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Hochspannung AC Wirk- & Scheinstrom
Die Hochspannungsprüfung wird in den meisten Fällen an Prüflingen durchgeführt, die ausgeprägte kapazitive Anteile besitzen. Das Bild zeigt exemplarisch einen Elektromotor, bei dem sich Kapazitäten zwischen den Wicklungen und dem Gehäuse (Blechpaket) ausbilden. Mit zunehmender Motorgröße nehmen diese Kapazitäten in der Regel deutlich zu.
Ersatzschaltbild des Prüflings
Aus theoretischer Sicht lässt sich die Hochspannungsprüfung an einem RC‑Glied beschreiben. Dieses Ersatzschaltbild stellt eine idealisierte, aber praxisnahe Abbildung der elektrischen Verhältnisse im Prüfling dar.
Warum ein RC‑Glied?
Der Prüfling besitzt zwischen zwei Prüfpunkten:
- einen Isolationswiderstand (Riso)
Dieser Widerstand ist meist sehr hoch und liegt typischerweise im Bereich von mehreren 100 MΩ bis in den GΩ‑Bereich. - eine Kapazität (C)
Kapazitäten entstehen zwischen isolierten leitfähigen Flächen. Je größer die Fläche und je geringer der Abstand zwischen den leitenden Teilen ist, desto größer ist die Kapazität.
Im Elektromotor bilden die Wicklungen die eine metallische Fläche und das Blechpaket beziehungsweise das Gehäuse die andere. Mit zunehmender Motorgröße vergrößern sich diese Flächen – und damit auch die Kapazität.
Stromverhältnisse bei AC‑Hochspannungsprüfung
Wird die Hochspannungsprüfung mit AC (Wechselspannung) durchgeführt, fließt zusätzlich zum Leckstrom durch den ohmschen Isolationswiderstand ein kapazitiver Umladestrom durch die Kapazität des Prüflings. Dieser kapazitive Strom ist häufig deutlich größer als der Strom durch den sehr hochohmigen Isolationswiderstand.
Dadurch überdeckt der ständig fließende kapazitive Umladestrom den eigentlich zu bewertenden Fehler‑ bzw. Leckstrom durch den Widerstand Riso.
Der kapazitive Umladestrom stellt dabei keinen Fehler dar, sondern ist physikalisch bedingt und unvermeidbar. Er ist jedoch kein Maß für die Qualität der Isolation. Zwar darf dieser Strom bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten, eine direkte Aussage über den Isolationszustand lässt sich daraus jedoch nur eingeschränkt ableiten.
Wirk‑ und Blindstromanteil
Der während der Hochspannungsprüfung gemessene Strom ist deshalb ein Scheinstrom, der sich aus zwei Anteilen zusammensetzt:
- einem Wirkstromanteil (Strom durch den Isolationswiderstand)
- einem Blindstromanteil (kapazitiver Strom)
Bei Prüfgeräten mit getrennter Schein‑ und Wirkstrommessung lässt sich der kapazitive Blindstrom gezielt ermitteln und mathematisch berücksichtigen. Dadurch lässt sich auf Wunsch ausschließlich der Wirkstrom, also der tatsächlich durch den Isolationswiderstand fließende Strom, bewertet und anzeigen.
Das nachfolgende Bild zeigt die Hochspannung U sowie den dazu phasenverschobenen, voreilenden Strom I.
Das Bild zeigt deutlich, wie stark der kapazitive Strom zur Hochspannung verschoben sein kann.
Das Bild zeigt den Phasenwinkel φ zwischen der Hochspannung und dem Strom.
Um nur den Isolationswiderstand, den DAR und PI an Prüflingen mit kapazitivem Anteil zu ermitteln, bietet sich alternativ die DC-Hochspannungsprüfung an.
