fragen Flashcards

(55 cards)

1
Q

Wie ist eine Freileitung aufgebaut?

A

Erdungssystem, Fundament, darin Mastfüße, Mast, Traversen, Isolatoren, Leiter, ggf. Erdseil, Armaturen (Abspann, Verbinder, Abstandshalter etc.)

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2
Q

Wozu dient die Erdung?

A

Fehlerströme ableiten, Erdseil soll Blitze einfangen, und damit die Phasenseile vor
Einschlägen schützen

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3
Q

Welche Anforderungen an die Erdung?

A
  • Mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit (Anstrich 20-25 a)
  • Höchste Fehlerströme thermisch (&mechanisch) standhalten
  • Schäden an Eigentum und Ausrüstung/Gegenständen müssen vermieden werden
  • Personensicherheit muss gewährleistet sein (Berührungsspannung)
  • Zuverlässigkeit der Freileitung (Anlage muss Anforderungen über Jahrzehnte erfüllen)
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4
Q

Möglichkeiten zur Messung von Erdungsimpedanzen

A

Erdungsmessbrücke
Hochfrequenzstrommethode
Strom-Spannung-Methode

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5
Q

Prinzip des Blitzeinschlags

A
  • Blitz nähert sich an, es gibt eine Enddurchschlagstrecke

* Kommt der Blitzkopf einem geerdeten Objekt näher als hb -> Durchschlag

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6
Q

Schutzraumkonzept

A
  • Von allen geerdeten Punkten Abstand hb puffern, das sind die Orte von denen aus ein Durchschlag stattfinden kann.
  • Alle Punkte die weiter als hb von dieser Linie entfernt sind, sind geschützt.
  • Schutzraum maximal, wenn Erdseil auf hb
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7
Q

Wovon hängt hb ab?

A

Empirische Formel: hb etwa linear abhängig vom Scheitelwert des ersten Teilblitzes

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8
Q

Möglichkeiten zur Erhöhung der Übertragungsleistung

A
  • Erhöhung der Übertragungsspannung
  • Hochtemperaturleiter
  • Freileitungsmonitoring
  • Verringerung des Wellenwiderstands
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9
Q

Vor- und Nachteile der Erhöhung der Übertragungsspannung

A
• Vorteile
▪ Höhere Übertragungsleistung bei gleichbleibendem Leiterquerschnitt
▪ Ohm’sche Verluste minimieren
▪ Schnelle Lösung
▪ Erhöhte Netzstabilität
▪ 20% der Kosten für eine neue Leitung
• Nachteile
▪ Isolation muss erhöht werden
▪ Höherer Bodenabstand (ggf. höherer Mast)
▪ Korona Schallpegel erhöht
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10
Q

Was bietet denn die Hochfrequenzstrommethode für Vorteile gegenüber den anderen?

A

Normalerweise misst man die benachbarten Masten über das Erdseil mit (Parallelschaltung), d.h. man müsste es abnehmen (oder Korrekturfaktoren ansetzen). Durch hochfrequenten Strom wird aber die Impedanz der Leiterschleife über die anderen Masten mit wL so groß,
dass quasi kein Strom über die benachbarten Masten fließt, so misst man nur die Erdimpedanz des Mastes den man messen möchte (Ohne Erdseil abnehmen)

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11
Q

Wenn ich feststelle, dass der Erdübergangswiderstand zu hoch ist, was kann ich machen?

A

Stab- & Ringerder, Isolieren (zB Kunststoffplatten auslegen), Absperren, Potentialsteuerung

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12
Q

Was bringt es so Stäbe ins Erdreich einzubringen?

A

Querschnittserhöhung und daher höhere Leitfähigkeit bzw. Parallelschaltung dieser Erder zu dem eigentlichen Erdübergangswiderstand der Freileitung und somit insg. Widerstand kleiner

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13
Q

Was genau ist ein rückwärtiger Überschlag?

A

Blitzeinschlag in geerdete Teile kann zu Überschlägen auf betriebsmäßig spannungsführende Teile führen

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14
Q

Warum will man nicht dass das ins Leiterseil schlägt?

A

Spannungswelle kann Betriebsmittel schädigen

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15
Q

Wieso schlägt der dann überhaupt ins Erdseil?

