Thermisch-elektrische Mischfeldbeanspruchungen in Isoliersystemen von Kabelprüfanlagen

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Seit langem ist für Hochspannungskabel die Prüfung mit niederfrequenten Spannungen von 0,1 Hz etabliert. Die Verfahren zur Erzeugung dieser Prüfspannungen lassen sich wesentlich in zwei Gruppen unterteilen. Spannungserzeugung mit Energierückgewinnung und Spannungserzeugung ohne Energierückgewinnung. Im zweiten Fall handelt es sich meist um sinusförmige Spannungen, wobei aufgrund technologischer Gegebenheiten die gesamte, dem Kabel aufgeprägte Energie der 0,1 Hz Prüfspannung in der Prüfanlage entladen werden muss. Die zu entladende Energie des Kabels wird in Wärme umgewandelt, welche aus der Prüfanlage abzuführen ist. Aktive elektrische Komponenten werden dadurch zusätzlich thermisch beansprucht. Die Auswahl geeigneter Isolierstoffe in den elektrischen Komponenten muss neben der Berücksichtigung der elektrischen Beanspruchungen der Isolierstrecken insbesondere unter Beachtung thermischer Bedingungen erfolgen. Die elektrische Beanspruchung der Isolierstrecken erfolgt durch Spannungen mit einer Frequenz von 0,1 Hz jedoch mit internen höherfrequenten Spannungsüberlagerungen. In dem Beitrag werden an einem praktischen Beispiel thermisch/ elektrische Wechselwirkungen zwischen aktiven elektrischen Baugruppen und umgebenden Isoliersystemen sowie Beanspruchungsgrenzen gezeigt, welche neben verarbeitungsbedingten Prozessen und falscher Wahl des Isoliersystems zu Schwachstellen führen, die einen Frühausfall der Komponenten auslösen können.