Der Erdschluss zählt in Freileitungsnetzen schon immer zu den am häufigsten auftretenden Fehlern. Für einen zuverlässigen Betrieb der elektrischen Netze ist es daher von hoher Bedeutung, dass diese Fehler keine Kundenabschaltungen hervorrufen. Im Idealfall verlöschen die entstehenden Erdschlusslichtbögen von selbst. Um dies zu erreichen, wird in den meisten Verteilnetzen in Deutschland eine Erdschlussspule eingesetzt. Die Erdschlussspule bildet mit den Leiter-Erde-Kapazitäten des Netzes einen Parallelschwingkreis, dessen Resonanzfrequenz ungefähr 50 Hz beträgt. Die Erdfehlerschleife ist dadurch bei 50 Hz sehr hochohmig und die Höhe des Fehler-stroms (der Erdschlussreststrom) wird stark reduziert. Der Einfluss der Erdschlussspule selbst auf die Oberschwingungsanteile des Erdschlussreststroms ist vernachlässigbar. Daher tritt bei Erd-schlussversuchen immer wieder der Effekt auf, dass ein sehr hoher Effektivwert des Erdschluss-reststroms gemessen wird, obwohl die Erdschlussspule sehr gut auf die Netzkapazität abgestimmt ist. In diesen Fällen ist dann in der Regel der Anteil der Oberschwingungen im Erdschlussreststrom die effektivwertbestimmende Größe. Daher wurde in den vergangenen Jahren nach Möglichkeiten gesucht, den Oberschwingungsanteil im Erdschlussreststrom zu unterdrücken. Bei der Unterdrü-ckung der Oberschwingungsanteile kommen im Wesentlichen leistungselektronische Filtereinheiten zum Einsatz. Die meisten dieser Einrichtungen haben das Versuchsstadium jedoch nicht über-wunden. Ein Grund dafür besteht in der hohen Komplexität der benötigten Anlagen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht deshalb darin, zu untersuchen, ob rein passive Schaltungen, beste-hend aus Reihen- und Parallelschwingkreisen, geeignet sind, um mit geringem Aufwand die domi-nanten Oberschwingungsanteile im Erdschlussreststrom ausreichend zu reduzieren. Diese Schal-tungen werden in der vorliegenden Arbeit Kompensationsnetzwerke genannt. Auch soll gezeigt werden, ob bei variabler Netzgröße eine Anpassung der einzelnen Schaltungselemente notwendig ist. In dieser Arbeit wird als Ursache für hohe Oberschwingungsanteile im Erdschlussreststrom eine niedrige Impedanz der Erdschlussfehlerschleife, für die entsprechenden Frequenzen, identifiziert. Davon ausgehend werden verschiedene Kompensationsnetzwerke analysiert und bewertet, ob sie in der Lage sind die Impedanz der Fehlerschleife ausreichend zu erhöhen, sodass der Erdschluss-reststrom hinreichend reduziert wird. Zudem wird betrachtet, ob eine Anpassung der Netzwerkele-mente bei variabler Netzgröße notwendig ist. Daran anschließend werden Konzepte vorgestellt, wie eine solche Anpassung erfolgen könnte.

The insulation of the electrical equipment in medium and high-voltage grids is subjected to significant electrical and thermal stresses. The switching characteristic of the increasing number of power electronic devices in electric grids leads to the distortion of the voltage waveform which causes additional dielectric losses in insulation materials. The consequent dielectric heating and elevated temperatures present a risk of thermal breakdown and generally accelerated ageing. This manuscript presents how temperatures up to the glass transition and severely distorted sinusoidal voltages influence the dielectric losses in epoxy resin samples. The impact of additional dielectric losses is depicted and the risk of thermal runaway is assessed by comparing the distorted voltage stress to a pure sinusoidal oscillation. The ratio between the losses at distorted voltage and sinusoidal voltage declines with increasing temperature, reducing the risk of thermal runaway even at high temperatures and significant voltage distortion. A generalization of the risk assessment is given based on the discussion of the results and simple standardized measurement techniques.

The increasing propagation of power electronics technologies and the related operational equipment such as inverter-fed drives and solid-state transformers in electrical grids lead to growing harmonic distortion of the voltage waveform. Harmonics modify the shape of a voltage waveform but also affect the peak voltage despite constant RMS voltage. Resulting from this, it was previously found that harmonics not only have an influence on the partial discharge patterns and characteristics but also the lifetime of model insulations. The epoxy-mica main wall insulation of rotating electrical machines is partial discharge-resistant to certain extent. Nonetheless, severe production faults should be detected by partial discharge measurements as they may lead to accelerated ageing. The purpose of this contribution is to investigate the impact of harmonics on the partial discharge characteristics of the insulation system of rotating electrical machines in general and especially on a test object with an artificial void fault. An assessment of the partial discharge pattern and apparent charge measurement is given by analyzing the characteristics to harmonic waveform parameters that incoporate peak alteration and shape modification. It is shown that the voltage shape and gradients play a subordinate role compared to the voltage peak altering effect of harmonics. The effects are more pronounced with the test object with an artificially introduced fault.

This study shows that a concurrent active noise control strategy for engine harmonics and road noise has a complementary effect. In particular, we found that engine booming noise is additionally attenuated when road noise control is concurrently used with engine harmonics control; an additional attenuation of 2.08 dB and 1.25 dB for the C1.5 and C2.0 orders, respectively, was achieved. A parallel multichannel feedforward controller for non-stationary narrowband engine harmonics and broadband road noise was designed and implemented to reduce noise in all four seats. Two control signals were considered independent because the reference signals, engine revolution speed for the engine harmonic controller, and acceleration signal for the road noise controller are uncorrelated. However, if the reference sensor for the road noise controller is installed along the overlapping transfer path between the engine noise and road noise, the engine noise may also be suppressed by the control signal for the road noise attenuation. Based on transfer path analyses for both engine harmonics and road noise, the optimal positions for the reference sensors were selected. In addition, we identified several overlapping transfer paths between the engine booming noise and road noise. A practical active noise control system combined with a remote microphone technique was implemented for a large six-cylinder sedan using a vehicle audio system to evaluate the noise attenuation performance. The experiments showed that the interior noise from the engine and road excitation was effectively suppressed by the proposed concurrent control strategy..