Themengebiete
Gegenstand und Zielsetzung der Forschung im Fachgebiet
Fachgebiet
Das Fachgebiet "Elektrische Geräte und Anlagen" hat aus der Vergangenheit geprägt, 3 Hauptsäulen in der Lehre und Forschung. Dies sind die Schaltgeräte und Anlagentechnik, die Hochspannungstechnikals und die Impuls- und Blitzschutztechnik.
Das Fachgebiet "Elektrische Geräte und Anlagen" befasst sich mit den elektrischen Betriebsmitteln von der Energieerzeugung, Übertragung und Verteilung bis zur Anwendung in Industrie und Haushalt. Dies sind zum Einen die verschiedenen Kraftwerkstypen, Transformatoren und Schaltgeräte in den verschiedenen Spannungsebenen, sowie zum Anderen eine Vielzahl von Verbrauchern. Ausgehend von der Technologie und den Werkstoffeigenschaften der Geräte rücken dabei zunehmend die Wechselwirkung zwischen den Betriebsmitteln und die Funktionssicherheit der Schutztechnik, auch im Hinblick auf kombinierte AC/DC-Belastung, in den Fokus.
Durch die neue Stiftungsprofessur Blitz- und Überspannungstechnik sowie die Forschergruppe "Hochspannungstechnologien" im IEAU wird das Untersuchungsspektrum auf diesen Gebieten durch die neuen Gruppen an der Universität wesentlich erweitert und gestärkt.
Für die interessierte Allgemeinheit organisiert das Fachgebiet gemeinsam mit der VDE Hochschulgruppe der TU Ilmenau die Vortragsreihe "Aktuelle Herausforderungen der elektrischen Energietechnik", die während der Vorlesungszeit immer montags um 19.00 Uhr im Kirchhoffhörsaal 2 stattfindet.
Forschung
Grundlagenforschung und angewandte Forschung werden zu vergleichbaren Anteilen betrieben. Aus experimentellen Untersuchungen in den Hochspannungs-, Hochstrom- und Impulslaboren, die mit Forschungs- und Drittmittelprojekten durchgeführt werden, entwickeln sich viele Problemstellungen.
Dabei werden gleichzeitig verschiedene Verfahren der modernen Mess- und Anlagentechnik (einschließlich der Untersuchung von Werkstoffen) angewendet, um theoretisch erhaltene Ergebnisse zu verifizieren.
Einen Schwerpunkt der gegenwärtigen Forschung des Fachgebietes stellen die Untersuchungen zum Verhalten und zur Beeinflussung des elektrischen Lichtbogens (Schaltlichtbogen, Störlichtbogen) bei Anwendungen in der Industrie und dem Haushalt dar.
Hauptrichtungen sind optimierte Konstruktionen/Miniaturisierung, optimaler Werkstoffeinsatz sowie das Testen von neuen Werkstoffen.
Geförderte Forschung
Aktuelle Themen:
Projektträger Jülich, Forschungszentrum Jülich GmbH
Projektträger für das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Projektantrag:
Verbundvorhaben FASS – Schnellste mechanische Schaltgeräte zur selektiven Abschaltung in DC-Netzen
Teilprojekt: Experimentelle Untersuchungen, Modellierung und Simulation des Laufverhaltens von Schaltlichtbögen in Magnetfeldern
Kennzeichen: 03EI6005B
Bewilligungszeitraum: 01.01.2020 – 31.12.2022
Projektträger Jülich, Forschungszentrum Jülich GmbH
Projektträger für das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Projektantrag:
Verbundvorhaben AutoHybridS – Autonom gesteuerter Hybridschalter mit effizienter Wiederverfestigungsdetektion
Teilprojekt: Modellschalterbasierte Untersuchungen und Simulationen zum hybriden Gleichstromschalten
Kennzeichen: 03EI6006C
Bewilligungszeitraum: 01.12.2019 – 30.11.2022
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
„Entwicklung eines Multiphysic-Modells für eine schaltbare elektrische Entladung zur Vorhersage der Explosionswahrscheinlichkeit von entflammbaren Gasen“
Geschäftszeichen: BE 3196/2-1
Bewilligungszeitraum: 24 Monate
Dissertation / Forschungsverfahren
- Langzeituntersuchungen an Steckverbindern
- Schutzkonzepte Photovoltaik
- Untersuchung des Schaltverhaltens von AC- und DC-Niederspannungsschaltgeräten mittels "Halbsinus-Generator" und Modellschaltkammern
- Lichtbogensimulation in Niederspannungsschaltgeräten
- DC-Schaltvorgänge in verschiedenen Gasatmosphären
- DC-Schaltvorgänge bei verschiedenen Quellen- und Lastcharakteristiken
- Overlay-Schaltvorgänge in HGÜ-Netzen
- ...
