Labor für Hochspannungstechnik

Das Labor für Hochspannungstechnik

Im Labor für Hochspannungstechnik werden die Labore im Bachelor- und Masterstudiengang angeboten. Inhaltlich werden von den Studenten im Bachelorstudiengang Sicherheitsmaßnahmen für das Arbeiten in Hochspannungsanlagen, Untersuchung der Durchschlagsfestigkeit an gasförmigen und festen Isolierstoffen bei Wechsel-, Gleich- und Stoßspannungen, Verlustfaktormessung, Teilentladungsmessung und -ortung, Untersuchung der Störfestigkeit an elektronischen Bauelementen und Baugruppen (EMV) behandelt und durchgeführt. Im Masterstudiengang liegt der Fokus auf den Diagnoseverfahren in der Hochspannungstechnik. Inhaltlich werden Modelle der Technischen Diagnostik - Komponenten von Diagnosesystemen - Teilentladungsdiagnostik - Dielektrische Diagnostik - Diagnostik an Werkstoffen - Kabeldiagnostik - Kondensatordiagnostik - Transformatordiagnostik - Diagnostik an rotierenden elektrischen Maschinen - Diagnostik an Schaltanlagen behandelt. Des Weiteren werden Abschlussarbeiten sowie Forschungs- und Entwicklungsprojekte unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing C. Staubach durchgeführt.

Räumlichkeiten

Lehrversuch Durchschlagfestigkeit in Gasen (Luft) bei Wechselspannungsbeanspruchungen
Wechselspannungsprüfung mit 50 Hz bis 100 kV

Lehrversuch Stoßspannungsgenerator
Blitzstoßprüfung (Marxgenerator) bis 280 kV
Gleichspannungsprüfung (Greinacher Kaskade) bis 200 kV

Stoßspannungsprüfung bis 800 kV, Wechselspannungsprüfung mit 50 Hz bis 300 kV

Lehrversuch Messung der dielektrischen Verluste fester Isolierstoffe
Wechselspannungsprüfung mit 50 Hz bis 30 kV

Lehrversuch Teilentladungsmessung
Wechselspannungsprüfung mit 50 Hz bis 100 kV

Lehrversuch Simulation von leitungsgebundenen Störungen
EMV-Prüfungen mit Burst und SURGE-Generator, ESD-Test, Netzstörsimulation

Laborausstattung

Hochspannungsprüftransformatoren mit 10 kV, 30 kV, 100 kV und 300 kV maximaler Prüfspannung.
Greinacher Kaskade für Gleichspannungen bis 200 kV.
Marx-Generator für Stoßspannungen bis 800 kV / 40 kJ.
VLF (Very Low Frequency) für Frequenzen von 0,01 Hz bis 0,1 Hz und Spannungen bis 34 kV
Rechteckgenerator für Frequenzen bis 10 kHz und Spannungen bis 10 kV Peak to Peak
Rechteckgenerator für Frequenzen bis 30 kHz und Spannungen bis 3,4 kV Peak to Peak
Prüfsystem PSURGE4.1 zur Simulation von Störimpulsen von indirekten Blitzeinwirkungen

Teilentladungsmessung leitungsgebunden: Messsystem Omicron MPD540
Teilentladungsdetektion optisch: CoronaFinder, Kamera zur Visualisierung von UV-Strahlung
Teilentladungsdetektion akustisch: Sonaphone RD Richtmikrofon, Ultraschall
Dielektrische Verlustmessung: Messsystem mtronix MI540
Optisches E-Feld Messystem
Thermovisionskamera
Isolationsmesssystem
Spektrumanalysator
Oszilloskope
Hochspannungstastköpfe
Strommesszangen

Die Prüfungen im Labor für Hochspannungstechnik finden unter Berücksichtigung der gültigen Normen und Richtlinien statt.

Forschung und Entwicklung

Staubach, C.; Hildinger, T.: Qualificação de um sistema de isolação em alta-tensão donforme IEC 60034-18-42 para um hidro-gerador hidráulico operando com conversor de frequência. CIGRE CE-A1 X ENAM. Florianópolis, Brasilien. 2023.

