Elektrische Feldstärkeänderung im Zweistoffdielektrikum Isolieröl + ölimprägniertes Papierdurch Ladungsverschiebung

Inhalt:
Aufgrund des zunehmenden Einsatzes von HGÜ und Leistungselektronik in der elektrischen Energieübertragung erfahren elektrische Isoliersysteme transiente Beanspruchungen neben der bekannten Wechselspannung. Insbesondere lange Gleichspannungsbeanspruchung oder das schnelle Wechseln der Polarität kann ein Ölisoliersystem stark beanspruchen. Denn im Gegensatz zu Feststoffen ist im Isolieröl von einer Wanderung langsamer und ungebundener Ladungsträger, die Raumladungen ausbilden können, auszugehen. In der Zweistoffanordnung aus Isolieröl und ölimprägniertem Papier ist daher eine Raumladungsansammlung von ungebundenen Ladungsträgern aus dem Isolieröl vor dem ölimprägnierten Papier zu erwarten. Diese Raumladungszone vor dem ölimprägnierten Isolierpapier verschiebt die elektrische Feldstärke vom Isolieröl in das ölimprägnierte Papier. Für die Auslegung solcher Isoliersysteme ist ein quantitatives Wissen über die Feldstärkeänderung bezüglich Zeit und Intensität erforderlich. Daher wird in diesem Beitrag das Verhalten der Ladungsanlagerung nach dem Zu- und Abschalten einer zeitlich langen Gleichspannung untersucht. Es werden Messungen des Polarisations- und Depolarisationsstroms und die direkte Messung der elektrischen Feldstärke mit einer Feldmühle vorgestellt. Die Messergebnisse werden genutzt um die Feldstärkeverschiebung vom Isolieröl in das ölimprägnierte Papier über die Zeit quantitativ zu beschreiben.