Untersuchung auf dem Gebiet der elektrischen Isolierwerkstoffe
Hochschule Osnabrück, Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik
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Osnabrück
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Leistungstransformatoren spielen für die Zuverlässigkeit in der elektrischen Energieversorgung eine überragende Rolle. Zur Kühlung und Isolierung sind sie mit speziellem Isolieröl gefüllt. Zur Vermeidung von Teilentladungen mit zerstörerischer Wirkung in Hohlräumen werden ausschließlich mit Öl imprägnierbare Isoliermaterialien eingesetzt. Dies sind in heutigen Transformatoren Papiere oder Nomex für Leiterisolierungen, Pressspan für Isolierzylinder bzw. Winkelringe und Blockspan bzw. Kunstharzpressholz (KP-Holz)für Druckringe, Halterungen, Abstandsklötze etc.
Bei den Einsatzgebieten von Blockspan und Kunstharzpressholz treten häufig neben den dielektrischen Beanspruchungen auch extreme mechanische Beanspruchungen auf. Zur Erreichung der mechanischen Festigkeiten werden geschichtet aufgebaute Materialien, wie Blockspan und Kunstharzpressholz, verwendet. Die Grenzflächen zwischen den einzelnen Schichten dieser Materialien führen dabei zu einem begrenzten dielektrischen Verhalten. Die elektrische Festigkeit parallel zu den Schichten ist deutlich niedriger als senkrecht zu den Schichten. Eine große Rolle für einen Entladungseinsatz spielt außerdem die Grenzfläche zu dem umgebenden Isolieröl.
Mit diesem Forschungsprojekt soll das Verhalten an den Grenzschichten weiter erforscht und darüber hinaus Möglichkeiten zur Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften aufgezeigt werden. Zur Erreichung dieses Zieles werden aufwendige Computersimulationen durchgeführt und deren Ergebnisse durch zahlreiche Hochspannungsversuche verifiziert. Dabei sind auch Großversuche mit komplizierten Isolieranordnungen und Prüfwechselspannungen von 400 kV und Blitzstoßspannungen bis zu 1200 kV vorgesehen.