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Stoßspannungs- und Stoßstrommesstechnik

E-BookPDF1 - PDF WatermarkE-Book
285 Seiten
Deutsch
Springer Berlin Heidelbergerschienen am12.08.20102010
Betriebsmittel zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie müssen vor dem Einsatz mit Stoßspannungen oder Stoßströmen auf ihre Zuverlässigkeit geprüft werden. Das Buch behandelt die erforderliche Messtechnik: von Generatorschaltungen zur Erzeugung genormter Stoßspannungen und Stoßströme über Messsysteme und deren Kalibrierung, Verfahren zur Bestimmung von Messunsicherheiten bis zu den mathematischen und experimentellen Grundlagen, um das Übertragungsverhalten räumlich ausgedehnter Messsysteme für schnelle transiente Vorgänge zu kennzeichnen.

Dr.-Ing. Klaus Schon studierte Elektrotechnik an der TU Berlin und ging 1969 nach seinem Abschluss als Dipl.-Ing. zur Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig. Hier befasste er sich im Hochspannungslabor zunächst mit den Eigenschaften von Isolierstoffen und promovierte 1975 über den Einfluss von Teilentladungen auf Kunststofffolien an der TH Darmstadt. Seine weiteren Aufgaben lagen in der Mess- und Kalibriertechnik im Hochspannungsbereich, insbesondere in den Bereichen Kapazität und Verlustfaktor, Teilentladungen, Stoßspannung und Stoßstrom. 1982 wurde ihm die Leitung des PTB-Hochspannungslaboratoriums und später die Leitung der Arbeitsgruppe 'Messwandler und Hochspannung' übertragen. Dr. Schon war Mitglied in verschiedenen nationalen und internationalen Arbeitsgremien, die sich mit der Hochspannungsprüf- und -messtechnik, Normung und Akkreditierung befassen.mehr
Verfügbare Formate
BuchGebunden
EUR99,99
E-BookPDF1 - PDF WatermarkE-Book
EUR79,99

Produkt

KlappentextBetriebsmittel zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie müssen vor dem Einsatz mit Stoßspannungen oder Stoßströmen auf ihre Zuverlässigkeit geprüft werden. Das Buch behandelt die erforderliche Messtechnik: von Generatorschaltungen zur Erzeugung genormter Stoßspannungen und Stoßströme über Messsysteme und deren Kalibrierung, Verfahren zur Bestimmung von Messunsicherheiten bis zu den mathematischen und experimentellen Grundlagen, um das Übertragungsverhalten räumlich ausgedehnter Messsysteme für schnelle transiente Vorgänge zu kennzeichnen.

Dr.-Ing. Klaus Schon studierte Elektrotechnik an der TU Berlin und ging 1969 nach seinem Abschluss als Dipl.-Ing. zur Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig. Hier befasste er sich im Hochspannungslabor zunächst mit den Eigenschaften von Isolierstoffen und promovierte 1975 über den Einfluss von Teilentladungen auf Kunststofffolien an der TH Darmstadt. Seine weiteren Aufgaben lagen in der Mess- und Kalibriertechnik im Hochspannungsbereich, insbesondere in den Bereichen Kapazität und Verlustfaktor, Teilentladungen, Stoßspannung und Stoßstrom. 1982 wurde ihm die Leitung des PTB-Hochspannungslaboratoriums und später die Leitung der Arbeitsgruppe 'Messwandler und Hochspannung' übertragen. Dr. Schon war Mitglied in verschiedenen nationalen und internationalen Arbeitsgremien, die sich mit der Hochspannungsprüf- und -messtechnik, Normung und Akkreditierung befassen.
Details
Weitere ISBN/GTIN9783642131172
ProduktartE-Book
EinbandartE-Book
FormatPDF
Format Hinweis1 - PDF Watermark
FormatE107
Erscheinungsjahr2010
Erscheinungsdatum12.08.2010
Auflage2010
Seiten285 Seiten
SpracheDeutsch
IllustrationenIX, 285 S. 200 Abbildungen
Artikel-Nr.1409263
Rubriken
Genre9200

