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| 001 | 1025266 | ||
| 005 | 20260225050056.0 | ||
| 024 | 7 | _ | |2 HBZ |a HT031385294 |
| 024 | 7 | _ | |2 Laufende Nummer |a 45056 |
| 024 | 7 | _ | |2 datacite_doi |a 10.18154/RWTH-2026-00639 |
| 037 | _ | _ | |a RWTH-2026-00639 |
| 041 | _ | _ | |a German |
| 082 | _ | _ | |a 621.3 |
| 100 | 1 | _ | |0 P:(DE-82)IDM03953 |a Vocke, Jan Ludwig |b 0 |u rwth |
| 245 | _ | _ | |a Untersuchung von Einflussfaktoren auf die elektrische Festigkeit von Feststoff-Isoliermaterialien bei mittelfrequenter Spannungsbelastung |c vorgelegt von Jan Ludwig Vocke, M. Sc. |h online |
| 260 | _ | _ | |a Aachen |b RWTH Aachen University |c 2025 |
| 260 | _ | _ | |c 2026 |
| 300 | _ | _ | |a 1 Online-Ressource : Illustrationen |
| 336 | 7 | _ | |0 2 |2 EndNote |a Thesis |
| 336 | 7 | _ | |0 PUB:(DE-HGF)11 |2 PUB:(DE-HGF) |a Dissertation / PhD Thesis |b phd |m phd |
| 336 | 7 | _ | |2 BibTeX |a PHDTHESIS |
| 336 | 7 | _ | |2 DRIVER |a doctoralThesis |
| 336 | 7 | _ | |2 DataCite |a Output Types/Dissertation |
| 336 | 7 | _ | |2 ORCID |a DISSERTATION |
| 500 | _ | _ | |a Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2026 |
| 502 | _ | _ | |a Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2025 |b Dissertation |c Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen |d 2025 |g Fak06 |o 2025-09-26 |
| 520 | 3 | _ | |a Die elektrische Energieversorgung unterliegt derzeit einem fundamentalen Wandel. In diesem Zusammenhang werden zunehmend leistungselektronische Komponenten in der Energieübertragung und -verteilung eingesetzt. Durch den Einsatz von leistungselektronischen Wandlern können zum Beispiel Transformatoren mit einer höheren Frequenz als der Netzfrequenz betrieben werden. Neben der höheren Frequenz gewinnen durch den Einsatz von Leistungselektronik vor allem nicht-sinusförmige Spannungen, insbesondere rechteckförmige, an Relevanz, wodurch sich neue Anforderungen an die verwendeten Isoliermaterialien ergeben. Das Ziel dieser Arbeit ist es daher, grundlegendes Wissen über die Einflussfaktoren auf die elektrische Festigkeit von Feststoff-Isoliermaterialien für Transformatoren bei mittelfrequenter Spannungsbelastung zu sammeln und dabei insbesondere den Einfluss von sinusförmigen und rechteckförmigen Spannungen miteinander zu vergleichen. Dazu wird unter Variation verschiedener Faktoren, wie zum Beispiel dem DC-Anteil, die elektrische Festigkeit von vier für Trockentransformatoren typischen Isoliermaterialien bei sinus- und rechteckförmigen Spannungen im Frequenzbereich 1 kHz bis 10 kHz experimentell bestimmt. Der untersuchte Frequenzbereich orientiert sich an für diese Transformatoren in leistungselektronischen Wandlern typischen Betriebsfrequenzen. Im Hinblick auf die Untersuchungen zum Einfluss des DC-Anteils müssen dafür zunächst geeignete Prüfspannungen und deren charakteristische Parameter definiert und vorhandene Prüfstände so angepasst werden, dass sich diese Prüfspannungen damit realisieren lassen. Die Ergebnisse zeigen, dass der DC-Anteil einen entscheidenden Einflussfaktor darstellt. In Bezug auf den Einfluss der Frequenz kann festgestellt werden, dass die elektrische Festigkeit mit zunehmender Frequenz deutlich abnimmt. Diese Abnahme ist im Wesentlichen für sinusförmige und rechteckförmige sowie alle untersuchten DC-Anteile und Materialien zu beobachten. Für den Einfluss der Spannungsform auf die elektrische Festigkeit, bezogen auf den Effektivwert der Spannung, zeigen die Ergebnisse, dass die Materialien bei Belastung mit rechteckförmigen Spannungen im Durchschnitt eine höhere elektrische Festigkeit aufweisen als bei Belastung mit sinusförmigen Spannungen. Dies steht im Widerspruch zu der gängigen Annahme über höhere dielektrische Verluste bei nicht-sinusförmigen Spannungen und deren Zusammenhang mit einer reduzierten elektrischen Festigkeit. Zusammenfassend lässt sich aus den gewonnenen Ergebnissen ableiten, dass für den Effektivwert der elektrischen Kurzzeitfestigkeit im betrachteten Parameterraum sinusförmige Spannungen die ungünstigere Belastungsform darstellen. Die mit sinusförmigen Spannungen durchgeführten Untersuchungen lassen daher konservative Annahmen in Bezug auf die Belastung mit rechteckförmigen Spannungen zu. Die Ergebnisse zeigen allerdings auch, dass der Einfluss der Spannungsform deutlich von der betrachteten Ausgangsgröße abhängt und daher nicht nur der Effektivwert der Spannung im Durchschlagmoment ausgewertet und berücksichtigt werden sollte. |l ger |
