Zustandsdiagnostik technischer Isolierstoffe (LEE-ZTI)2.5 ECTS
(englische Bezeichnung: technical insulation systems and their condition diagnosis)
(Prüfungsordnungsmodul: Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)

Lehrveranstaltungen:

• • Zustandsdiagnostik technischer Isolierstoffe
    (Vorlesung, 2 SWS, Christian Weindl, Di, 14:00 - 15:30, Hans-Georg-Waeber-Saal; Vorbesprechung: 26.4.2022, 14:00 - 15:30 Uhr)

Inhalt:

• Aufbau wichtiger Betriebsmittel elektrischer Energieversorgungsnetze, Struktur der Isoliersysteme, Feldprobleme
  

• Betriebsweise elektrischer Netze - Einflüsse der Liberalisierung und dezentraler, regenerativer Nutzung
  

• Physikalische Grundlagen von Alterungsprozessen: Thermische, (di)elektrische, mechanische Alterungsvorgänge
  

• Dielektrische Diagnoseverfahren: Primitivität, Polarisation, Polarisationsarten, Verlustwinkel, Verlustfaktor und Kapazität dielektrischer Werkstoffe
  

• Teilentladungsmessungen: Funktionsweise und Messprinzip, prinzipielle Klassifizierung, Grenzwerte und Interpretation, Verfahren zur Ortung und zum Online-Monitoring
  

• Gleichspannungsbasierte Diagnosemethoden & Verfahren zur ortsauflösenden Messung dielektrischer Eigenschaften
  

• Unterscheidung der Verluste und Abhängigkeiten dielektrischer Kenngrößen (f, T, U, Betriebsalter, etc.)
  

• Physikalische Kennwerte & Ersatzschaltbilder elektrischer Isolierstoffe
  

• Modelle zur Zustandsbeschreibung & Restlebensdauerevaluierung, Beschreibung von Alterungszustand & Restlebensdauer
  

• Verfahren zur Bestimmung des Alterungsverhaltens: Kriterien zur Zustandsbewertung, Statistik, Datenreduktion
  

• Zuverlässigkeit, Ausfallwahrscheinlichkeit , Ausfallverteilungen: Badewannenkurven, Normal- und Weibull-Verteilung
  

• Eigenschaften von Alterungsmodellen: Arrhenius-Modell, Inverse-Power-Law, Multifaktor-Alterungsmodelle
  

• Rechnungen zu Betriebsmittelbelastungen, Alterungsfaktoren und Ausfallwahrscheinlichkeiten

Lernziele und Kompetenzen:

• Kenntnisse zum Aufbau wichtiger Betriebsmittel und Isoliersysteme, Erkennen und Lösen von Feldproblemen

• Verstehen der Betriebsweise elektrischer Netze und der Einflüsse durch Liberalisierung und regenerative Nutzung

• Verstehen der physikalische Grundlagen von Alterungsprozessen bei unterschiedlichen Belastungen

• Kenntnisse zu dielektrischen Diagnoseverfahren, diagnostischen Größen und dielektrischen Werkstoffen

• Verstehen von Teilentladungsmessungen, Verfahren zur Ortung und zum Online-Monitoring & deren Interpretation

• Kenntnisse zu gleichspannungsbasierten Diagnoseme-thoden & zu ortsauflösenden dielektrischen Methoden

• Kenntnisse zu physikalischen Kennwerten und Ersatzschaltbildern elektrischer Isolierstoffe

• Einordnen von Modellen zur Zustandsbeschreibung & Restlebensdauerabschätzung

• Kennnisse zur Zuverlässigkeit, Ausfallwahrscheinlichkeit und Ausfallverteilungen

• Verstehen und Anwenden unterschiedlicher Alterungsmodelle: Arrhenius-Modell, Inverse-Power-Law, Multifaktor-Alterungsmodelle

Methodenkompetenz:
Nach der Veranstaltung können die Studierenden die Einflussgrößen der Netz- und Betriebsmittelbelastungen auf die Komponenten elektrischer Energiesysteme verstehen und einordnen. Sie haben ein Verständnis für die Auswirkungen von Belastungen auf Betrieb, Instandhaltung und das Asset-Management von Anlagen entwickelt und kennen Verfahren, um in diesen Bereichen durch diagnosetechnische Methoden wirtschaftliche, d.h. am Betriebsmittelzustand orientierte Maßnahmen und Strategien einzusetzen.

Literatur:

• E. Ivers-Tiffee and W. Münch, Werkstoffe der Elektrotechnik. Wiesbaden: Teubner-Verlag, 2007

• Wayne Nelson, Accellerated Testing - Statistical Models, Test Plants and Data Analysis. New-Jersey: John Wiles & Sons Inc., 1990
  

• Klaus Graebig, Formelsammlung zu den statistischen Methoden des Qualitätsmanagements, 3rd ed., DGQ - Deutsche Gesellschaft für Qualität e.V., Ed. Berlin: Beuth-Verlag, 2006
  

• Strömer, Mathematische Therie der Zuverlässigkeit - Einführung und Anwendung. München, Wien: Oldenburg Verlag, 1983
  

• W. Mosch and W. Hauschild, Statistical Techniques for HV Engineering. LondonGreat Britain, United Kingdom: Peter Peregrinus, 1992
  

• Power & Energy Society IEEE, "IEEE Guide for Field Testing and Evaluation of the Insulation of Shielded Power Cable Systems", IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engi-neers, Standard 400-2001 2001
  

• Andreas Küchler, Hochspannungstechnik. Berlin: Springer-Verlag, 2009
  

• G. Herold, Elektrische Energieversorgung I: Drehstromsysteme - Leistungen - Wirtschaftlichkeit., 3rd ed. Willburgstetten: J. Schlembach Fachverlag, 2011
  

• G. Herold, Elektrische Energieversorgung II: Parameter Elektrischer Stromkreise - Freileitungen und Kabel - Transformatoren, 2nd ed. Willburgstetten: J. Schlembach Fachverlag, 2008

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2019w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlfächer | Technische Wahlfächer (aus dem Angebot der Technischen Fakultät frei wählbar) | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Zustandsdiagnostik technischer Isolierstoffe (Prüfungsnummer: 53851)

(englischer Titel: technical insulation systems and their condition diagnosis)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Prüfungssprache: Deutsch oder Englisch

Erstablegung: SS 2022, 1. Wdh.: WS 2022/2023

1. Prüfer:

Christian Weindl