Inhalt/Kritik

Inhaltsverzeichnis
1;Vorwort;5
2;Inhaltsverzeichnis;7
3;Einleitung;10
4;1 Kennzeichnung und Erzeugung von Stoßspannungen und Stoßströmen;12
4.1;1.1 Parameter von Stoßspannungen;12
4.1.1;1.1.1 Blitzstoßspannung;13
4.1.2;1.1.2 Schaltstoßspannung;22
4.1.3;1.1.3 Schwingende Stoßspannungen bei Vor-Ort-Prüfungen;24
4.1.4;1.1.4 Steilstoßspannung;25
4.2;1.2 Parameter von Stoßströmen;26
4.2.1;1.2.1 Exponential-Stoßstrom;27
4.2.2;1.2.2 Rechteck-Stoßstrom;28
4.2.3;1.2.3 Kurzschlusswechselstrom;29
4.3;1.3 Erzeugung von Stoßspannungen und Stoßströmen;31
4.3.1;1.3.1 Generatoren für Blitzund Schaltstoßspannungen;31
4.3.2;1.3.2 Erzeugung von abgeschnittenen Stoßspannungen;37
4.3.3;1.3.3 Erzeugung von Steilstoßspannungen;38
4.3.4;1.3.4 Generatoren für Exponential-Stoßströme;39
4.3.5;1.3.5 Erzeugung von Rechteck-Stoßströmen;43
4.3.6;1.3.6 Erzeugung von Kurzschlusswechselströmen;44
5;2 Darstellung von Impulsen im Zeitund Frequenzbereich;48
5.1;2.1 Analytische Darstellung von Stoßspannungen;48
5.2;2.2 Spektrum von Stoßspannungen;55
5.3;2.3 Analytische Darstellung von Stoßströmen;58
5.4;2.4 Spektrum von Exponential-Stoßströmen;62
5.5;2.5 Analytische Darstellung von Kurzschlusswechselströmen;63
6;3 Übertragungsverhalten linearer Systeme und Faltung;65
6.1;3.1 Sprungantwort eines Systems und Faltungsintegral;66
6.2;3.2 Fourier-Transformation und Übertragungsfunktion;69
6.3;3.3 Laplace-Transformation;72
6.4;3.4 Eigenschaften von RCund RLC-Gliedern;74
6.4.1;3.4.1 Sprungantwort von Tiefpass und Schwingkreis;74
6.4.2;3.4.2 Übertragungsfunktion von Tiefpass und Schwingkreis;77
6.5;3.5 Antwortzeit, Anstiegszeit und Bandbreite;79
6.6;3.6 Beispiele für die Faltung;81
6.6.1;3.6.1 Keilstoßspannung auf RC-Glied;81
6.6.2;3.6.2 Keilstoßspannung auf RLC-Glied;84
6.6.3;3.6.3 Stoßspannung auf RC-Glied;86
6.6.4;3.6.4 Antwortfehler und Fehlerdiagramm;87
6.7;3.7 Experimentelle Sprungantwort;91
6.7.1;3.7.1 Auswertung der experimentellen Sprungantwort;91
6.7.2;3.7.2 Antwortparameter der Sprungantwort;93
6.7.3;3.7.3 Messschaltungen für die Sprungantwort;95
6.7.4;3.7.4 Erzeugung von Sprungspannungen;97
6.8;3.8 Ergänzende Betrachtungen zum Übertragungsverhalten;100
7;4 Digitalrecorder, Stoßvoltmeter und Impulskalibrator;106
7.1;4.1 Aufbau und Eigenschaften von Digitalrecordern;107
7.2;4.2 Fehlerquellen bei der Signalaufzeichnung;113
7.2.1;4.2.1 Ideale Digitalisierung;114
7.2.2;4.2.2 Digitalrecorder mit realem AD-Wandler;116
7.2.3;4.2.3 Weitere Fehlerquellen;122
7.3;4.3 Software zur Datenauswertung;124
7.4;4.4 Stoßvoltmeter;125
7.5;4.5 Impulskalibrator;126
8;5 Messung von Stoßspannungen;131
8.1;5.1 Messsystem mit Stoßspannungsteiler;131
8.1.1;5.1.1 Übertragungsverhalten von Stoßspannungsteilern;138
8.1.2;5.1.2 Ohmscher Stoßspannungsteiler;144
8.1.3;5.1.3 Kapazitiver Stoßspannungsteiler;153
8.1.4;5.1.4 Gedämpft kapazitiver Stoßspannungsteiler;157
8.1.5;5.1.5 Ohmsch-kapazitiv gemischter Spannungsteiler;167
8.2;5.2 Kugelfunkenstrecke;169
8.3;5.3 Kapazitiver Feldsensor;171
8.3.1;5.3.1 Prinzip des kapazitiven Feldsensors;172
8.3.2;5.3.2 Feldsensor für Linearitätsnachweis von Spannungsteilern;174
8.3.3;5.3.3 Dreidimensionaler Feldsensor;175
8.4;5.4 Elektrooptischer Sensor;176
8.4.1;5.4.1 Pockels-Effekt;176
8.4.2;5.4.2 Kerr-Effekt;180
9;6 Messung von Stoßströmen;185
