Entwicklung des Pulskreises für den vsurge NX8.1

(neuer Konstantenergie-Surge-Generator)

Der Stoss-Spannungsgenerator mit konstanter Pulsenergie VSS 500N6.x ist eines unserer Geräte, das überarbeitet werden muss. Er generiert Hochspannungsimpulse gemäss IEC 60255-27 mit einer Quellenimpedanz von 500 Ohm für transiente Überspannungsprüfungen von Schutzrelais (Protection Relais), wobei dieser fünf Prüfpegel (Test Levels) abdeckt. - Der bisherige Generator VSS 500N6.x erreichte eine max. Pulsspannung von 6kV. - Der künftige vsurge NX8.1 soll neu eine max. Pulsspannung von 8kV erzeugen. - Beim bisherigen Generator sind Komponenten der Steuerung obsolet; dieser kann maximal noch zwei Jahre gebaut werden und muss daher durch den vsurge NX8.1 ersetzt werden. Unser Unternehmen (AMETEK CTS) ist spezialisiert auf die Entwicklung und Produktion unterschiedlichster EMV-Testsysteme. Zum Portfolio gehören u.a. Hochspannungs-Generatoren, die zur Prüfung gemäss diversen Normen eingesetzt werden. Die sorgfältige Ausarbeitung eines Konzeptes, intensives Studium aller relevanten Normen und die Auswahl aller benötigten Komponenten inkl. Durchführung aller Berechnungen und Tests, mündeten in der Erstellung einer funktionsfähigen Leiterplatte. Der Aufbau und die Inbetriebnahme des Prototyps inkl. erster Messresultate waren weiterführende Ziele, die erreicht wurden.

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Reflexion

Die Entwicklung einer Hochspannungsplatine stellt eine nicht zu unterschätzende Herausforderung dar. Im Verlaufe des Entwicklungsprozesses mussten Normen gelesen, verstanden, angewandt und Berechnungen durchgeführt werden.

Allen Vortests gingen gründliches Studium und Interpretation der Datenblätter voraus, welche ein unverzichtbares Instrument zur Lösungsfindung darstellte. Die gründlich durchgeführten Tests der Komponenten waren zeitintensiv, aber unabdingbar.

Die Koordination aller firmeninternen Ansprechstellen stellte eine weitere Herausforderung dar, denn aufgrund der COVID19-Krise stehen viele Mitarbeiter unter Kurzarbeit. Darüber hinaus mussten auch persönlicher Urlaub von Schlüsselpersonen berücksichtigt werden.

Ein grosses Mass an Geduld war aufzubringen, bis Lösungsvorschläge vorgelegt werden konnten, die den nicht zu unterschätzenden, aber unbedingt einzuhaltenden Spannungsabständen gerecht wurden.

Darüber hinaus war es mir gelungen, die Leiterplatte zu bestücken, einen funktionierenden Prototyp aufzubauen und all meine getätigten Überlegungen mittels Messungen zu belegen.

Schlusswort

Eine ausserordentlich intensive Zeit ist nun zu Ende gegangen. Viele Hürden und Herausforderungen konnte ich erfolgreich meistern. Ich bin stolz auf das Erreichte, denn innerhalb eines Drittels der Zeit, die üblicherweise für die Entwicklung eines Generators benötigt wird, kann ich einen funktionierenden Prototyp vorlegen.

Es ist eine Freude, erleben zu dürfen, wie gut die Zusammenarbeit in unserer Entwicklungsabteilung funktioniert. Denn alle beteiligten Personen sind sehr interessiert am Projekt und haben mitgeholfen, zielsicher der Lösung zuzustreben.

Ja, meine Zielsetzung war hochgegriffen. Das Kernziel meiner Arbeit bestand darin, die Leiterplatte zu designen. Aber mein Wunsch war es, einen funktionierenden Prototyp in den Händen halten zu dürfen. Dieses Ziel habe ich erreicht!

Lediglich die Umsetzung der formalen Vorgaben der Schule sind mir relativ schwergefallen, da diese Aspekte aus meiner Sicht nur ungenügend vermittelt wurden. Allerdings wussten wir seit Februar darüber Bescheid, also hätte ich mich vielleicht etwas früher darum bemühen sollen, diese auch zu verstehen. Ich hätte mir diesbezüglich mehr Infos und Unterstützung seitens der Schule gewünscht.

Alles in allem war es eine Erfahrung, die ich nicht missen möchte. Ich konnte mir viel neue Kompetenzen aneignen, die mir auf meiner weiteren beruflichen Laufbahn dienlich sein werden. Diese Diplomarbeit wird stets in Erinnerung bleiben.

Dominik Baumgartner

Elektrotechniker HF

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