Hochspannungsmessung: Techniken, Sicherheit & Anwendungen

Verschiedene industrielle und gewerbliche Umgebungen erfordern hohe Spannungen elektrischer Energie. Techniken zur Messung von Hochspannung sind vielfältig. Sie umfassen direkte Messung mit einem elektrostatischen Voltmeter, reduzierte Messung mit Teilern oder Transformatoren und Abstandsmessung. Arbeiter müssen bei der Arbeit mit Hochspannungen angemessene Sicherheitsverfahren einhalten.

Direkte Messung

• Mehrere Arten von elektrostatischen Voltmetern wurden entwickelt, die an Hochspannungsleitungen für direkte Messungen angebracht werden. Elektrostatische Voltmetern sind in der Lage, Spannungen von etwa 200 kV zu messen. Gängige Voltmetern sind die angezogene Scheibe-Art, die Spannung über 10 kV misst, und der Abraham-Voltmeter, der einen Bereich zwischen 3 kV und 500 kV abdeckt. Über 200 kV jedoch treten einige Aufzeichnungsfehler auf.

Abstandsmessung

• Die Kugelabstandstechnik wird als Kalibriermethode für Voltmetern und andere Geräte aufgrund ihres hohen Grades an Zuverlässigkeit verwendet. Kugelabstände messen im Wesentlichen den Spannungsabfall, wenn er über gleichmäßige Abstände entlang des Spannungskreises passiert. Das Gerät besteht aus zwei Metallkugeln mit einem Gasabstand zwischen ihnen, dessen Dichte bei der Spannungsberechnung berücksichtigt werden muss.

Reduzierte Messung

• Bei einigen Gelegenheiten wird die tatsächliche Hochspannung nicht gemessen, sondern eine Sekundärspannung auf einem niedrigeren Niveau aufgezeichnet. Geräte, die für diese Technik verwendet werden, umfassen Spannungsteiler und Transformatoren. Aufgrund der geringen Menge an gemessenem Strom ist das Fehlerrisiko erhöht. Beispiele für Teiler sind resistive und kapazitive Potentialteiler, die vorwiegend in Laborumgebungen verwendet werden. Transformatoren sind an Umspannwerke im Stromverteilungssystem angeschlossen.

Blitz messen

• Es gibt nur wenige Daten über Blitze, da sie nicht künstlich induziert werden können. Dieser Mangel an Informationen gilt auch für ihre Messung, die mit einem Klydonographen untersucht wird. Der Klydonograph besteht aus einer Dielektrikfolie, die mit einer fotografischen Filmbeschichtung bedeckt ist. Dieser Film ist an eine Hochspannungselektrode befestigt, während die andere Elektrode geerdet ist. Im Falle eines Blitzüberschlags, der die Hochspannungselektrode erreicht, wird ein Foto aufgenommen und analysiert. Dieses Bild wird als Lichtenberg-Muster bezeichnet.