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Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose (LEE-TIZ)2.5 ECTS (englische Bezeichnung: technical insulation systems and their condition diagnosis)
Modulverantwortliche/r: Christian Weindl, Thomas Eberle Lehrende:
Christian Weindl
Start semester: |
SS 2021 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
30 Std. | Eigenstudium: |
45 Std. | Language: |
Deutsch |
Lectures:
Inhalt:
- Aufbau wichtiger Betriebsmittel elektrischer Energieversor-gungsnetze, Struktur der Isoliersysteme, Feldprobleme
Betriebsweise elektrischer Netze - Einflüsse der Liberalisie-rung und dezentraler, regenerativer Nutzung
Physikalische Grundlagen von Alterungsprozessen: Thermi-sche, (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 dielektri-scher 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 , Ausfallverteilun-gen: 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 Iso-liersysteme, Erkennen und Lösen von Feldproblemen
Verstehen der Betriebsweise elektrischer Netze und der Einflüsse durch Liberalisierung und regenerative Nutzung
Verstehen der physikalische Grundlagen von Alterungs-prozessen bei unterschiedlichen Belastungen
Kenntnisse zu dielektrischen Diagnoseverfahren, diagnos-tischen 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 Ersatz-schaltbildern elektrischer Isolierstoffe
Einordnen von Modellen zur Zustandsbeschreibung & Restlebensdauerabschätzung
Kennnisse zur Zuverlässigkeit, Ausfallwahrscheinlichkeit und Ausfallverteilungen
Verstehen und Anwenden unterschiedlicher Alterungsmo-dellen: Arrhenius-Modell, Inverse-Power-Law, Multifaktor-Alterungsmodelle
Methodenkompetenz:
Nach der Veranstaltung können die Studierenden die Ein-flussgrößen 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 Metho-den des Qualitätsmanagements, 3rd ed., DGQ - Deutsche Gesellschaft für Qualität e.V., Ed. Berlin: Beuth-Verlag, 2006
Strömer, Mathematische Therie der Zuverlässigkeit - Einfüh-rung 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: Drehstromsys-teme - Leistungen - Wirtschaftlichkeit., 3rd ed. Willburgstet-ten: J. Schlembach Fachverlag, 2011
G. Herold, Elektrische Energieversorgung II: Parameter Elek-trischer Stromkreise - Freileitungen und Kabel - Transforma-toren, 2nd ed. Willburgstetten: J. Schlembach Fachverlag, 2008
Weitere Informationen:
Keywords: LEE TIZ 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: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Wahlfächer | Technische Wahlfächer (aus dem Angebot der Technischen Fakultät frei wählbar) | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2017w | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science) | Technische Wahlfächer (aus dem Angebot der Technischen Fakultät frei wählbar) | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
- 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)
- Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science)
(Po-Vers. 2015s | TechFak | Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlmodulbereich aus der FAU)
- Mechatronik (Master of Science)
(Po-Vers. 2012 | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Mechatronik (Studienbeginn bis 30.09.2020) | Gesamtkonto | M3 Technische Wahlmodule | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
- Mechatronik (Master of Science)
(Po-Vers. 2020w | TechFak | Mechatronik (Master of Science) | Mechatronik (Studienbeginn ab 01.10.2020) | Gesamtkonto | M3 Technische Wahlmodule | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
- Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science) | Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme | weiterer Bachelorprüfungen | Ingenieurwissenschaftlicher Bereich | Wahlbereich | Technische Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
- Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science) | Studienrichtung Maschinenbau | weitere Bachelorprüfungen | Ingenieurwissenschaftlicher Bereich | Wahlbereich | Technische Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
- Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science) | Studienrichtung Maschinenbau (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
- Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Bachelor of Science) | Studienrichtung Elektrotechnik (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
- Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
(Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (bis 30.09.2018) | Gesamtkonto | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Technische Wahlmodule | Technische Wahlmodule | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
- Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Studienrichtung Maschinenbau | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
- Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
(Po-Vers. 2018w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen (Studienbeginn ab 01.10.2018) | Gesamtkonto | Studienrichtung Elektrotechnik | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
- Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
(Po-Vers. 2021w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen Studienrichtung Elektrotechnik (Studienbeginn ab 01.10.2021) | Studienrichtung Elektrotechnik | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
- Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
(Po-Vers. 2021w | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Masterstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen Studienrichtung Maschinenbau (Studienbeginn ab 01.10.2021) | Studienrichtung Maschinenbau | Technische Wahlmodule und Hochschulpraktikum | Technische Wahlmodule | Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Technische Isoliersysteme und deren Zustandsdiagnose (Prüfungsnummer: 53851)
(englischer Titel: technical insulation systems and their condition diagnosis)
- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 2.5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Prüfungssprache: Deutsch
- Erstablegung: SS 2021, 1. Wdh.: WS 2021/2022
1. Prüfer: | Christian Weindl |
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