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HANNOVER MESSE 2018, 23. - 27. April
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Gut gewickelt gegen Kurzschlussschäden

Neues Wickelkonzept als wirkungsvoller Strombegrenzer.

Karlsruher Institut für Technologie

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Logo Gut gewickelt gegen Kurzschlussschäden

Produktbeschreibung

Mit der Energiewende steigen nicht nur die Anforderungen an die Stromerzeugung, sondern auch an die Umspanntechnik und die Stromnetze selbst. Strom aus verschiedenen Quellen und Qualitäten wird ins Stromnetz eingespeist, wodurch die Beanspruchung zunimmt und höhere Leistungsdichten erforderlich werden. Eingesetzte Transformatoren, wandeln Strome und Spannungen um, koppeln verschiedene Netzzweige und bilden so einen wichtigen Teil der elektrischen Infrastruktur.

Konventionell werden Transformatoren mit Spulen aus Kupfer oder Aluminium verwendet, die im Betrieb mit Öl oder Luft gekühlt werden. Daraus ergeben sich hohe Materialaufwände und erhöhte Gefahren im Brandfall. Neue Entwicklungen gehen deshalb zu supraleitenden Wickelmaterialien über. Supraleiter sind stromtragfähiger und zeigen bei Überströmen eine strombegrenzende Wirkung, welche durch einen rapiden Anstieg des elektrischen Widerstands hervorgerufen wird. Dieser Widerstandsanstieg begrenzt Kurzschlussströme.

Für die Wicklungen in supraleitenden Transformatoren haben Forscher des Instituts für Technische Physik (ITEP) einen neuartige Wickelkörper erarbeitet, der aus mehreren, gleichförmigen Einzelteilen, die durch Steckverbindungen eine belastbare Oberfläche um ein Stützrohr bilden, besteht. Diese Teile lassen sich kostengünstig bspw. durch Spritzguss herstellen. Die zusammengesetzte Oberfläche formt Nuten sowie längsverlaufende Wölbungen. Die Supraleiterbänder werden über die Wölbungen gewickelt, die Nuten gewährleisten eine definierte Positionierung. Die Spalten, die durch die Vertiefungen zwischen Supraleiter und Wickelkörper entstehen, ermöglichen die Kühlung rund um die Supraleiter mittels flüssigen Stickstoffs, und das Leitermaterial kann sich bei kurzschlussbedingten thermischen Veränderungen in den Vertiefungen ausdehnen.

Durch die integrierte Strombegrenzung und die unterstützende Wickelung werden Transformatoren und Netzkomponenten im Kurzschlussfall vor Überspannung und Beschädigungen bewahrt.

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