Staubach, C.; Hildinger, T.: Qualification of a hv-insulation system acc. IEC 60034-18-42 for a hydro generator operating with inverter technology. International Electrical Insulation Conference (INSUCON). Bimingham, UK. 2023.

Oettl, F.; Engelen, C.; Staubach, C.: Localization of partial discharge events in HV-windings of rotating machines. International Electrical Insulation Conference (INSUCON). Bimingham, UK. 2023.

Staubach, C.; Sahan, B.; Litinsky, A.: Some experience of voltage endurance testing of twisted pairs acc. to IEC 60851 under sinusoidal and inverter stresses. International Electrical Insulation Conference (INSUCON). Bimingham, UK. 2023.

Staubach, C.: Fehlerortung mittels Teilentladungsmessung bei räumlich ausgedehnten Isolieranordnungen am Beispiel von rotierenden Maschinen. OMICRON Diagnosewoche. Lindau, Deutschland. 2023.

Oettl, F.; Engelen, C.; Staubach, C.: Localization of partial discharge events in HV-windings of rotating machines. International Conference on Diagnostics in Electrical Engineering (Diagnostika). Pilzen, Tschechien. 2022.

Staubach, C.: Diagnostics to assess thermo-mechanical aging of the generator insulation exposed to volatile operation. International Conference on Diagnostics in Electrical Engineering (Diagnostika). Pilzen, Tschechien. 2022.

Staubach, C.; Meissner, S.: Potential and limitation of dielectric response analysis for mechanically aged VPI insulation. International Conference on Diagnostics in Electrical Engineering (Diagnostika). Pilzen, Tschechien. 2022.

Staubach, C.; Oettl, F.; Engelen, C.: Localization of partial discharge events in HV-windings of rotating machines. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 2022.

Fischer-Baeumer, R., Göhrmann, K.; Domes, K.; Sahan, B.; Staubach, C.: Application of a HV bipolar square-wave generator for qualification and assessment of energy equipment. European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'22 ECCE Europe). Hannover, Deutschland. 2022.

Staubach, C.; Oettl, F.; Engelen, C.: PD-localization in spatial distributed HV-windings. IEEE Electrical Insulation Conference (EIC). Knoxville, TN USA. 2022.

Staubach, C.: Engineering with nonlinear dielectrics for high voltage applications. International Conference on Plastics in Electrical & Electronic Equipment. Köln, Deutschland. 2021.

Staubach, C.; Plagg, M.; Ofner, G.: Möglichkeiten und Grenzen der Zustandsbewertung eines Motoren-Isoliersystems bei beschleunigten Alterungsversuchen im Labor. OMICRON Diagnosewoche. online. 2021.

Staubach, C.: Auffällige Diagnosemessungen während der ersten Betriebsjahre eines 10,5 kV Turbogenerators: Erfahrungen eines Energieversorgungsunternehmen. 16. Essener Tagung - Technik, Instandhaltung, Schäden - Generatoren in konventionellen Kraftwerken, Windparks und Wasserkraftwerken. online. 2021.

Hildinger, T.; Staubach, C.: Innovative Technologie eines drehzahlvariablen Pumpspeicherkraftwerks unter Berücksichtigung des hochspannungstechnischen Isoliersystems. 15. Essener Tagung - Technik, Instandhaltung, Schäden - Generatoren in konventionellen Kraftwerken, Windparks und Wasserkraftwerken. Essen, Deutschland. 2020.

Staubach, C.; Plagg, M.; Ofner, G.: Condition assessment of an artificially aged motor insulation system by means of various diagnostic measures. VDE Fachtagung Hochspannungstechnik 2020. online. 2020.

Staubach, C.; Hildinger, T.: Stress grading system evaluation for a converter feed hydro generator winding. IEEE Electrical Insulation Conference (EIC). online. 2020.

Staubach, C.; Staubach, A.: Überblick über die Cigré WG D1.56 „Field grading in electrical insulation systems“ unter besonderer Berücksichtigung des Transformators. TLM 2019 – Transformer Life Management Tagung. Wernigerode, Deutschland. 2019.