A

Enddurchschlagsstrecke hb, dass der Blitzkopf dann sobald er nur noch hb vom Erdpotential entfernt ist entlang dieser Strecke dann auch durchschlägt

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16
Q

Standard-Leiterseil

A

Alu-Stahl
Alu zur Leitfähigkeit, Stahl übernimmt Zugkräfte, verdrillt zur Eigendämpfung von Schwingungen, immer abwechselnd recht/links verdrillt damit Leiter torsionsfrei, maximale Betriebtemperatur 80° C

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17
Q

Hochtemperaturleiter (TAL). Wie sind die aufgebaut?

A

Aluminium Zirkon Gemisch -> 150° C, als Kern trotzdem Stahl mit Aluminium aufgesintert zum Korrosionsschutz (Alu hat Oxidschichtbildung, die dann schützt), 60% mehr Strom

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18
Q

Hochtemperaturleiter mit geringem Durchhang. Was sind das hier für welche?

A

ACCC: Kohlefaser mit Glasfaserummantellung
ACCR: Alu Oxid Keramik

ebenfalls Alu-Zirkon eingesetzt wird, aber der Kern eben einen geringen Ausdehnungskoeffizienten hat

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19
Q

Was bringt mir der geringe Ausdehnungskoeffizient?

A

Geringerer Durchhang, Vorteilhaft zB wenn man mal über den Fluss muss und der Mastabstand entsprechend groß ist

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20
Q

Wie viel Strom kann man da mehr tragen?

A

100 %, aber Kostenfaktor 3-8

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21
Q

Wie kann denn ein Hersteller jetzt überhaupt so genau sagen wie viel Strom so ein Leiter tragen kann?

A

Randbeidngungen: die max. Temperatur (zB 80°) einsetzen kann und bei bestimmten Wetterbedingungen (konservativ:35°C, 0,6 m/s, 900 W/m^2) dann auf den Strom schließen kann

Stationärer Zustand: zugeführte Leistung(Joule’sche Wärmung) = abgeführte Leistung(Kühlung).

Stombelastbarkeit bechenerbar aus leitertyp und wettersituation.

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22
Q

Wieso setzt man da diese konservative Wetterbedingung an, also warum ist die überhaupt konservativ?

A

Man maximiert quasi die dem Leiter zugeführte Wärme (Strahlung) und die Kühlung ist sehr gering bei 35° und 0,6 m/s, sodass sozusagen der Strom, der dabei rauskommt ne konservative Abschätzung nach unten ist. Diese Bedingungen treten in DLand quasi nie auf oder nur seehr selten.

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23
Q

Wovon ist der Leiter abhängig?

A

Masse, Erdbeschleunigung, Mastabstand, horizontale Zugkraft

24
Q

Zustandsgleichung und beispiel

A

Zusammenhang von Durchhang, Masse, Temperatur, Zugkraft

zB wenn ich das Seil im Winter aufhänge und wissen will, wie sehr der Leiter im Sommer durchhängt (wichtig wegen Elektromagnetischer Verträglichkeit - EMV)

