Untersuchung der Frequenzabhängigkeit von Permittivität und Verlustfaktor von harzimprägnierten Aramidfasern

Abstract:
Mittelspannungsgleichstrom (MVDC) Netze können eine mögliche Lösung zur effizienten Einbindung dezentraler Erzeugungsanlagen sein. Um die Verluste bzw. Baugröße von Transformatoren in den DC/DC Wandlern der MVDC Netze zu reduzieren, ist ein Betrieb mit rechteckförmigen Spannungen und Frequenzen zwischen 1 kHz bis 10 kHz denkbar. Unter diesen Betriebsbedingungen muss das Isoliermaterial des Transformators untersucht werden, da der Einfluss einer rechteckförmigen Spannung auf die Isolationsfestigkeit bislang nicht hinreichend untersucht ist. Innerhalb des Papers erfolgen die Ermittlung der Permittivität und des Verlustfaktors sowie die Analyse der Verlustleistungsdichten in Abhängigkeit der Frequenz. Die Verlustleistungsdichten zeigen eine signifikante Zunahme im betrachteten Frequenzbereich. Diese wird zum einen durch die Frequenzsteigerung und zum anderen durch die Veränderung der Spannungsform im Vergleich zu konventionell betriebenen Ortsnetztransformatoren hervorgerufen. Die Verlustleistungsdichten der Isoliermaterialien liegen im Bereich der Kernverlustleistungsdichte, sodass die Isolationsverluste bei einem leistungselektronisch gespeisten Transformator gegebenenfalls zu berücksichtigen sind.