direkt zum Inhalt springen

direkt zum Hauptnavigationsmenü

Sie sind hier

TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Forschung

Blick in die Labore der TU Berlin

Das perfekte Set für Science-Fiction

In der großen Hochspannungshalle werden Kabel getestet und Bauelemente der Hochspannungstechnik daraufhin geprüft, ob sie Blitzen standhalten

Blick in die Hochspannungshalle. Sie ist 40 Meter lang, 15 breit und 17 Meter hoch. Links im Bild die Greinacher-Kaskade
Lupe

Abgefahren, total abgefahren. Das schießt einem durch den Kopf, wenn man in der großen Hochspannungshalle der TU Berlin steht. Der in Rot und Blau strahlende Marx-Generator ragt zwölf Meter in die Höhe. An seinem oberen Ende befindet sich ein sogenannter Abschirmkörper, der aus runden, metallicfarben glänzenden Platten zusammengesetzt ist. Die Gleichrichterdioden der Greinacher-Kaskade, die der Unkundige erst einmal als Verstrebungen wahrnimmt, blitzen gelb. Die Anlagen wirken wie überdimensionierte Klettergerüste. Ein Traum für jeden Kinderspielplatz.

Es könnte aber auch das perfekte Set für einen Science-Fiction-Film sein.

Auch in diesem Jahr finden während der Langen Nacht der Wissenschaften spannende Experimente in der Halle statt
Lupe
Die Wechselspannungstransformatoren-Kaskade
Lupe

Dr. Marcus Schuchardt schmunzelt darüber, welche Assoziationen die Anlagen auslösen. Die große Hochspannungshalle ist das Forschungslabor der Wissenschaftler*innen des Fachgebiets Hochspannungstechnik von Prof. Dr.-Ing. Ronald Plath. Marcus Schuchardt leitet das Labor. Hier werden energietechnische Systeme und Betriebsmittel wie zum Beispiel Kabel oder Geräte zur Messung hoher Gleichspannungen sowie innovative Isoliersysteme für sehr hohe Spannungen entwickelt, getestet und geprüft.

Mit dem Marx-Generator werden künstlich Blitze erzeugt
Lupe

Der Star der Halle ist die Greinacher-Kaskade, ein Hochspannungsgenerator, mit dem Gleichspannungen bis zu 2,1 Millionen Volt erzeugt werden. Das ist bundesweit so ziemlich Spitze. „Er hat schon über 40 Jahre auf dem Buckel. 1964 aufgestellt, gehört er zur Erstausstattung der Halle und man könnte denken: der alte Schrott, aber ganz im Gegenteil“, so Marcus Schuchardt. Durch die damals verwendeten Bauelemente – Selendioden, die in dieser Art nicht mehr hergestellt werden – eignet er sich hervorragend, um sogenannte Teilentladungen zu erforschen, die in Hochspannungsnetzen auftreten und großen Schaden anrichten können. „Das Phänomen der Teilentladungen gibt uns gerade bei Gleichspannung noch viele Rätsel auf“, sagt Ronald Plath. Es ist eines seiner Spezialgebiete.

Bundesweit spitze: die Greinacher-Kaskade erzeugt Gleichspannungen bis zu 2,1 Millionen Volt
Lupe

Seine Renaissance verdankt dieser Hochspannungsgenerator der Energiewende. Fossile Energieträger wie Öl und Kohle sollen sukzessive ersetzt werden durch regenerative Energien wie Wind und Sonne. Für ihre Übertragung werden Gleichspannungsnetze benötigt.

Im hinteren Teil der Halle steht der Stoßspannungsgenerator, als Marx-Generator bekannt. Mit ihm werden künstlich Blitze erzeugt, um Bauelemente der Hochspannungstechnik dahin gehend zu prüfen, ob sie Blitzen standhalten. Der Hochspannungstechniker spricht von Stoßspannungen. Der Marx-Generator kann Stoßspannungen bis zu 2,8 Millionen Volt generieren.

Das dritte Prüfgerät ist die elf Meter hohe Wechselspannungstransformatoren-Kaskade. Sie liefert bis zu eine Million Volt bei 50 Hz und wird bei der Erforschung neuer Freileitungsarmaturen eingesetzt.

Das Team

Prof. Dr.-Ing. Ronald Plath, Leiter des Fachgebietes Hochspannungstechnik

Lupe

Auch wenn Deutschland bei der Energiewende das Wort führt, darf das nicht den Blick darauf verstellen, dass Deutschland und Europa längst nicht mehr der Nabel der energietechnischen Entwicklung sind. In China und Indien erreichen die maximalen Übertragungsspannungen sowohl bei Wechsel- als auch bei Gleichspannung zurzeit den Megavoltbereich. Wenn wir in Europa diesbezüglich keine gemeinsamen Anstrengungen zuwege bringen, werden sich die Zentren für Forschung und Entwicklung weiter in diese Länder verlagern. Dieser Trend besteht bereits, und er könnte sich verstärken.

Dr. Marcus Schuchardt, Laborleiter am Fachgebiet Hochspannungstechnik

Lupe

Meine Aufgabe ist es, die sehr komplexen Anlagen, die viel Fachwissen erfordern auf den Gebieten der Energietechnik, aber auch der Physik und Chemie, zu warten. Da die Grundausstattung der Hochspannungshalle aus den 1960er-Jahren stammt, muss nun einiges grundlegend modernisiert werden. Wir werden die komplette Steuerungstechnik durch eine neue ersetzen, die den heutigen Anforderungen an Personen- und Anlagensicherheit entspricht. Ich bin für die Planung und Koordination des Umbaus zuständig. Neben der Hochspannungshalle haben wir noch 14 weitere Labore, für deren einwandfreien technischen Zustand ich ebenfalls verantwortlich bin.

Florian Esterl, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Hochspannungstechnik

Lupe

Zur Energieübertragung über weite Strecken werden in den nächsten Jahren bis zu 700 Kilometer lange Energiekabelanlagen installiert, die mit bis zu 525 Kilovolt Gleichspannung betrieben werden. In unserem Hochspannungslabor untersuchen wir an präparierten Modellkabeln, ob zur Beurteilung der Kabel-Montagequalität das für Wechselspannung bewährte Prüfverfahren auch mit Gleichspannung sinnvoll eingesetzt werden kann. Solche Prüfverfahren sollen sicherstellen, dass die Wahrscheinlichkeit von kosten- und zeitintensiven Ausfällen der Kabelanlagen deutlich reduziert und die Versorgungssicherheit erhöht wird.

René Suchantke, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Hochspannungstechnik

Lupe

Um große Mengen elektrischer Energie vom Kraftwerk zum Erzeuger zu transportieren, werden zunehmend erdverlegte Hochspannungskabel verwendet. Die vom elektrischen Strom verursachten Wärmeverluste im Kabel sollen möglichst gering sein. Dies erreicht man durch spezielle Leiterkonstruktionen, bei denen die Verluste nicht mehr rechnerisch, sondern nur messtechnisch zu ermitteln sind. Um diese Verluste akkurat zu messen, benötigt man große leere Labore ohne Störeinflüsse wie das TU-Hochspannungslabor. Die genaue Kenntnis dieser Verluste hilft dabei, Kabelsysteme und damit ganze Energienetze genauer und damit sicherer auszulegen.

Sybille Nitsche, "TU intern" 13. April 2018

Zusatzinformationen / Extras

Direktzugang

Schnellnavigation zur Seite über Nummerneingabe

Diese Seite verwendet Matomo für anonymisierte Webanalysen. Mehr Informationen und Opt-Out-Möglichkeiten unter Datenschutz.