Zustandsbewertung innerer Grenzflächen mittels Ultraschall

Abstract:
Bei Betriebsmitteln der elektrischen Energietechnik stellen Grenzflächen zwischen Materialien stets Schwachstellen für das Isoliersystem dar. Innere Grenzschichten, wie beispielsweise der Übergang einer Leitschicht zur Isolierung, sind hohen Feldstärken ausgesetzt, so dass bereits geringe Unregelmäßigkeiten zu Schädigungen der Isolation bis hin zum Ausfall des gesamten Betriebsmittel führen können. Die Ultraschalldiagnostik wird als Verfahren zur Zustandsbewertung innerer Grenzflächen in drei unterschiedlichen Einsatzgebieten vorgestellt. An Betriebsmitteln wie Verbund-Isolatoren oder Überspannungsableitern, die aus einem Kern aus GFK und einer Hülle aus Silikon-Elastomer bestehen, können bei unzureichender Haftvermittlung produktionsbedingte Ablösungen der Hülle vom Kern auftreten. Diese führen zu einer reduzierten Lebensdauer der Isolation. Solche Ablösungen lassen sich mittels Ultraschalltechnik über die Auswertung des gemessenen Ultraschallechos detektieren. An Kabeln und Kabelgarnituren können Leitschicht-Protrusionen auftreten, wodurch Feldinhomogenitäten und damit mittel- bis langfristig Materialschädigungen entstehen können. Modellhafte Untersuchungen an laborgefertigten Prüfkörpern und realen Betriebsmitteln zeigen die Detektierbarkeit solcher Inhomogenitäten. Bei Betriebsmitteln, die mit Epoxidharz vergossen werden, können sowohl Lunker an inneren Grenzflächen als auch Risse auftreten, welche durch Materialspannungen an den Grenzschichten Metall - Epoxidharz verursacht werden. Ultraschall-Untersuchungen solcher Inhomogenitäten zeigen das Potenzial der Detektierbarkeit dieser Materialschädigung.