Experimentelle Untersuchungen zur mechanischen Alterung des elektrischen Isoliersystems von Generatorwicklungsstäben bei simultaner thermischer und mechanischer Belastung

Inhalt:
Bedingt durch die Integration dezentraler Erzeugung elektrischer Energie und den daraus resultierenden Erzeugungsarten, kommt es zu einem stark veränderten, schwankenden Belastungsprofil, welches zu einer erhöhten Beanspruchung der energietechnischen Betriebsmittel, wie z.B. Generatoren, führt. Insbesondere das elektrische Isoliersystem großer rotierender Maschinen wird in Form von mechanischen und thermomechanischen Krafteinwirkungen belastet. Letztendlich kann eine mechanische Überbeanspruchung zu einem elektrischen Durchschlag der Isolierung führen. Für die Zustandsbewertung des elektrischen Isoliersystems ist die Kenntnis der vorherrschenden Alterungsmechanischen von besonderer Bedeutung. Diese Arbeit präsentiert zeitraffende Alterungstests bei simultaner thermischer und mechanischer Belastung von Generatorwicklungsstäben. Die subzyklische Diagnose erfolgt mit Hilfe von Teilentladungs- und lokal aufgelösten Verlustfaktormessungen. Die Analysen ergeben bei einer Belastung mit der Temperatur ϑ < TG eine langsame Alterung ohne elektrisches Versagen der Isolierung bis 760 Stunden Beanspruchung. Bei einer Temperatur ϑ > TG kommt es zum elektrischen Durschlag der Generatorstabisolierung. Es wird gezeigt, dass eine mechanische Beanspruchung der Generatorwicklungsstäbe zur Rissbildung der Isolierung führen kann, was durch den Einsatz der Computertomographie verifiziert wird.