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Zündfähigkeit von Teilentladungen an Hochspannungswicklungen

Stossspannungsversuch unter Gas an einem Hochspannungsstator gem. EN 60079-7
Stossspannungsversuch unter Gas an einem Hochspannungsstator gem. EN 60079-7

Für explosisionsgeschützte elektrische Betriebsmittel in der Zündschutzart Erhöhte Sicherheit “e” müssen Zündquellen auch im Inneren des Gerätes vermieden werden. Eine potentielle Zündquelle ist die elektrische Entladung. Hochspannungsmaschinen können bis zu einer Bemessungsspannung von 11 kV ausgelegt werden. Die Norm EN 60079-7 fordert zur Beurteilung von elektrischen Maschinen > 1kV die Prüfung der Ständerwicklung im zündfähigen Gas/Luftgemisch.

Mit elektrischen Entladungen muss gerechnet werden, wenn die kritische Feldstärke überschritten wird. In inhomogenen Feldern treten erste Teilentladungen bei geringer Spannung auf, so dass eine Hochspannungsmaschine bei Bemessungsspannung Teilentladungen erzeugt.

Die Bestimmung der Ladungsmenge einzelner Entladungen bei der Prüfung der Ständerwicklung ermöglicht eine messtechnische Aussage im Gegensatz zu einer einfachen Ja/Nein-Aussage hinsichtlich einer möglichen Zündung.

Die Elektrostatik definiert sicherheitstechnische Grenzwerte für die übertragene Ladung von z.B. 10 nC für die Gruppe IIC (Wasserstoff/Luft). Da die Entladungsformen der Elektrostatik und bei der Ständerwicklung prinzipiell vergleichbar sind, ist ein messtechnischer Ansatz auch für die Untersuchung der Ständerwicklung sinnvoll.

Zur Prüfung der Hochspannungswicklung im Gas/Luftgemisch muss der Prüfling mit einer Folie abgedichtet werden. Das explosionsfähige Prüfgemisch für die Gruppe IIC beträgt (21+/- 5)% Wasserstoff in Luft. Als Prüfspannungen
sind zwischen den Phasen sowie zwischen Phase und Erde eine sinusförmige Wechselspannung vom 1,5-fachen Effektivwert der Bemessungsspannung für die Dauer von 3 min sowie 10 Spannungsstößen (0,2...0,5/>20)µs der dreifachen Phasenspannung vorgesehen.   mehr...