Untersuchung zur Linearität eines berührungslosen Messsystems für Blitz- und Schaltstoßspannungen

Abstract:
Linearitätsuntersuchungen bei der Messung von Blitz- und Schaltstoßspannungen beinhalten einige problematische Aspekte. In Untersuchungen wurde gezeigt, dass es z.B. bei der Verwendung von nicht geschirmten Spannungsteilern wegen der nichtlinearen Feldverteilung, durch Corona-Entladungen oder durch den Proximity-Effekt zu nichtlinearen Messergebnissen bei diesen Untersuchungen kommen. Die DIN 60060-2:2010 lässt es zu, dass Kalibrierungen von Messsystemen nur bis 20 % Aussteuerung des Messbereichs eines zu prüfenden Systems durchgeführt werden. Dies findet zum Beispiel dann Anwendung, wenn das zu prüfende System die Möglichkeiten des Spannungsbereichs des Referenzmesssystems übersteigt, wobei der volle Bereich des Referenzmesssystems ausgenutzt wird und der maximale Wert des Referenzmesssystems mindestens 20 % der Aussteuerung des zu kalibrierenden Messbereichs des Prüflingssystems entspricht. Alle Werte oberhalb dieser Grenze müssen nicht mit einem rückgeführten Messsystem, sondern können lediglich mit einem Messsystem durchgeführt werden, für welches seinerseits der Nachweis der Linearität erbracht wurde. Besonders im Hinblick auf immer weiter steigende Spannungen in den Übertragungsnetzen und den damit ebenfalls steigenden benötigten Prüfspannungen der Betriebsmittel besteht der Bedarf nach neuen Verfahren und Methoden für diese Messungen. In diesem Kontext hat das Schering-Institut der Leibniz Universität Hannover eine Untersuchung mehrerer Feldsonden durchgeführt. Dabei wurde eine Möglichkeit gefunden mit einem Feldsensor gut reproduzierbare Linearitätsuntersuchungen durchführen zu können. Diese wird in einer Kooperation mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt genauer untersucht.