Verbesserung des Außenglimmschutz von zunehmend hoch beanspruchten rotierenden elektrischen Maschinen zur dauerhaften Unterbindung von Erosion

Abstract:
Das Hochspannungs-Isoliersystem elektrischer rotierender Maschinen erfährt während des Betriebes unterschiedliche, sich überlagernde Belastungen. Diese Belastungen bewirken in den Komponenten des Isoliersystems Veränderungen, die als betriebsimmanente Alterung oder spontane Schädigung zur Verschlechterung zum Beispiel seiner elektrischen Eigenschaften führen können. Große Turbogeneratoren können durch das sich zunehmend verändernde Last- und Einspeiseprofil des elektrischen Energieversorgungsnetzes erhöhte Belastungen durch erforderliche dynamische Fahrweise erfahren. Dies kann im Isoliersystem des Stators und insbesondere am Außenglimmschutzsystem als eine seiner Komponenten zu einer Beeinträchtigung seiner Funktion als Feldsteuerelektrode führen. Im Ergebnis wird seit einigen Jahren ein Phänomen an luftgekühlten Maschinen beobachtet, welches durch energiearme, oberflächliche elektrische Entladungen gekennzeichnet und als eine Erosion zu beschreiben ist. Als wesentliche Einflussfaktoren kristallisierten sich Temperatur, elektrische Feldstärke sowie die Eigenschaften des Außenglimmschutz-Materials selbst heraus. In Erwartung noch steigender Anforderungen durch höhere thermische und elektrische Belastungen an rotierenden Maschinen muss eine Ertüchtigung des Isoliersystems angestrebt werden. Die Qualität eines Außenglimmschutzes im Betrieb hängt wesentlich von seiner materialspezifischen Beständigkeit gegen erosive elektrische Entladungen ab. Im Rahmen dieser Arbeit wird dargelegt, wie die Eigenschaften eines auf innovativer Technologie basierenden Außenglimmschutz-Materials soweit verbessert werden konnten, dass ein Auftreten von Erosion selbst an noch höher elektrisch und thermisch belasteten luftgekühlten Maschinen in Zukunft ausgeschlossen werden kann.