Untersuchung der Trocknungs- und Imprägniereigenschaften von Zellulosepapierisolationen mittels dielektrischer Diagnoseverfahren im Frequenz- (FDS) und Zeitbereich (PDC)

Abstract:
In diesem Beitrag wird auf die Trocknungs- und Imprägniervorgänge an Proben einer Öl-Papier-Isolierung eingegangen, welche sich an den für Hochspannungsgeräte eingesetzten Isoliersystemen orientiert. In Hinblick auf den Einsatz moderner, weniger umweltgefährdender Isolieröle ist es nötig, die bisher erfolgreich angewendeten Parameter bei der Trocknung und Imprägnierung zu überprüfen und gegebenenfalls anzupassen. Zur Erzielung optimaler elektrischer Eigenschaften des Mischdielektrikums muss das Papier vor der Imprägnierung einen intensiven Trocknungsprozess durchlaufen. Sowohl die Trocknung wie auch die anschließende Imprägnierung finden bei erhöhter Temperatur unter Vakuum statt. Das Voranschreiten des Trocknungs- beziehungsweise des Imprägniervorganges bei den Proben wird durch die Veränderung der dielektrischen Kenngrößen in Abhängigkeit von der Zeit verfolgt. Insbesondere die Frequenzanalyse des dielektrischen Verlustfaktors und der Kapazität ermöglichen es, die Einflüsse des Öls und des Papiers auf das Gesamtsystem separieren zu können. Hierzu wird die dielektrische Antwort der Isolieranordnung durch eine kombinierte Messung im Zeit- und Frequenzbereich ermittelt. Die messtechnische Erfassung dieser Kennwerte geschieht mit Hilfe eines hierfür entwickelten Prüfaufbaus. Um eine Verfälschung der Ergebnisse durch die in der Umgebungsluft enthaltene Feuchtigkeit zu vermeiden, werden die Messungen an den Proben unter Vakuum durchgeführt. Um die Veränderung des dielektrischen Verlustfaktors und der Kapazität während der Trocknungs- und der sich anschließenden Imprägnierphase erfassen zu können, erfolgt die Messung der dielektrischen Größen ebenso wie die Aufzeichnung der Umgebungsbedingungen kontinuierlich. Die Quantifizierung der verschiedenen Verarbeitungsparameter wie Druck, Temperatur, Trocknungs- und Imprägnierdauer bei unterschiedlichen Materialstärken und Isolierölarten liefern Erkenntnisse zu deren Einfluss auf die erreichbare Qualität des Isoliersystems.