Bestimmung des Vernetzungsgrades in VPE-Isolierung mittels Ultraschall

Abstract:
Zur Isolation moderner Energiekabel wird überwiegend vernetztes Polyethylen aufgrund seiner exzellenten thermischen und elektrischen Eigenschaften eingesetzt. Durch die Vernetzung des Materials wird eine höhere thermische Belastbarkeit und somit eine höhere Übertragungsleistung ermöglicht. Da der komplexe Vernetzungsprozess nach dem Stand der Technik nur stichprobenartig überwacht werden kann, können Prozessfehler erst spät oder nicht erkannt werden. Da die Vernetzung eines Polymers die mechanischen und somit akustischen Eigenschaften des Materials ändert, ist der Einsatz von Ultraschallmesstechnik zur kontinuierlichen Prozessüberwachung denkbar. Basis der Verfahrensentwicklung ist die Kenntnis der akustischen Parameter des Isoliermaterials. Mittels Ultraschallmessungen an Blockprüfkörpern mit unterschiedlichen, definierten Vernetzungsgraden wird die Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit und der Schallkennimpedanz von dem Vernetzungsgrad bestimmt. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass bei bekannter Materialtemperatur eine Bestimmung des Vernetzungsgrades in XLPE mittels Ultraschall anhand der Schallgeschwindigkeit und der Schallkennimpedanz bereits möglich ist.