Staubach, C.: Nichtlineare Feldsteuerungssysteme in Kabelanlagen. Kabelseminar. Hannover, Deutschland. 2019.

Cimino, A.; Jenau, F.; Staubach, C.: Finite-Element-Model of Mechanical Stress acting on the Electrical Insulation System used in Rotating Machines. 54th International Universities Power Engineering Conference (UPEC). Bukarest, Rumänien. 2019.

Cimino, A.; Staubach, C.; Jenau, F.: Causes of Cyclic Mechanical Aging and Its Detection in Stator Winding Insulation Systems. IEEE Electrical Insulation Magazine, Volume: 35, Issue: 3. 2019.

Staubach, C.; Meissner, S.; Cimino, A.: Dielectric response analysis as tool to assess the mechanical deterioration of VPI insulation. IEEE Electrical Insulation Conference (EIC). Calgary, AB, Canada. 2019.

Staubach, C.: Diagnostics to Assess Thermo-Mechanical Aging of the Generator Insulation Exposed to Volatile Operation. OMICRON Diagnosewoche. Bregenz, Österreich. 2019.

Staubach, C.: Impact of Flexible Load Operation and Grid Codes on Turbine Generators Insulation System. 14. Essener Tagung - Technik, Instandhaltung, Schäden - Generatoren in konventionellen Kraftwerken, Windparks und Wasserkraftwerken. Essen, Deutschland. 2019.

Cimino, A.; Staubach, C.; Jenau, F.: Analysis of Accelerated Multi-Factor Aging Tests on the Winding Insulation System of Generator Stator Bars Used in Large Rotating Machines. IEEE Electrical Insulation Conference (EIC). San Antonio, TX, USA. 2018.

Cimino, A.; Jenau, F.; Staubach, C.: Evaluation of multi-factor ageing mechanisms in electrical insulation systems. IEEE 2nd International Conference on Dielectrics (ICD). Budapest, Ungarn. 2018.

Staubach, C.: Electrical Failure Mode Assessment of the Insulation System in the Generator End-Winding Region. 13. Essener Tagung - Technik, Instandhaltung, Schäden - Generatoren in konventionellen Kraftwerken, Windparks und Wasserkraftwerken. Essen, Deutschland. 2018.

Cimino, A.; Jenau, F.; Staubach, C.; Mashkin, A.; Pohlmann, F.: Analysis of fault detection in the electrical insulation system of rotating machines. International Conference on Diagnostics in Electrical Engineering (Diagnostika). Pilzen, Tschechien. 2018.

Staubach, C.; Hildinger, T.: Advanced Techniques for Electrical and Thermal Analysis of the Stress Grading System using the Example of a 20 kV Large Hydro Generator. CIGRE Science & Engineering, Volume No. 12. October 2018.

Staubach, C.; Hildinger, T.; Staubach, A.: Comprehensive electrical and thermal analysis of the stress grading system of a large hydro generator. IEEE Electrical Insulation Magazine, Volume: 34, Issue: 1. 2018.

Müller, S.: Lokalisation von Teilentladungen in Trockentransformatoren mittels Laufzeitmessung. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2022.

Netttelmann, J.: Optimierung eines Multilevel-Umrichters zur Isolationsprüfung von Motorwicklungen. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2022.

Forcic, D.: DRSSTC Dual Resonant Solid State Tesla Coil. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2022.

Klose, T.: Untersuchung des Einsatzes von faseroptischen Kabeltemperaturmonitoringsystemen zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Bestandskabelanlagen. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2022.

Föhse, M.: Untersuchung zur Vergleichbarkeit von Verlustfaktormessungen bei Netzfrequenz und VLF an Betriebsmitteln der Energieversorgung. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2022.

Niedenzu, L.: Wie kann der Gleichzeitigkeitsfaktor bei steigendem Ausbau der Ladeinfrastruktur genutzt und für die Anlagendimensionierung optimiert werden?. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2022.

Nurmultazam, S.A.: Bestimmung des frequenzabhängigen Verlustfaktors von Isolierstoffen. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2022.

