Grenzflächenpolarisation in der Öl-Papier-Isolierung bei Belastung mit hoher Gleichspannung

Inhalt:
Zur Beschreibung des dielektrischen Verhaltens der Isolierwerkstoffe ist die RC-Netzwerkmethode Stand der Technik. Sie ermöglicht für den Fall der Belastung mit Wechselspannung eine sehr gute Modellierung. Bei Belastung mit hoher Gleichspannung kann die Methode ebenfalls Ergebnisse liefern – allerdings werden experimentell ermittelte Feldstärkeverteilungen und Strom-Zeit-Verhalten in vielen Fällen nicht genau genug nachgebildet. Die unterschiedlichen Grenzflächenpolarisationen sowohl zwischen Öl und Papier als auch zwischen Öl und Metallelektrode sind wesentlich für das dielektrische Gesamtverhalten und dabei stark nichtlinear. Mit der Anwendung der Poisson-Nernst-Planck-Gleichung wird eine Methode vorgestellt, welche die Modellierung von Leitfähigkeit und Grenzflächenpolarisation ermöglicht. Die Ergebnisse liefern dabei eine neue Sichtweise auf die dielektrischen Vorgänge im Öl-Papier-Isoliersystem.