Elektrische Leitfähigkeit und dielektrisches Verhalten von Pressspan in HGÜ-Isoliersystemen
Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2016
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| Format: | UnknownFormat |
| Sprache: | ger |
| Veröffentlicht: |
Ilmenau
Universitätsverlag Ilmenau
2016
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| Schriftenreihe: | Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik
Band 16 |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
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Tag hinzufügen | Zusammenfassung: | Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2016 Die Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) wird als effektive Übertragungsart für große Leistungen immer wichtiger. Die Isoliersysteme von HGÜ-Betriebsmitteln werden sowohl mit Wechsel- als auch mit Gleichspannung beansprucht. Neben den Permittivitäten müssen dann auch die elektrischen Leitfähigkeiten der Materialien berücksichtigt werden. Das Isoliersystem von Konvertertransformatoren enthält ölimprägnierten Pressspan, welcher im Fokus dieser Arbeit liegt. Bisher bestand ein erhebliches Verständnisdefizit bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit und des dielektrischen Materialverhaltens von Pressspan. Besonders die dominanten Leitungsprozesse sind bislang nicht ausreichend verstanden. In dieser Arbeit werden die Leitungsprozesse Ionen-, Elektronen-Loch- und Protonenleitung am Pressspan diskutiert, sowie die relevanten Polarisationsmechanismen behandelt. Zur Erforschung des Materialverhaltens von Pressspan unter Gleichspannungsbelastung wurde dieser chemisch und physikalisch analysiert. Pressspan setzt sich mikroskopisch größtenteils aus den Komponenten Zellulose, Hemizellulosen und Lignin zusammen, und besteht makroskopisch aus einer Vielzahl von Fasern und Imprägniervolumina. Es wurden interdisziplinäre Messmethoden wie die UV/Vis-Spektroskopie und die Rasterelektronenmikroskopie angewandt, um relevante Materialinformationen zu erhalten und geometrische Verhältnisse im Pressspan abzuschätzen. Um einen Bezug zwischen der Struktur und den elektrischen Eigenschaften zu schaffen, wurden elektrische Leitfähigkeiten mittels Sprungantwortmessungen im Zeitbereich erfasst. Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten Einflussgrößen auf die elektrische Leitfähigkeit wurden in die anwendungstechnischen Parameter Wassergehalt, Temperatur und Feldstärke, in den mikroskopischen Parameter Ligningehalt sowie in die makroskopischen Parameter Dichte, Faserorientierung und imprägnierendes Fluid unterteilt. Der Wassergehalt hat den größten Einfluss auf das Materialverhalten von Pressspan, gefolgt von der Temperatur. Von nachgeordneter Bedeutung sind der Ligningehalt des Pressspans und dessen Dichte, die während der Zellstoff- bzw. Pressspanherstellung verändert werden können, woraus sich geänderte Leitfähigkeiten ergeben. Die Faserorientierung hingegen ist im Transformator kaum beeinflussbar. Ebenso kann sich die Feldstärkebelastung je nach Last und Leitfähigkeitsverhältnis von Öl zu Pressspan ändern. Die Quantifizierung und das Verständnis der Einflussfaktoren auf das elektrische Verhalten von Pressspan stellen den ersten Schritt da, um in Zukunft Materialien mit definierten Leitfähigkeiten und erwünschtem dielektrischen Verhalten für HGÜ-Betriebsmittel herzustellen. |
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| Beschreibung: | XII, 155 Seiten Illustrationen, Diagramme |
| ISBN: | 9783863601331 978-3-86360-133-1 |