Erprobung eines neuen Typs von Stromwandlern
Von der IELAS-Forschungsgemeinschaft wurde ein neuer Typ des Stromwandlers entwickelt, bei dem anstelle von Änderungen im Magnetfluss mechanische Schwingungen zum Einsatz kamen. Es wurde ein maßstäblicher Prototyp basierend auf magnetostriktiven und piezoelektrischen Materialien anstelle von Kupferspulen und magnetischen Kernen hergestellt. Mit der Magnetostriktion wird die Formänderung von ferromagnetischen Materialien beschrieben, die auftritt, wenn sie einem Magnetfeld ausgesetzt werden. Piezoelektrizität ist die Fähigkeit von einigen Materialien, bei Anwendung von mechanischer Spannung ein elektrisches Potenzial zu erzeugen. Diese neue Herangehensweise ermöglicht es den Wissenschaftlern, die Größe und das Gewicht der Stromwandler bedeutend zu verringern und auf die Verwendung von Mineralöl zur Kühlung und Isolierung der Wicklungen zu verzichten. Durch diese Änderungen können die Herstellungskosten im Vergleich zu den konventionellen Stromwandlern drastisch gesenkt werden. Die industrielle Produktion dieser Stromwandler würde es den Herstellern ermöglichen, einen Wettbewerbsvorsprung zu erzielen. Gleichzeitig würde hierdurch die europäische Wirtschaft massiv gestärkt. Erprobungen mit dem maßstäblichen Prototyp wurden in zwei verschiedenen Phasen durchgeführt. Während der ersten Erprobungsphase wurde das Sensorverhalten unter verschiedenen Betriebsbedingungen von bis zu 3.000 Ampere charakterisiert. Dabei kamen Forscher kamen zu dem Schluss, dass weitere Untersuchungen des magnetostriktiven Materials erforderlich sind, um reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen. Die elektrotechnische Bauweise des Sensors stellte die stabile Ausrichtung der einen Meter hohen Anlage sicher. Die Anlage bestand aus dem magnetostriktiven Emitter, dem piezoelektrischen Empfänger und der Aluminiumstange, die beide verbindet. Die zweite Erprobungsphase beinhaltete eine Reihe von Hochspannungs-Standardprüftests. Diese werden bei sämtlichen elektrischen Bauteilen, die in elektrischen Transformatorstationen installiert sind und bei Spannungen von bis zu 400kV betrieben werden, durchgeführt. Der Stromwandler konnte den Blitzstoßspannungstest und den Netzfrequenztest erfolgreich absolvieren. Diese Tests sind notwendig, um die Intaktheit der Isolation des Stromwandlers sicherzustellen.
