Ausgezeichnete Forschung bei etit

ETG-Literaturpreis und IEEE Award für Arbeiten im Bereich Energieversorgungsnetze

06.01.2014 von

Ende 2013 konnten sich zwei Wissenschaftler vom Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik (etit) über eine besondere Anerkennung ihrer Forschungsleistungen freuen: Für seine Arbeit zu Verschleißerscheinungen an Mittelspannungs-Vakuumschaltröhren wurde Thomas Rettenmaier mit dem ETG-Literaturpreis 2013 prämiert. Martin Hallas erhielt für seine Diplomarbeit den Werner von Siemens Award 2013 der IEEE Power Engineering Society (German Chapter). Beide Arbeiten wurden von Professor Volker Hinrichsen am Fachgebiet Hochspannungstechnik betreut.

Foto: Mbdortmund, Wikimedia Commons

In seiner prämierten Arbeit stellt Thomas Rettenmaier eine neue Methode vor, mit der die Bewegung des kontrahierten Lichtbogens in einer Vakuumschaltröhre beim Unterbrechen von Kurzschlussströmen gemessen werden kann. Dadurch lässt sich das Ende der Abschaltfähigkeit einer solchen Schaltröhre, wie sie zu Millionen in Leistungsschaltern der elektrischen Energieversorgung eingesetzt werden, genau vorhersagen. Die exakten Aussagen zur erwarteten Lebensdauer ermöglichen es, die Röhren für unterschiedliche Einsatzfälle zu optimieren. Nicht zuletzt sind die Kenntnis und die Optimierung des Lichtbogenlaufverhaltens für die Schalterentwicklung von elementarer Bedeutung.

Die Messung wird dabei von außen durch mehrere Magnetfeldsensoren durchgeführt. Vorteil dieser Methode ist, dass handelsübliche Schaltröhren ohne irgendwelche Modifikationen untersucht werden können. Der Ansatz von Rettenmaier, der als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Hochspannungstechnik arbeitet, bietet damit die Lösung für ein schon lange bestehendes Messproblem. Denn bisher konnten solche Untersuchungen nur optisch mit Hilfe von teuren Hochgeschwindigkeitskameras an speziell präparierten, sogenannten Einblickröhren durchgeführt werden. Diese müssen zudem für die Untersuchungen modifiziert werden, so dass das Lichtbogenlaufverhalten nicht mehr exakt dem einer tatsächlichen Schaltröhre entspricht.

Der ETG-Literaturpreis wird jährlich von der Energietechnischen Gesellschaft im VDE (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.) für herausragende wissenschaftliche Veröffentlichungen junger Autoren im Bereich der elektrischen Energietechnik vergeben und ist mit 3.000 Euro dotiert.

Martin Hallas untersuchte in seiner ausgezeichneten Diplomarbeit die Temperaturabhängigkeit der Spannungs-Stromkennlinie kommerzieller Metalloxid-(MO)-Varistoren, wie sie in Überspannungsableitern in elektrischen Hochspannungsnetzen eingesetzt werden. Dabei setzte er sich intensiv mit den physikalischen Phänomenen im MO-Varistor auseinander, um Erklärungsansätze für das beobachtete Verhalten des Materials zu liefern.

Die von Hallas gefundenen Abhängigkeiten über den gesamten Bereich der Spannungs-Stromkennlinie vom Milliampere- bis in den Kiloampere-Bereich sind messtechnisch nur sehr aufwendig und durch spezielle „Kunstgriffe“ zu ermitteln. Die Daten sind jedoch wesentlich für die genaue elektrische Modellierung von MO-Varistoren, an der das Fachgebiet Hochspannungstechnik zusammen mit dem Institut für Theorie Elektromagnetischer Felder (Prof. Thomas Weiland) und dem Fachgebiet Nichtmetallisch-Anorganische Werkstoffe des Fachbereichs Materialwissenschaft (Prof. Jürgen Rödel) im Rahmen eines DFG-geförderten Projektes arbeitet. Ziele des Projekts sind das vertiefte Verständnis und eine künftige weitere Verbesserung des Energieaufnahmevermögens von MO-Varistoren in der elektrischen Energieversorgung.

Mit dem mit 2.500 Euro dotierten Werner von Siemens Award zeichnet die IEEE Power Engineering Society German Chapter die beste Diplom- bzw. Masterarbeit des vergangenen Studienjahres aus der Fachrichtung Elektrische Energietechnik aus. Zudem erhält der Preisträger die Möglichkeit, an einer IEEE-Konferenz teilzunehmen.