Inhaltszusammenfassung

Aufgrund technologischer, politischer und sozialer Aspekte stellen polymere Kabelsysteme für die Anwendung in der Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) das Rückgrat einer nachhaltigen Energieversorgung dar. Die scheinbare Leitfähigkeit polymerer Isolierstoffe repräsentiert den maßgebenden Parameter für die elektrische Feldbeanspruchung und wird durch mannigfaltige extrinsische und intrinsische Einflussparameter wie die Temperatur oder die elektrische Feldstärke bestimmt. Die Weiterentwic...Aufgrund technologischer, politischer und sozialer Aspekte stellen polymere Kabelsysteme für die Anwendung in der Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) das Rückgrat einer nachhaltigen Energieversorgung dar. Die scheinbare Leitfähigkeit polymerer Isolierstoffe repräsentiert den maßgebenden Parameter für die elektrische Feldbeanspruchung und wird durch mannigfaltige extrinsische und intrinsische Einflussparameter wie die Temperatur oder die elektrische Feldstärke bestimmt. Die Weiterentwicklung der Isolationssysteme zu höheren Systemspannungen, die Integration neuartiger Isolierstoffe und die Eruierung von Methoden zur Qualitätssicherung erfordern angewandte Verfahren zur Leitfähigkeitsanalyse unter Würdigung von betriebs- und prüfrelevanten Randbedingungen. In diesem Zusammenhang wird ein neuartiges Verfahren zur experimentellen Analyse der scheinbaren Leitfähigkeit unter temperaturdynamischen Beanspruchungen präsentiert. Die Anwendung des Verfahrens bestätigt sich im Rahmen der Erforschung von polymeren Isolierstoffen aus vernetztem Polyethylen und Silikonelastomeren. Durch Heranziehen verfügbarer mathematischer Modellierungsansätze gelingt die Beschreibung von materialcharakteristischen Eigenschaften der betrachteten Isolierstoffe. Darüber hinaus erfolgt die experimentelle Evaluierung und mathematische Beschreibung der Feldstärkeabhängigkeit der scheinbaren Leitfähigkeit. Additiv findet eine Synthese der experimentellen Untersuchungsergebnisse statt, welche erweiterte mathematische Modellierungsgleichungen unter Berücksichtigung einer vom Isolierstoff und Herstellungsprozess definierten Temperatur-, Feldstärke- und Zeitabhängigkeit der scheinbaren Leitfähigkeit abbildet. Die Signifikanz der dargelegten Verfahren zeigt sich deutlich bei der Analyse von prozessrelevanten Einflussparametern, wobei erstmalig die experimentelle Darlegung, Verifikation und mathematische Beschreibung der Wirkung der Vernetzungstemperatur auf die Eigenschaften der scheinbaren Leitfähigkeit von Silikonelastomeren präsentiert wird. Die Forschungsergebnisse motivieren eine Bewertung der Einflussnahme derartiger Zusammenhänge auf die Feldbeanspruchung polymerer HGÜ-Kabelsysteme. Unter Zuhilfenahme numerischer Modellbildung erfolgt die Anwendung der synthetisierten und erweiterten Modellierungsgleichungen. Hierbei bestätigt sich die Bedeutung werkstoffspezifischer Einflussparameter auf die scheinbare Leitfähigkeit und die damit einhergehende elektrische Feldbeanspruchung polymerer Isolations- und Grenzschichtsysteme. Die Definition weiterführender Forschungsfragen schließt die Arbeit ab.» weiterlesen» einklappen

Autoren

Klassifikation

DFG Fachgebiet:
4.42 - Elektrotechnik und Informationstechnik

DDC Sachgruppe:
Ingenieurwissenschaften