Forschung

TU Ilmenau
Elektrische Festigkeit bei Mischspannungsbeanspruchung

Neben der Wechselspannung gewinnt die Gleichspannung in der Energieübertagung immer stärker an Bedeutung. Hochspannungsisoliersysteme in Energieübertagungsnetzen werden daher zukünftig durch Mischspannungen (Gleichspannung und überlagerte Wechselspannung) beansprucht. Die Frequenz der Wechselspannung reicht vom Niederfrequenzbereich (50 Hz) bis in den Mittelfrequenzbereich (bis 100 kHz). Die Beeinflussung der elektrischen Festigkeit unter Mischspannungsbelastung durch Vorentladungen oder die Bildung von Ladungen auf der Oberfläche der Isolierstoffe ist Gegenstand der Forschung.

Raumladungsmessung bei Mischspannungsbeanspruchung

Unter der Wirkung von Gleich- oder Mischspannungen können sich im Volumen von Isolierstoffen Raumladungen bilden. Diese verändern das elektrische Grundfeld und können so zu einem rascheren Versagen der Isolierstoffe führen. Zur Untersuchung der Raumladung soll ein PEA (pulsed electroacoustic method) Messsystem errichtet werden, mit dem die Raumladungsverteilung in Dielektrika bei Mischspannungsbelastung gemessen werden kann.

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FEM Simulationen physikalischer Vorgänge

Die Messungen in den Laboren werden durch FEM (Finite-Elemente-Methode) Simulationen unterstützt. Die Forschergruppe nutzt dazu Lizenzen zahlreicher kommerzieller Software zur Simulation verschiedener physikalischer Vorgänge. Neben der Berechnung elektrostatischer und elektrischer Strömungsfelder existieren Modelle, mit denen plasmaphysikalische Berechnungen von Entladungen und die Aufladung von dielektrischen Oberflächen möglich sind. Außerdem werden Strömungsvorgänge in dielektrischen Flüssigkeiten und deren thermisches Verhalten simuliert.