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Hochspannungsprüfung an Wicklungen unter Gas

Spezielle, sich aus der EN 60079-7 ergebende Anforderungen

 

Versuchsaufbau Stossspannungsversuch unter Gas

Statorwicklungsmodell unter explosionsfähiger Atmosphäre. Film startet bei Klick auf das Bild.

 

Diese Prüfungen sind erforderlich, wenn die folgenden Kriterien zutreffen:

  • Bei der Maschine handelt es sich um eine Hochspannungsmaschine (Bemessungsspannung > 1kV
  • Eine Zündrisikobewertung gemäß EN 60079 Tabelle G.1 ergab einen Zündrisiko-Faktor > 6. 

Die Hochspannungsprüfung setzt sich aus einer Wechselspannungsprüfung und einer Stoßspannungsprüfung zusammen. Die Wicklungen werden dabei einzeln geprüft, wobei die nicht benutzten Stränge und das Statorblechpaket geerdet werden. Der Prüfling befindet sich dabei in einem explosionsfähigen Gemisch. Für die Explosionsgruppe IIC wird dabei Wasserstoff, für IIB Ethylen und für IIA Propan verwendet. Die Mindestzündenergien steigen von der Explosionsgruppe IIC zu IIA an.
Die Prüfung gilt als bestanden, wenn bei der Wechselspannungsprüfung und der Stoßspannungsprüfung bei der Prüfung von zwei Wicklungssträngen keine Zündung auftritt.


Prüfungen:

Wechselspannungsprüfung

Schaltbild WechselspannungsprüfungNeben der Stoßspannungsprüfung ist gemäß EN 60079-7 Absatz 6.2.3.1.3 eine Prüfung mit sinusförmger Wechselspannung durchzuführen. Der Effektivwert der Prüfwechselspannung muss mindestens dem 1,5-fachen Wert der Motorbemessungsspannung entsprechen. Es müssen mindestens 2 Wicklungsstränge geprüft werden, und die Prüfspannung muss für mindestens 3 min anliegen. Es darf keine Zündung auftreten.

 

Stoßspannungsprüfung

Schaltbild Stoßspannungsprüfung

Bild Stossverlauf
Bei der Stoßspannungsprüfung befindet sich das Prüfmuster (komplettes Statorgehäuse oder Wicklungsmodell) innerhalb des explosionsfähigen Gasgemisches und wird gemäß EN 60079 Abschnitt 6.2.3.1.4 mit Stoßspannung beaufschlagt. Hierbei werden nacheinander jeweils beide Wicklungsenden eines Stranges mit dem Stoßgenerator verbunden, während das Gehäuse und die anderen Wicklungsstränge geerdet sind. Die Amplitude der Stoßspannung muss dabei mindestens dem dreifachen Scheitelwert der Bemessungs-Phasenspannung der Maschine entsprechen. Die Spannungsanstiegszeit muss dabei im Bereich von 0,2 µs bis 0,5 µs liegen, und die Rückenhalbwertszeit der Stoßspannung muss mindestens 20 µs betragen.
Mindestens zwei der Wicklungsstränge werden dann nacheinander mit jeweils 10 Stößen beaufschlagt, wobei es zu keiner Zündung kommen darf. Die folgenden Prüfgase kommen zur Anwendung:
Betriebsmittelgruppe Prüfgemisch in Luft
IIC Wasserstoff
IIB Ethylen
IIA Propan

 

Anlaufprüfung unter Gas

                                                                                                                                        Ergibt die Zündrisikobewertung gemäß EN 60079-7 für den Rotor einen Wert größer als 6, so ist eine Anlaufprüfung unter explosionsfähiger Atmosphäre gemäß der geforderten Betriebsmittelgruppe gemäß Absatz 6.2.3.2 durchzuführen.
Die Prüfung kann gemäß EN 60079-7 zum einen derart durchgeführt werden, dass die festgebremste Maschine 10 mal nacheinander mit Bemessungsspannung eingeschaltet wird, zum anderen, dass 10 Hochlaufvorgänge durchgeführt werden. Bei den Prüfungen darf die Spannung an den Maschinenklemmen nicht unter 90 % des Bemessungswertes absinken.
Vor der eigentlichen Prüfung muss der Rotor künstlich gealtert werden. Die Alterung umfasst mindestens 5 Einschaltungen bei blockiertem Rotor, wobei die Rotortemperatur zwischen der höchsten Auslegungstemperatur und maximal 70 °C pendeln muss.