25
Wie kann man die Übertragungsleistung erhöhen?
Strom hoch, Spannung hoch, Wellenwiderstand runter
26
Worauf muss ich achten, wenn ich TAL / HTLS einsetze? | Nachteilen der geringe Ausdehnungskoeffizient
Alle stromführenden Komponenten müssen mit ausgelegt werden (Armaturen, Leistungsschalter, Traffo), Elektromagnetische Verträglichkeit (100 mikroTesla) führt vllt zu Masterhöhungen, Spannungsband wird ggf verletzt und man muss Kompensationseinrichtungen aufbauen, was wiederum zur Winkelinstabilität führen könnte, n-1 Sicherheit muss gewährleistet sein
27
Worauf muss ich beim Freileitungsmonitoring achten?
Fast das gleiche wie bei TAL/HTLS, aber Temperatur der stromführenden Armaturen spielt zB keine Rolle, weil man ja nur bei ausreichender Kühlung aller Komponenten den Strom erhöht.
28
Wenn ich jetzt die Spannung erhöhen will, worauf muss ich da achten?
Innere und äußere Abstände erhöhen (Leiter-Leiter, Leiter-Boden, Leiter-Mast [also Isolatoren länger]), bei 380 kV Korona beachten und somit 4er-Bündelleiter einsetzen, Traffo austauschen, ggf Leistungsschalter austauschen, EMV prüfen
29
Wie viel mehr Übertragungskapazität krieg ich von 220->380 kV?
380/220 * 2 (Faktor 2 wegen 2erBündel auf 4erBündel) , demnach ca. 3,5
30
wie ist so ein Isolator aufgebaut?
GFK Stab, Endarmaturen, Silikonschirme zur Kriechwegverlängerung
31
wozu der GFKStab für ein Isolator ist
zur Zugkraftübernahme
32
wesentliche Eigenschaften von dem Isolator?
Übernahme mech. Zugkräfte, Isolation von Betriebsspannung, langsam und schnell ansteigenden Überspannungen, Witterungsbeständigkeit (Hydrophobie)
33
Es gibt mehrere Prüfverfahren für Isolatoren, nennen Sie mal
Dyn. Tropfentest, Radtauchtest, Nebelkammerprüfverfahren, schiefe Ebene Test
34
Was macht man beim Radtauchtest?
Elektrolytbecken: eintauchen, abtropfen lassen, unter Spannung prüfen (Kriechstrom messen) und dann erholen lassen und wieder eintauchen, irgendwann geht Hydrophobie verloren und Kriechstrom wird zu groß, dann abbrechen) (Eintauchen, abtropfen, Spannung anlegen und Strom messen)
35
Was macht man beim schiefe Ebene test?
hier um die Alterungsspätphase geht, also nicht um den Hydrophobieverlust(Hydrophobieeigenschaften, der getestet wird, sondern um die Erosionsprozesse. Man spannt den Prüfling ein und benetzt ihn mit Wasser bis er anfängt zu erodieren, Abbruchkriterien sind 60mA für einige Sekunden oder wenn man die Ersoion schon sieht oder wenn er durchschlägt (Eintauchen, abtropfen, Spannung anlegen und Strom messen)
36
Jetzt gibt es auch Armaturen, an den Isolatoren sind so Ringe angebracht, wozu sind die da?
Lichtbogenschutzarmatur mit Einhorn, Gabelhorn; Zuführung so, dass Magnetfeld entsteht welches den Lichtbogen wegführt vom Isolator und den schützt, kann passieren bei rückwärtigem Überschlag
37
Es gibt auch noch Trag und Abspannarmaturen, was sind denn da Alterungsmechanismen von denen?
Kriechen, Korrosion, Fretting, Elektromigration, intermetallische Diffusion.
38
Welche Arten von Leiterseilen gibt es?
ACSR (Standard-Alu-Stahl-Leiter), TAl-Leiter (HT-Leiter), ACCR & ACCC (HTLS-Leiter)
39
Ableiter am Isolator, wozu sind die gut?
- Ableiter: stark nichtlinearer Widerstand, im Normalbetrieb kaum leitend (mA), bei Überspannungen wie ein Kurzschluss - Schutz des Isolators vor Überspannungen - Alternativ: Lichtbogenschutzarmatur (Gabelhornring-, Einhornschutzarmatur)
40
Was sind Koronaentladungen?
- Teilentladungen an der Leiteroberfläche - Lokal wird die Durchschlagsfestigkeit der Luft überschritten - Es entstehen Verluste und Geräusche (Grenzwerte beachten 35dBA) - Verluste ca. 0,7-1,5 kW pro Kilometer (1,5 bei 380kV, 0,7 niedrigere Spannungen)
41
Alterungsmechanismen von Armaturen
Korrosion, Fretting, interm. Diffusion, Elektromigration, Kriechen (ggf. Hintergrundwissen)
42
Diagramm erklären Durchhang ACCR vs ACSR
- Niedriger Durchhang bei gleicher Leistung - Niedrigere Steigung (Durchhang) ab Knickpunkt - Arbeitspunkte: • ACSR: 80°C, 1,1kA, 15m Durchhang • ACCR: 210°C, 2,3kA, 14,7m Durchhang
43
