Parametrierbare FEM-Modelle von Glimmschutz-Systemen rotierender elektrischer Maschinen

Conference: VDE-Hochspannungstechnik 2016 - ETG-Fachtagung
11/14/2016 - 11/16/2016 at Berlin, Deutschland

Proceedings: ETG-Fb. 150: VDE-Hochspannungstechnik 2016

Pages: 6Language: germanTyp: PDF

Personal VDE Members are entitled to a 10% discount on this title

Authors:
Staubach, Axel; Hirsch, Holger (Universität Duisburg-Essen, ETS, Bismarckstr. 81, 47057 Duisburg, Deutschland)
Schmidt, Guido; Pohlmann, Friedhelm (Siemens AG, Rheinstr. 100, 45478 Mülheim an der Ruhr, Deutschland)

Abstract:
Eine wesentliche Komponente des Isoliersystems großer elektrischer rotierender Maschinen ist das so genannte Glimmschutzsystem. Wichtige Parameter insbesondere des Außenglimmschutzes (AGS) sind sein elektrischer Widerstand und die daraus resultierenden Belastungen durch elektrische Feldverteilungen, Ströme und lokal erzeugte Verlustwärme. Diese Parameter können mittels FEM dann plausibel ermittelt werden, wenn die FEM-Modelle und deren Vernetzung an die bisweilen sehr komplexe Schichtstruktur eines gewickelten Isoliersystems angepasst werden können. Die bisher erzeugten Modelle werden im Rahmen dieser Arbeit erweitert und verfeinert. Es werden die realen Wickelstrukturen mit sehr hoher Detailtiefe modelliert, so dass Überlappungsflächen von einzelnen AGS-Bändern nicht nur in ihrer Geometrie, sondern auch in ihrer elektrischen Wirkung durch richtungsabhängige Bandwiderstände und Kontaktwiderstände nachgebildet werden können. Es werden Ergebnisse von Simulationsrechnungen vorgestellt, welche mit unterschiedlichen Material- und Lastparametern durchgeführt wurden. Dabei wird gezeigt, dass die Auslegung von Glimmschutz-Systemen nicht allein vom elektrischen Widerstand, sondern wesentlich auch von deren Aufbau und der Wechselwirkung mit der darunterliegenden Hauptisolierung abhängt.