Bestimmung von Leitfähigkeiten und dielektrischen Eigenschaften hoch beanspruchter HGÜ-Isolierwerkstoffe

Abstract:
Es wird eine neue Methode zur Bestimmung dielektrischer Eigenschaften von HGÜ-Isolierwerkstoffen (z.B. in Wechselrichtertransformatoren und Durchführungen) vorgeschlagen. HGÜ-Isoliersysteme sind elektrischen Verschiebungs- und Strömungsfeldern sowie transienten Belastungen ausgesetzt. Ihre Berechnung erfordert die Kenntnis der vollständigen dielektrischen Systemantwort, standardisierte Messungen von Leitfähigkeiten und Dieletrizitätszahlen sind deshalb nicht ausreichend. Es müssen v.a. auch Polarisationsmechanismen, Leitfähigkeiten, Nichtlinearitäten und Ionendrift bis zu hohen Feldstärken, bei unterschiedlichen Temperaturen und während langer Zeiten erfasst werden. Den HGÜ-Beanspruchungen entsprechend wird deshalb vorgeschlagen, das dielektrische Verhalten durch Sprungantwortmessungen im Zeitbereich in hochspannungsfesten Schutzringanordnungen zu erfassen. Die Messprozedur besteht aus der Erfassung von Polarisations- und Depolarisationströmen (PDC), welche die dielektrische Systeminformation enthalten und die mit verschiedenen Verfahren ausgewertet werden können. Isolierwerkstoffe sollen durch Messungen bei unterschiedlichen Feldstärken (1, 3, 10, 30 kV/mm) und Temperaturen (20, 50 und 90 °C) sowie bei ausreichend langen Messzeiten (10.800 s je Phase) charakterisiert werden. Materialien, die untereinander in Wechselwirkung treten, müssen unter vergleichbaren Bedingungen gemessen werden. Der Beitrag stellt Beispiele für Isolieröl, Pressspan und harzimrägniertes Papier (RIP) vor und zeigt den Einfluss der Materialeigenschaften auf das transiente und stationäre Verhalten von HGÜ-Isoliersystemen.