Verhalten von speziell dotierten Silikonschichten bei Gleichspannungsbeanspruchung

Inhalt:
Polymere Kabelisolierungen neigen bei Gleichspannungsbelastungen zur Ausbildung von Raumladungen im Dielektrikum. Bei der Polaritätsumkehr der anliegenden Spannung können diese Raumladungen Feldüberhöhungen bewirken, welche die elektrische Alterung des Kabels beschleunigen und im ungünstigsten Fall das Betriebsmittel zerstören können. Durch die betriebsbedingte Erwärmung des Kabels entsteht im Kabeldielektrikum ein Temperaturgradient, der dazu führen kann, dass es zur Feldstärkeumkehr entlang der Isolierstrecke kommt, was ebenfalls zur Feldstärkeüberhöhung im Dielektrikum beiträgt. Eine Lösung der genannten Probleme könnte darin bestehen, das Dielektrikum schichtweise senkrecht zur Richtung des elektrischen Feldes aufzubauen, wobei die einzelnen Schichten aus dem gleichen Ausgangsmaterial sind, jedoch über unterschiedliche Leitfähigkeiten verfügen. Die Leitfähigkeitsänderung kann dabei mit Hilfe von leitfähigen Zusatzstoffen in der Isolierung gesteuert werden. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung von derartigen Schichtdielektrika bei Gleichspannungsbelastung. Die einzelnen Schichten weisen unterschiedliche Leitfähigkeiten auf, die von der Temperatur und der Stärke des elektrischen Feldes abhängig sind.