9.1;6.1 Messsystem mit niederohmigem Messwiderstand;185
9.1.1;6.1.1 Induktivitäten eines niederohmigen Widerstandes;189
9.1.2;1;191
9.1.3;2,;191
9.1.4;1-2;191
9.1.5;6.1.2 Aufbau koaxialer Messwiderstände;192
9.1.6;6.1.3 Stromverdrängung (Skineffekt);194
9.1.7;6.1.4 Kettenleiterersatzschaltbild;198
9.1.8;6.1.5 Experimentelle Sprungantwort von Messwiderständen;199
9.1.9;6.1.6 Besondere Bauformen;200
9.1.10;6.1.7 Grenzlastintegral;202
9.2;6.2 Strommessspulen nach dem Induktionsprinzip;204
9.2.1;6.2.1 Rogowski-Spule;210
9.2.2;6.2.2 Strommessspule mit Magnetkern;215
9.2.3;6.2.3 Gleichstromwandler;217
9.2.4;6.2.4 Magnetfeldsensor;218
9.3;6.3 Stromsensor mit Hall-Sonde;219
9.4;6.4 Magnetooptischer Sensor;223
10;7 Kalibrierung der Messsysteme;228
10.1;7.1 Allgemeines zur Kalibrierung und Rückführung;229
10.2;7.2 Vergleich mit einem Referenzsystem bei Stoßspannung;231
10.2.1;7.2.1 Prinzip der Vergleichsmessung;232
10.2.2;7.2.2 Festgesetzter Maßstabsfaktor;235
10.2.3;7.2.3 Alternativen für den Linearitätsnachweis;237
10.2.4;7.2.4 Messung der Zeitparameter;238
10.2.5;7.2.5 Dynamisches Verhalten;239
10.3;7.3 Alternative Kalibrierung von Stoßspannungsmesssystemen;241
10.3.1;7.3.1 Kalibrierung bei Niederspannung;242
10.3.2;7.3.2 Auswertung der Sprungantwort;243
10.3.3;7.3.3 Einfluss benachbarter Objekte (Näheeffekt);244
10.3.4;7.3.4 Kurzund Langzeitverhalten;245
10.4;7.4 Kalibrierung von Digitalrecordern;247
10.5;7.5 Kalibrierung von Stoßstrommesssystemen;249
11;Anhang 1 Fourierund Laplace-Transformation;254
11.1;A1.1 Fourier-Transformation;254
11.2;A1.2 Laplace-Transformation;256
12;Anhang 2 Bestimmung von Messunsicherheiten;259
12.1;A2.1 Der GUM;259
12.1.1;A2.1.1 Grundkonzept des GUM;260
12.1.2;A2.1.2 Modellfunktion einer Messung;261
12.1.3;A2.1.3 Ermittlungsmethode vom Typ A;262
12.1.4;A2.1.4 Ermittlungsmethode vom Typ B;264
12.1.5;A2.1.5 Beigeordnete Standardmessunsicherheit;267
12.1.6;A2.1.6 Erweiterte Messunsicherheit;268
12.1.7;A2.1.7 Effektiver Freiheitsgrad;269
12.1.8;A2.1.8 Messunsicherheitsbudget;270
12.1.9;A2.1.9 Angabe des vollständigen Messergebnisses;271
12.1.10;A2.1.10 Abschließende Bemerkungen;271
12.2;A2.2 Beispiele für die Unsicherheitsberechnung;272
12.2.1;A2.2.1 Maßstabsfaktor eines Stoßspannungsmesssystems;272
12.2.2;A2.2.2 Unsicherheit der Spannungsmessung bei einer Prüfung;277
13;Abkürzungen;281
14;Sachverzeichnis;283mehr

Autor

Dr.-Ing. Klaus Schon studierte Elektrotechnik an der TU Berlin und ging 1969 nach seinem Abschluss als Dipl.-Ing. zur Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig. Hier befasste er sich im Hochspannungslabor zunächst mit den Eigenschaften von Isolierstoffen und promovierte 1975 über den Einfluss von Teilentladungen auf Kunststofffolien an der TH Darmstadt. Seine weiteren Aufgaben lagen in der Mess- und Kalibriertechnik im Hochspannungsbereich, insbesondere in den Bereichen Kapazität und Verlustfaktor, Teilentladungen, Stoßspannung und Stoßstrom. 1982 wurde ihm die Leitung des PTB-Hochspannungslaboratoriums und später die Leitung der Arbeitsgruppe "Messwandler und Hochspannung" übertragen. Dr. Schon war Mitglied in verschiedenen nationalen und internationalen Arbeitsgremien, die sich mit der Hochspannungsprüf- und -messtechnik, Normung und Akkreditierung befassen.