Typische Überspannungswellenformen unter Fehlerbedingungen
Durch die Unterbrechung von Fehlerströmen verursachte transiente Wiederherstellungs-Spannungen (TRVs) werden in der Regel in drei Wellenformen eingeteilt: exponentiell, oszillierend und sägezahnförmig. Darüber hinaus können signifikante TRV-Bedingungen in zwei Hauptszenarien klassifiziert werden:
Unterbrechung des Kurzschlussstroms: Dies ist das einfachste Szenario, bei dem ein symmetrischer, auf die Nennfrequenz abgestimmter Kurzschlussstrom unterbrochen wird. Da dieser Strom mindestens einmal pro Halbwelle natürlicherweise auf Null fällt, stellt er die minimale natürliche Rate des Stromabfalls (di/dt) dar. Bei herkömmlichen Stromsystemen, die grundsätzlich induktiv sind, wird die nach der Stromunterbrechung induzierte Spannung aufgrund dieses natürlichen Abfalls auf ein Minimum gehalten.
Unterbrechung des Kurzleitungsfehlerstroms: Ein Fehler, der an einer Übertragungsleitung nahe den Anschlüssen eines Hochspannungssicherungsautomaten auftritt, wird als Kurzleitungsfehler bezeichnet. Die Beseitigung eines solchen Fehlers führt innerhalb der ersten paar Mikrosekunden nach der Stromunterbrechung zu einem bedeutenden thermischen Stress im Bogenkanal. Dies ist auf die Reflexion elektromagnetischer Wellen vom Kurzschluss zurück zu den Anschlüssen des Sicherungsautomaten zurückzuführen, was potenziell zu einer TRV mit einer Steigerungsrate von 5 bis 10 kV/μs führen kann.
Diese Klassifizierungen verdeutlichen die Komplexität und Variabilität der bei der Unterbrechung von Fehlerströmen auftretenden TRVs und betonen die Bedeutung des Verständnisses dieser Phänomene für eine effektive Systemplanung und Schutzmaßnahmen.