Fischer-Baeumer, R.; Göhrmann, K.: Kaskadierbarer Pulsgenerator zur Beaufschlagung von Wicklungsisolationen mit steilen Spannungsflanken zur Lebensdauerprüfung. Masterarbeit. Hochschule Hannover. 2022.

Baumgarten, J.: Genehmigungsschritte zum witterungsgeführten Freileitungsbetrieb auf Hochspannungsleitungen und Einfluss auf metallische Fremdleitungen. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2021.

Osyguß, P.: Entwicklung eines Algorithmus zur Lokalisierung von TE-Quellen in der Statorwicklung einer rotierenden Maschine. Masterarbeit. Hochschule Hannover. 2021.

Scherf, M.: Teilentladungslokalisierung in Hochspannungswicklungen von Trockentransformatoren. Masterarbeit. Hochschule Hannover. 2021.

Sow, A. D.: Analyse von Luft- und Kriechstrecken bei Läufern von rotierenden Maschinen im Hochspannungsbereich. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2021.

Al-Mooseli, M.: Lithium-Ion Cells under Mechanical Pressure. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2021.

Ocker, B.: Nachbildung und Messung verschiedener Teilentladungsmechanismen. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2021.

Binti Ruslan, N. F.: The Cause of Thermal Aging in Dry-Type Transformer and ist Loss of Lifetime. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2021.

Bachmann, P.: Analyse des Alterungsprozesses von Faser und Mantel des Lichtwellenleiters. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2021.

Mertens, K.: Möglichkeit der Einbindung eines Elektrolyseurs am Beispiel der Meyer Werft. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2021.

Miled, I.: Konzipierung vom Tesla-Transformator. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2021.

Meiners, P.: Inbetriebnahme eines Messstandes zur direkten Feldstärkemessung von Hochspannungsfeldern mit Hilfe eines Miniaturfeldsensor auf Grundlage des Pockels-Effekts. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2020.

Wagner, F.: Experimentelle Untersuchung der Spannungsverteilung in Wicklungen von Motoren bei Betrieb am Umrichter. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2020.

Bui, V. K.: Die Anwendung von Smart Data im Bereich Energiewirtschaft: Wie verbessern sich das Lastmanagement und die Energieeffizienz mithilfe von Smart Data?. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2020.

Fosso, M. W.: Notstrom-Netzkonzeptstudie - Erstellung eines Notstromkonzeptes. Masterarbeit. Hochschule Hannover. 2020.

Brach, M.: Erarbeitung eines Konzeptes zur Ermittlung von dynamischen Netzdaten zur Unterstützung einer intelligenten Ladesteuerung für Elektromobilität. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2020.

Temkeng, W. F.: Aufbau und Inbetriebnahme eines optischen Miniaturfeldsensors auf Grundlage des Pockels-Effekts. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2019.

Meissner, S.: Untersuchung des mechanischen Alterungsverhaltens der Feststoffisolierung von Generatorstäben anhand der frequenzabhängigen Verlustfaktormessung. Masterarbeit. Hochschule Hannover. 2019.

Kheder, A.: Untersuchung von Störeinflüssen auf die Feststoffisolierung von Generatorstäben. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2019.

Al Rifai, A. F.: Analyse der thermischen und elektrischen Belastung des Glimmschutzsystems rotierender Maschinen im Umrichterbetrieb. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2018.

Höpfner, T.: Messtechnische und rechnerische Ermittlung von Induktionsspannungen in Schaltanlagen und auf Stromkreisen (Freileitungen) im Höchstspannungsnetz der TenneT. Bachelorarbeit. Hochschule Hannover. 2018.

Forschungspartner

Demonstrationsversuche

Unsere Hochspannungsshow findet mit dem Titel Phänomene der Hochspannungstechnik zu gegebenen Anlässen der Hochschule oder auch auf Anfrage von Schulklassen und Firmen statt. Es werden Blitzeinschläge mit 800.000 Volt, Lichtenbergfiguren, ein Ionenantrieb, die Gefahr von Regen für Hochspannungsanlagen, verschiedene Entladungsformen und ein musizierender Teslagenerator gezeigt. Einen ersten Eindruck vermitteln die Bilder und Videos in der Galerie: