Zur Messung von elektrischen Gleichfeldern im stationären Betrieb, beim Einschalten sowie bei Polaritäts-Umkehr in ölimprägnierten Gleichspannungs-Isoliersystemen

Abstract:
Es wird eine neue Methode zur Messung von elektrischen Gleichspannungs-Feldern (DC-Feldern) in gemischten ölimprägnierten Isoliersystemen vorgestellt. Die Methode ist geeignet, in HGÜ-Isoliersystemen, z. B. in HGÜ-Transformatoren und Drosselspulen, Messungen der elektrischen DC-Feldstärke im Ölraum vorzunehmen. Diese Isoliersysteme werden mit Hilfe von Rechenmodellen entwickelt, die die elektrische Leitfähigkeit und die dielektrischen Eigenschaften der verwendeten Isolierstoffe unter unterschiedlichen Bedingungen, wie z.B. elektrische Feldstärke, Alterungszustand und Temperatur berücksichtigen. Die Materialeigenschaften der verwendeten Materialien werden üblicherweise in aufwändigen Messreihen ermittelt. Basierend auf den Materialeigenschaften (Dielektrizitätszahl ε und Leitfähigkeit κ) werden Rechenmodelle erstellt, die es ermöglichen, die auftretenden elektrischen Beanspruchungen des Isoliersystems im stationären Betrieb, beim Einschalten und bei Polaritätswechsel zu berechnen. Diese Berechnung ist mit einigen Unsicherheiten behaftet, da es im realen Isoliersystem zu weiteren Effekten, wie Polarisation sowie der Bildung von Flächen- und Raumladungen kommt, die in den Modellen evtl. nicht ausreichend berücksichtigt werden können. Daher ist es sinnvoll, die elektrische Feldstärke im Isoliersystem bei Gleichspannung, sowie bei Polaritätswechsel zu messen und diese Messung mit der Simulation, die auf den o.g. Rechenmodellen basiert, zu vergleichen, um Sicherheit über die verwendeten Berechnungsmethoden zu erhalten und diese ggf. anzupassen. Dieser Beitrag stellt verschiedenen Möglichkeiten vor, elektrische Gleichfelder zu messen. Ein Sensor zur Messung von elektrischen Gleichfeldern unter Öl wird vorgestellt und es werden erste Messungen der elektrischen Feldstärke in einer Testanordnung dargestellt.