versuchsberichts
Mindeststandard 70 % des schriftlichen Tests richtig
80 % der vorbereiteten Berechnungsergebnisse richtig
80 % der Messergebnisse richtig
80 % der Auswertung korrekt durchgeführt
80 % der Diskussion sinnvoll

Impressum
Datenschutzhinweis
Haftungshinweis
Bei Fehlern, bitte Mitteilung an die
Webredaktion der Fakultät IME

© 2022 Technische Hochschule Köln