Optimierung und Inbetriebnahme eines Versuchsstands zur Messung der Gleichstrom-Leitfähigkeit
Optimization and commissioning of a test system for measuring direct current conductivity
Bachelorarbeit
Hintergrund und Motivation
Aufgrund des steigenden Bedarfs an langen nationalen und internationalen Energieübertragungsstrecken sind viele Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Projekte (HGÜ) mit erdverlegten Kabeln geplant bzw. befinden sich bereits in der Bauphase. Die Zuverlässigkeit dieser Energiekabelanlagen ist fundamental für den Erfolg der Energieübertragung und die Netzstabilität. Für Landkabelstrecken ist fertigungsbedingt eine hohe Anzahl von Kabelmuffen erforderlich. Aus HVAC-Anwendungen ist bekannt, dass Muffen anfällig für Fehler sind. Es wird davon ausgegangen, dass Kabelmuffen auch bei HGÜ-Kabelsystemen eine Schwachstelle darstellen. Dies insbesondere, da die Entwicklungserfahrungen im Gleichstrombereich geringer sind im Vergleich zum Wechselstrombereich.
Neben einem guten Design hängt der Entwicklungserfolg von robusten HGÜ-Kabelgarnituren stark von zuverlässigen Isoliermaterialien ab. Hierbei ist die elektrische Charakterisierung der Materialien ein entscheidender Schritt. Eine wesentliche Eigenschaft von Isoliermaterialien ist deren elektrische Leitfähigkeit. Sie bestimmt die elektrische Feldverteilung im DC-Feld. Die Leitfähigkeit kann jedoch stark schwanken, je nach herrschender Temperatur, Feldstärke oder Frequenz.
Aufgabenstellung
Aufbau eines PEA-Messsystems für Hochspannungskabel (mit variierender Isolationsdicke):
- Literaturrecherche und Einarbeitung
Elektrische Leitfähigkeit und Leitfähigkeitsmodelle, Messprinzip, existierendes Messsystem - Optimierung des Messsystems
Identifizierung von Optimierungsmöglichkeiten und Umsetzung dieser, Signalverarbeitung pA-Meter, Benutzeroberfläche, Prüflingsparameter - Inbetriebnahme und Designverifikation
Durchführung und Auswertung erster Messungen
Voraussetzungen
- Interesse und Spaß an Kombination von Simulation und Messungen
- Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise
- Fähigkeit zur Zusammenarbeit mit WiMi’s und Werkstattpersonal
- Erfahrungen im Löten sind hilfreich
