Design und Konstruktion eines Versuchsaufbaus für Alterungsversuche an originalen Generatorstäben bei simultaner Belastung mit mehrfachen Einflussgrößen

Abstract:
Für die Zustandsbewertung sowie die Abschätzung der Restlebensdauer von elektrischen Isolationssystemen in energietechnischen Betriebsmitteln ist die Kenntnis der vorherrschenden Alterungsmechanismen von besonderer Bedeutung. Bei Generatorstabisolierungen resultieren diese vor allem aus thermischen, mechanischen und elektrischen Belastungen, welche im Betrieb eines Generators im allgemeinen gleichzeitig auftreten und sich gegenseitig beeinflussen. Die Funktionsbewertung eines konventionellen oder neuen Isolationssystems erfolgt nach IEC 18-34-1. Hier werden Funktionsprüfungen mit mehreren, simultan einwirkenden Belastungsgrößen vorgestellt, ohne eine bindende Prüfnorm zu nennen, wie auch in der artverwandten IEC 792-1. Um das elektrische Isoliersystem von Generatorstatorstäben in realistischen Umgebungsbedingungen zu untersuchen, sollen Alterungsversuche mit simultaner elektrischer, mechanischer und thermischer Belastung durchgeführt werden. Die Versuchsaufbauten vorangegangener Arbeiten sind dabei technisch auf Versuche an Generatorstäben mit reduzierter Temperatur, mechanischer Schwingungsfrequenz oder verringertem Stabprofil begrenzt. Dementsprechend ist eine Übertragung der erhaltenen Messergebnisse auf entsprechende Stäbe mit Originalprofil notwendig. Diese Arbeit präsentiert die Konstruktion eines Versuchsaufbaus für Alterungsuntersuchungen an Isolationssystemen mit im reellen Betrieb auftretenden Umgebungsbedingungen bei simultaner Belastung von Generatorstäben mit realen Abmessungen, wie sie in konventionellen Generatoren eingesetzt werden (20 kV, 450 MVA). Der Versuchsaufbau ermöglicht darüber hinaus den Einsatz und die Entwicklung von Prüfgeräten für das Generatormonitoring.