| 520 | _ | _ | |a The electrical energy system is currently undergoing a fundamental change, as a result of which power electronic components are increasingly being used in energy transmission and distribution. By using power electronic converters, for example, transformers can be operated at a higher frequency than the grid frequency. In addition to the higher frequency the use of power electronics results in non-sinusoidal voltages, in particular rectangular voltages, are thereby becoming more relevant, resulting in new requirements for the insulation materials used. The aim of this work is therefore to gather basic knowledge about the factors influencing the dielectric strength of solid insulating materials for transformers under medium-frequency voltage stress and, in particular, to compare the influence of sinusoidal and rectangular voltage stresses. For this purpose, the dielectric strength of four insulation materials typical for dry-type transformers at sinusoidal and rectangular voltages in the frequency range 1 kHz to 10 kHz is determined experimentally by varying various factors, such as the DC component. The frequency range investigated is based on the typical operating frequencies for these transformers in power electronic converters. With regard to the investigations on the influence of the DC component, suitable test voltages and their characteristic parameters must first be defined and existing test benches adapted so that these test voltages can be realized. The results show that the DC component is a decisive influencing factor. With regard to the influence of frequency, it can be determined that dielectric strength decreases significantly with increasing frequency. This decrease can be observed essentially for sinusoidal and rectangular, as well as all DC components and materials investigated. For the influence of the voltage shape on the dielectric strength, in respect to the RMS value of the voltage, the results show that the materials show a higher dielectric strength on average when exposed to rectangular voltages than when exposed to sinusoidal voltages. This contradicts the common assumption of higher dielectric losses for non-sinusoidal voltages and their correlation with reduced dielectric strength. Overall, it can be concluded from the results obtained that sinusoidal voltages represent the worst case stress in terms of the RMS value of the electrical short-term strength in the parameter range under consideration. The investigations carried out with sinusoidal stresses therefore allow conservative assumptions to be made with regard to rectangular voltage stresses. However, the results also show that the influence of the voltage shape clearly depends on the output variable under consideration and therefore not only the effective value of the breakdown voltage should be analyzed and taken into account. |l eng |
| 588 | _ | _ | |a Dataset connected to Lobid/HBZ |
| 591 | _ | _ | |a Germany |
| 653 | _ | 7 | |a Durchschlagfestigkeit |
| 653 | _ | 7 | |a Feststoff-Isoliermaterialien |
| 653 | _ | 7 | |a mittelfrequente Spannung |
| 653 | _ | 7 | |a rechteckförmige Spannung |
| 700 | 1 | _ | |0 P:(DE-82)IDM06321 |a Leterme, Willem Paul |b 1 |e Thesis advisor |u rwth |
| 700 | 1 | _ | |0 P:(DE-82)050513 |a Niayesh, Kaveh |b 2 |e Thesis advisor |
| 856 | 4 | _ | |u https://publications.rwth-aachen.de/record/1025266/files/1025266.pdf |y OpenAccess |
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| 909 | C | O | |o oai:publications.rwth-aachen.de:1025266 |p openaire |p open_access |p VDB |p driver |p dnbdelivery |
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| Library | Collection | CLSMajor | CLSMinor | Language | Author |
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