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Zustandsdiagnostik technischer Isolierstoffe (LEE-ZTI)2.5 ECTS (englische Bezeichnung: technical insulation systems and their condition diagnosis)
(Prüfungsordnungsmodul: Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
Modulverantwortliche/r: Christian Weindl, Thomas Eberle Lehrende:
Christian Weindl
Startsemester: |
SS 2022 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
30 Std. | Eigenstudium: |
45 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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:
Schlüsselwörter: LEE ZTI Hochspannungstechnik Leistungselektronik Isolation Isoliersysteme Hochspannung Mittelspannung Teilentladung
www: https://www.studon.fau.de/studon/ilias.php?ref_id=2404430&cmd=frameset&cmdClass=ilrepositorygui&cmdNode=yg&baseClass=ilRepositoryGUI
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
- 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)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Mechatronik (Master of Science)", "Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)", "Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)" verwendbar. Details
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 |
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