Hochspannungstechnik

Hochspannungstechnik ist das Teilgebiet der Elektrotechnik, das sich mit Erzeugung, Übertragung, Umwandlung, Prüfung und Sicherheit von elektrischen Spannungen im Bereich von kilovolt und mehr befasst. In der Fachsprache unterscheidet man Hochspannung (HV), Hochspannungstransport und Extra-Hochspannung (EHV), wobei EHV üblicherweise Spannungen über 1000 kV umfasst.

Anwendungsfelder sind die Übertragung elektrischer Energie über Hochspannungsleitungen, Umspannwerke, Hochspannungsschalter und die damit verbundene Isolationskoordination. Auch in der Forschung kommen HV-Systeme zum Einsatz, etwa in Teilchenbeschleunigern, Röntgeneinrichtungen und in der Medizin. Industrieanwendungen umfassen Hochspannungstests an Bauteilen wie Transformatoren, Isolatoren, Kabeln und gasisolierten Schaltanlagen (GIS).

Zentrale Bauteile sind HV-Quellen (Generatoren, Impulsgeräte), HV-Leiter, Isolatoren aus Porzellan, Glas oder Verbundwerkstoffen, sowie Kabel mit extrudierter Isolierung. Die Isolationsumgebung erfolgt in Luft, Vakuum oder Gasen. Überspannungsschutz umfasst Funkenstrecken, Überspannungsableiter und ähnliche Vorrichtungen. Die Gestaltung erfordert sorgfältige Isolationskoordination unter Berücksichtigung von Abständen, Kriechstrecken und Oberflächenbelastung.

Sicherheit: Hochspannungsanlagen bergen erhebliche Gefahren für Personen und Infrastruktur. Bauliche Maßnahmen, Sperrbereiche, Schutzabdeckungen, Belüftung und persönliche Schutzausrüstung sind zentrale Bestandteile von Betrieb und Instandhaltung. Normen wie IEC 60071 (Isolationskoordination) und IEC 60060 (Hochspannungsprüfungen) geben Anforderungen an Planung, Betrieb und Prüfung vor.

Messung und Prüfung umfassen Gleich- und Wechselspannungsprüfungen, Impulsprüfungen (z. B. Blitz-/Lichtbogenimpulse) sowie Tests auf Teilentladungen und Langzeitalterung. Moderne HV-Anlagen nutzen zudem Simulation, Datenanalyse und Zustandsüberwachung zur Sicherung der Betriebssicherheit.