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Blitzschutzlabor

Für die Untersuchungen bezüglich des Blitzschutzes stehen im elenia die Hochspannungshalle und das Blitzschutzlabor zur Verfügung.

Das Blitzschutzlabor verfügt über unterschiedliche Stoßstrom- und Stoßspannungsgeneratoren für unterschiedliche Untersuchungen. Eine Besonderheit des Blitzschutzlabors ist, dass dieses zusätzlich zum Stoßstromgenerator ein Transformatorkreis zur Nachbildung des Niederspannungsnetzes zuschalten kann. Hierdurch ist es möglich Prüfobjekte in eine reales Netz zu integrieren und somit Netzströme mit zu betrachten. Bei diesen sehr schnellen Vorgängen ist eine stabile und zeitdiskrete Messtechnik notwendig. Hierfür stehen fünf Messsonden mit einer Amplitudenauflösung von 14-bit bei einer Samplingrate von 100 MS/s zur Verfügung. Weiterhin stehen diverse Messeinrichtungen zur Verfügung wie zum Beispiel eine High Speed Kamera und Drucksensoren.

Untersucht werden unter anderem Blitzstromableiter im Niederspannungsnetz (Typ I Ableiter) basierend auf der Funkenstreckentechnologie. Die einzelnen Untersuchungsgebiete sind hierbei:

Das Verhalten und der Löschvorgang des Netzfolgestromes, die Wechselwirkung des Stoßstromes mit dem Netz, die Plasmaausbreitung mit der Wechselwirkung zur Kammerwand und die Plasmaeigenschaften.

Blitzschutzlabor
Prinzipschaltbild des Labors

Das abgebildete Prinzipschaltbild des Labors zeigt alle wichtigen Erzeugungs- und Messeinrichtungen. Bei den Prüfungen kann der Transformatorkreis abgetrennt werden, wodurch das Stoßereignis für sich alleine untersucht werden kann.

Prinzipschaltbild des Blitzschutzlabors
Stoßgenerator (1)

Zur Erzeugung des Stoßereignisses stehen zwei kompakte und mobile Generatoren von Hilo-Test (EMC 2002 und EMC 2004) zur Verfügung (PDF).

Produktinformation der Generatoren:

  • Max. Ladespannung von 10 kV
  • Max. Energie von 1500 Ws
  • Externe Ansteuerung
  • Stoßspannungen, Stoßströme sowie Hybridprüfungen prüfbar
  • Verschiedene Kurvenformen des Stoßstromes einstellbar
Transformator (2)

Zur Betrachtung des Netzfolgestromes besteht die Möglichkeit die Messungen am Niederspannungsnetz durchzuführen (PDF).

Information zur Nachbildung:

  • Anschluss an das 6 kV Mittelspannungsnetz
  • 390 kVA Gesamtleistung
  • Niederspannungen von 50 bis 750 V
  • 25 kA prospektiver Kurzschlussstrom
  • Variable Einstellung von cos φ über Drosselspulen
  • Unter 1° Genauigkeit der Triggerung des Stoßes auf die Netzphase
Messdatenerfassung (3)

Zur Übertragung der Messdaten stehen Lichtwellenleiter und zur Erfassung ein BitGate-System zur Verfügung (PDF).

Produktinformation des BitGate-Systems:

  • System AD3000
  • 5 potentialgetrennte Messkanäle
  • 14-bit Auflösung
  • Max. Samplingrate von 100 MS/s
  • 2 GByte Speicherkapazität pro Kanal
Strom- und Spannungsmessung (4)

Zur Messung der Ströme und Spannungen stehen Pearson-Spulen, Hochspannungstastköpfe und Messshunts zur Verfügung (PDF).

Informationen zur Messung:

  • Strommessungen bis 500 kA und einer Erfassung von Anstiegszeiten bis 0,3 µs
  • Kurzzeitige Spannungsmessungen bis 6 kV Erfassung von Anstiegszeiten bis 0,9 ns
Drucksensor (5)

Zum Messen des Plasmadruckes stehen zwei piezoelektrische Miniatur Sensoren mit zugehöriger Messkette von Kistler zur Verfügung (PDF).

Produktinformation der Drucksensoren:

  • Low-Impedanz-Sensor mit integriertem Verstärker
  • Max. messbarer Druck bis 689 bar
  • Zeitkonstante von 700 s
  • Eigenfrequenz von 500 kHz
  • Durchmesser des Messkopfes von 5,5 mm
Spektroskopie (6)

Zum Messen des Spektrums der thermischen Strahlung steht ein Spektrometer mit zugehöriger Messkette von Avantes zur Verfügung (PDF).

Produktinformation des Kompaktspektrometers:

  • Wellenlängenbereich von 200 bis 1100 nm
  • Wellenlängenauflösung von 1,5 nm
  • Variable Integrationszeit von 2 µs bis 20 s
  • Minimales Abtastintervall von 2,09 ms
Kamera-Aufnahmen(7)

Zur optischen Untersuchung des Plasmas im Prüfling steht eine High-Speed-Kamera von Photron zur Verfügung (PDF).

Produktinformation der Kamera:

  • Maximale Auflösung von 1024x 1024 Pixel
  • Schwarz-Weiß Aufnahmen
  • Maximale Bildfrequenz von 800 kfps
  • Minimale Belichtungszeit von 0,2 µs

Kontaktperson:

Tobias Kopp

Enno Peters

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