Wie funktioniert Freileitungsmonitoring
- Dynamische Berechnung der wetterbedingten Strombelastbarkeit - Messung von Wetterdaten, Modell zur Berechnung der Strombelastbarkeit - Einbindung in das Netzleitsystem, Leittechnik - Potential etwa 140% der Strombelastbarkeit
44
Diagramm erklären: FL Monitoring
- Links: Reale Belastung eines konkreten Leiters o Ohne FL Monitoring nur Auslastung bis ca. 60% - Blau gestrichelter Bereich: Redispatch Bereich (wird vorgehalten um Netzschwankungen auszugleichen, auch n-1 Sicherheit) - Rechts: Theoretische Strombelastbarkeit aus FL Monitoring (aus Zustandgleichung, therm Belastbarkeit der Leitung und historischen Wetterdaten ermittelt) - Blaue Linie: Tatsächliche Strombelastung einer witterungsabhängig betriebenen FL: o 100% werden sogar überschritten, da die Wetterbedingungen hier eine höhere Auslastung zulassen (trotzdem noch n-1 sicher und redispachfähig!)
45
Alterungsphasen eines Isolators
- Alterungsfrühphase o Hydrophobieverlust -> (elektrolytische) Fremdschichtablagerung o Hydrophobiewiederkehr -> Silikonöle aus den tieferen Schichten diffundieren an die Oberfläche o Hydrophietransfer -> Silikonöl diffundieren bis in die Fremdschicht, welche dadurch ebenfalls hydrophob wird - Alterungsspätphase o Bildung von Ableitströmen über Fremdschichten o Trockenzonen + Ausbildung von Vorlichtbögen / Teilentladung o Oberflächenentladung mit Entstehung leitfähiger Kanäle o Erosions- und Kriechspurvorgänge -> Komponentenausfall wegen Abtragung des Materials o Erosionsdurchschlag (nach grabender Erosion)
46
Welche Tests gibt es für die Alterungsphasen
- Alterungsfrühphase o Radtauchtest (4 Phasen) ▪ Große Messwertstreuung, Bildung Abtropfkante o Nebelkammerprüfverfahren (Nordseeluft) ▪ Zeitaufwand, Große Messwertstreuung o Dynamischer Tropfen Test (Wasser + schiefe Ebene) ▪ Einfache Prüflingsgeometrie, Gute Reproduzierbarkeit - Alterungsspätphase o Schiefe Ebene Test ▪ Test der Erosionsvorgänge ▪ Durchschlage werden provoziert, um Erosionsverhalten zu ermitteln
47
Wie läuft das Genehmigungsverfahren beim Bau einer Freileitung ab?
- Trassenvoruntersuchung - Raumordnungsverfahren - Planfeststellungsverfahren
48
Wie ist ein Leiterseil aufgebaut? | Vorteile dieser Materialien.
o Aluminiumleiter und Stahlkern o Alu relativ guter Leiter, leicht, sehr günstig. Stahl günstig, gute Zugkraft, geringe Ausdehnung
49
Wie groß ist der Erdungswiderstand? Was passiert, wenn er zu groß wird?
Rm < 10Ohm, | falls zu groß: zu hohe Berührspannungen, rückwärtige Überschläge
50
Vorteil der High-Frequency-Messung
Impedanz des Erdseil wird groß -> Messung eines Mastes allein
51
Was sind HT Leiter?
Höchste Betriebstemperatur
52
Was ist der Unterschied zwischen natürlicher und thermischer Leistung einer Leitung?
o P_nat: keine Blindleistung | o P_therm: maximal möglich
53
Was ist FLM? Was muss man tun, um FLM zu nutzen?
``` Dynamische Strombelastbarkeit o Alle Bauteile auf Strombelastbarkeit überprüfen o Netzstabilität überprüfen o EMV (Durchhang) o Messsysteme anbringen o FLM in Leitsystem einbauen ``` +50%
54
Was gibt es noch für Leiter? Vor- und Nachteile?
HT-Seilen: Alu-Zirkon-Legierung (TAl, ZTAl) - höhere thermische Belastbarkeit auf 150°C - höhere Strombelastbarkeit (1,5*standard), - höherer Durchhang - teuer (1,8*standard) ``` HTLS-Seilen: Kohlefaser-Glasfaser-Kern (ACCC) VORTEILE: -höhere Strombelastbarkeit wegen hoher Betriebsrwmperatur auf 210°C (2*standard)--masterhöhung nicht erforderlich -bei gleichen Strombelastungsprofil geringe Verluste durch größerer Al-Querschnitt NACHTEILE: -kaum Betriebserfahrung -elektrische Verlute bei hohe Auslastung -teuer (3-5-fach standard) ``` ``` Alu-Oxid-Keramik-Kern (ACCR) VORTEILE: -höhere Strombelastbarkeit wegen hoher Betriebsrwmperatur auf 210°C (2*standard)--masterhöhung nicht erforderlich NACHTEILE: -kaum Betriebserfahrung -elektrische Verlute bei hohe Auslastung -teuer (6-8-fach standard) ```
55
was für Isolatoren gibt es für Freileitung?
Kappenisolator, vollkernisolator, langstabisolator, kunststoffisolator(Silikonisolator)