Einfluss fluktuierender Ströme auf das Alterungsverhalten von Mittelspannungs- Kabelmuffen durch Teilentladungen

Conference: VDE-Hochspannungstechnik 2018 - ETG-Fachtagung
11/12/2018 - 11/14/2018 at Berlin, Deutschland

Proceedings: ETG-Fb. 157: VDE-Hochspannungstechnik

Pages: 6Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Jacob, Kai; Schufft, Wolfgang (TU Chemnitz, Professur Energie- und Hochspannungstechnik, Chemnitz, Deutschland)

Abstract:
Aufgrund der zunehmenden Errichtung von Windenergie- und Photovoltaikanlagen sind neue Netzanbindungen notwendig, um die erzeugte Energie an die Verbrauchszentren zu übertragen. Die meisten dezentralen Erzeugeranlagen speisen in das Mittelspannungsnetz ein, welches überwiegend aus Kabelsystemen mit den Schwachstellen, den Mittelspannungs- Kabelmuffen besteht. Diese besitzen eine komplexere Feldverteilung im Vergleich zum schwach inhomogenen Feld des Kabels an sich, was zu einem vorzeitigen Teilentladungseinsatz führen und einen fehlerfreien Betrieb gefährden kann. Diese Umstände bewirken in Verbindung mit einer im Durchschnitt höheren und stärker schwankenden Auslastung eine beschleunigte Alterung. Daher berichten Verteilnetzbetreiber von einer erhöhten Ausfallrate der von stärkeren Stromschwankungen betroffenen Kabelstrecken. Es wurde daher untersucht, ob und inwieweit der Verdacht einer beschleunigten Alterung von Mittelspannungs-Kabelmuffen berechtigt ist. Frühere Studien legen eine Beziehung zwischen der Häufigkeit sowie Höhe von Stromwechseln und Teilentladungen nahe, welche den Alterungszustand beeinflussen. Um einen Zugang zu diesem Problem zu finden, wurde ein thermisches Modell einer Mittelspannungs-Kabelmuffe basierend auf der Temperaturänderung infolge eines Stromsprungs erstellt. Dieses Modell wurde weiterhin verwendet, um die thermische Antwort auf authentische Stromkurven zu simulieren, wodurch die thermische Trägheit von Mittelspannungs-Kabelmuffen abschätzbar wird. Außerdem wurde eine montagefehlerbehaftete und eine betriebsgealterte Mittelspannungs-Kabelmuffe in eine entsprechende Messanordnung gebracht und gleichzeitig durch hohe Ströme und Spannungen beansprucht. Durch die Aufzeichnung von Teilentladungen sowie Temperatur-, Druck- und Luftfeuchtigkeitsdaten und deren Auswertung konnte nachgewiesen werden, dass die thermische Wechselbeanspruchung einen starken Einfluss auf die Entwicklung von Teilentladungen und damit auf die Alterung hat.