Einfluss von Nanopartikeln auf das Electrical Treeing in Silikonelastomeren

Konferenz: Diagnostik elektrischer Betriebsmittel 2014 - Beiträge der 6. ETG-Fachtagung
25.11.2014 - 26.11.2014 in Berlin, Deutschland

Tagungsband: Diagnostik elektrischer Betriebsmittel 2014

Seiten: 5Sprache: DeutschTyp: PDF

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Autoren:
Köszegi, Andreas; Pepper, Daniel (Beuth Hochschule für Technik, Berlin, Deutschland)
Leistner, André (Polymerics GmbH, Berlin, Deutschland)
Heidmann, Gerd (IPH, Berlin, Deutschland)

Inhalt:
Silikonelastomere werden weit verbreitet bei Garnituren von Energiekabeln eingesetzt. Obwohl Silikone etwas beständiger gegenüber Teilentladungen (TE) sind, als die heute gängigen Kabelisolierungen aus VPE, bleiben Teilentladungen als Schädigungsmechanismus für das Betriebsverhalten der Garnituren wichtig. Eine Möglichkeit, das sog. Electrical Treeing in Silikonelastomeren zu verringern, könnte in der Beimischung von Nanopartikeln bestehen. Eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Silikonelastomers durch die Beimischung von Nanopartikeln [1], [2] könnte ebenfalls günstige, also hemmende, Auswirkung auf das Electrical Treeing zeigen. Zum einen könnte die TE-Einsetzspannung erhöht werden, was letztendlich die Belastbarkeit der Silikongarnituren ver-bessert. Zudem würde eine starke Verlangsamung des Tree-Wachstums die Lebensdauer einer geschädigten Garnitur verlängern und/oder die Wahrscheinlichkeit einer Erkennung der Teilentladungen bei Routineüberprüfungen erhöhen. [3] Im Zusammenhang mit einem TE-Monitoring an Garnituren würde eine Verlangsamung des Tree-Wachstums die erforderlichen Reaktionszeiten auf detektierte Teilentladungen verlängern und die zeitlichen Spielräume für Maßnahmen erhöhen. Die Wirksamkeit von Nanopartikel-Beimischungen wird an Spitze-Platte Modellprüfkörpern in Laborversuchen unter-sucht. Dazu wird das Silikonelastomer der Prüfkörper im Bereich vor der Nadelspitze mit oberflächenmodifizierten SiO2-Nanopartikeln gefüllt. Dabei soll die Modifizierung der Partikeloberfläche für eine Verbesserung der Kompatibilität mit der Silikonmatrix sorgen und eine Anbindung der Nanopartikel an das Elastomer sicherstellen. Unterschiedliche Parameter wie beispielsweise die Wachstumsgeschwindigkeit der Electrical Trees werden mit Messergebnissen von ungefüllten Silikonprüfkörpern verglichen.