Prüfgeräte und Prüfsysteme
GLP1-g Hochspannungsprüfgeräte
18 Gerätevarianten
- AC 6 – 50 kV | 3 – 200 mA
- DC 4 – 10 kV | 6 – 20 mA
Ideal für
- Manuelle Prüfungen mit Hochspannungsprüfpistolen
- Prüfung in einer Prüfhaube, Prüfkabine
- Vollautomatische Prüfplätze
- OEMs, Anlagenbau
- Kommunikation mit PC, SPS, LabVIEW®
GLP2-BASIC Hochspannungsprüfgeräte
8 Gerätevarianten
- AC 6 kV | 3, 100 mA
- DC 6 kV | 6, 100 mA
- Isolation 1 kV, ≤10 GΩ
Ideal für
- Manuelle Prüfungen mit Hochspannungsprüfpistolen
- Prüfung in einer Prüfhaube, Prüfkabine
- Vollautomatische Prüfplätze
- OEMs, Anlagenbau
- Kommunikation mit PC, SPS, LabVIEW®, MES / ERP
- Feldbus z. B. PROFIBUS …
- Industrial Ethernet z. B. PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP, Modbus-TCP …
GLP2-MODULAR Hochspannungsprüfgeräte
- AC 6 – 100 kV, 3 – 5000 mA
- DC 4 – 100 kV, 6 – 1000 mA
- Isolation 1 – 10 kV, ≤500 GΩ
Ideal für
- Manuelle Prüfungen mit Hochspannungsprüfpistolen
- Prüfung in einer Prüfhaube, Prüfkabine
- Vollautomatische Prüfplätze
- OEMs, Anlagenbau
- Kommunikation mit PC, SPS, LabVIEW®, MES / ERP
- Feldbus z. B. PROFIBUS …
- Industrial Ethernet z. B. PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP, Modbus-TCP …
MTC2 R7
Universelle Wicklungsprüfgeräte 6, 12, 15, 30, 40 und 50 kV
MTC2-Wicklungsprüfsysteme sind sehr kompakte vollautomatische High-End-Prüfgeräte für unterschiedlichste Wickelgüter in Entwicklung, Produktion und Prüflabor.
Für Produktion, EOL, Automatisierung
Für Prüflabor, F&E, Approbation, Zulassungsprüfungen
Für Reparatur, Wartung und Service
Stoßspannung
-
- Ultraschnelle 50 Messungen pro Sekunde
- Phasenvergleich untereinander
- Patentierte Peak-to-Peak-Messung
Teilentladung konform DIN EN 60034-18:2014
-
- Passive oder aktive Antenne
- Leitungsgebundene Auskopplung
Ohmscher Widerstand
-
- Wicklung
- Temperaturfühler
Isolationswiderstand
-
- IR
- PI
- DAR
Hochspannung AC optional
Prüfanschlüsse
-
- Standard: 4
- Optional: 7 und mehr
MTC3 R2
Die High-End-Prüfsysteme für die Motorenproduktion – ohne Limit
MTC3-Wicklungsprüfsysteme sind vollautomatische High-End-Prüfgeräte für unterschiedlichste Wickelgüter in Entwicklung, Produktion und Prüflabor.
Für Produktion, EOL, Automatisierung
Für Prüflabor, F&E, Approbation, Zulassungsprüfungen
- Prüfung von Statoren, Rotoren, Transformatoren und Drosseln
- Stoßspannungsprüfung bis 15 kV
- Vollintegrierte Teilentladungsprüfung nach IEC 61934 und DIN EN 60034-18-41
- Widerstandsmessung in Vierleitertechnik mit Temperaturkompensation
- Isolationswiderstandsprüfung mit automatischer PI-Messung
- Induktivitätsprüfung | LCR-Induktivitätsmessbrücke
- Hochspannungsprüfung AC nach VDE-Norm
- Teilentladung bei Hochspannung AC
- Isolationsprüfung DC
- Präzise Vierleiter-Widerstandsmessung mit Temperaturkompensation bis in den µΩ-Bereich
- Drehfeldprüfung mit statischer Sonde
- Erweiterung auf bis zu 150 Anschlüsse
- Temperaturfühlerprüfung für 1, 2, 3 … x Fühler
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