Durchschlags- und Teilentladungseigenschaften von Kunststofffolien und Isolierpapieren in Flüssigstickstoff

Abstract:
Resistive supraleitende Strombegrenzer (R-SFCLs) sind in der Lage, auftretende Kurzschlussströme in Energienetzen schnell und zuverlässig zu limitieren. Für den Einsatz von R-SFCLs in der Hochspannungsebene ab 110 kV muss die im Mittelspannungsbereich verwendete Anordnung von YBCO-Bandleitern in bifilaren Spulen hinsichtlich der Kompaktheit und der elektrischen Isolierung optimiert werden. Aus diesem Grund wurden die elektrische Festigkeit und die Teilentladungseigenschaften von verschiedenen Isolierpapieren und -folien beim Einsatz in flüssigem Stickstoff (LN2) untersucht. Hierbei zeigte sich, dass die Festigkeiten von Isolierpapieren in LN2 mit denen in Isolieröl vergleichbar sind. Für die untersuchten PET-Isolierfolien ergaben sich vergleichbare Festigkeiten, für die getesteten Kapton(r)-Materialien hingegen deutlich höhere Festigkeitswerte. Die Teilentladungsuntersuchung zeigte für die meisten Isolierpapiere ein ähnliches Verhalten wie für die untersuchten Kunststofffolien, wobei die Isolierpapiere bei Dicken bis 130 µm höhere Einsetzspannungen erreichten. Bei einem Isolierpapiertyp ließ sich eine gegenüber den anderen Papieren und Folien deutlich höhere Teilentladungsaussetzspannung ermitteln, weshalb dieser Typ in der untersuchten Anordnung als besonders geeignet für den Einsatz in LN2 erscheint.