Abgeschlossene Dissertationen
Wirth, I.:
„Berücksichtigung dielektrischer Materialeigenschaften in der Finiten-Elemente-Simulation von HGÜ-Isoliersystemen“, 2019, Dissertation, TU Ilmenau
Hopf, A.:
„Elektrische Festigkeit von SF6 und alternativen Isoliergasen (Luft, CO2, N2, O2 und C3F7CN-Gemisch) bis 2,6 MPa“, 2019, Dissertation, TU Ilmenau
Fakih, B.:
„Tribologisch und elektrisch induzierte Effekte im Kommutator-Bürste-Kontakt im permanent erregeten Gleichstrommotor“
Universitätsverlag Ilmenau, Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik, 2018, Dissertation, TU Ilmenau
Martel, J.-M.:
„Series arc faults in low-voltage AC electrical installations“
Universitätsverlag Ilmenau, Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik, 2018, Dissertation, TU Ilmenau
Erhard, F.:
„Beitrag zur Störlichtbogendetektion in Photovoltaikanlagen“,
Universitätsverlag Ilmenau, Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik, 2017, Dissertation, TU Ilmenau
Blauth, M.:
„Parametrisierte Modelle zur konstruktiven Auslegung optimierter elektrischer Steckverbinderkontakte“,
Universitätsverlag Ilmenau, Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik, 2017, Dissertation, TU Ilmenau
Schober, F.:
„Elektrische Leitfähigkeit und dielektrisches Verhalten von Pressspan in HGÜ-Isoliersystemen“,
Universitätsverlag Ilmenau, Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik, 2016, Dissertation, TU Ilmenau
Zink, M. H.:
„Zustandsbewertung betriebsgealterter Hochspannungstransformatordurchführungen mit Öl-Papier-Dielektrikum mittels dielektrischer Diagnose“,
Universitätsverlag Ilmenau, Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik, 2013, Dissertation, TU Ilmenau
Kornhaas, A.:
„Experimentelle Untersuchungen zur Druckentwicklung in einem SF6-Selbstblasschalter beim Schalten großer Ströme“
Universitätsverlag Ilmenau, Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik, 2013, Dissertation, TU Ilmenau
Weis, M.:
„Charakterisierung und systemrelevante Auswirkungen der Materialwanderung in elektrischen Kontakten von Kleinschaltgeräten“
Verlag: Östereichische Tribologische Gesellschaft, Wissenschaftlicher Verein 2011, Dissertation, TU Ilmenau
Rümpler, C.:
„Lichtbogensimulation für Niederspannungsschaltgeräte“
Fraunhofer Verlag, 2009, Dissertation, TU Ilmenau
Liebschner M.:
„Interaktion von Ölspalten und fester Isolation in HVDC-Barrierensystemen“
VDI Verlag, 2009, Dissertation, TU Ilmenau
Mützel, T.:
„Verfahren der Kurzschlussfrüherkennung zur Verbesserung der strombegrenzenden Wirkung von Niederspannungs-Leistungsschaltern“
2008, Dissertation, TU Ilmenau
Abgeschlossene Habilitationen
Rock, M.:
"Prüfgeneratoren zur Simulation von Blitzimpulsströmen im Labor und ihre Wechselwirkung mit den Prüfobjekten"Universitätsverlag Ilmenau
2012, Habilitation, TU Ilmenau
Reichert, F.:
"Numerische Simulation der Gasströmung in Hochspannungsleistungsschaltern bei Kurzschlussabschaltung"
2014, Habilitation, TU Ilmenau