Kunststoffe in industriellen LVDC-Netzen – Alterungs- und Kunststoff-Metall Wechselwirkungseffekte

Abstract:
Mit steigenden Marktanteilen erneuerbarer Energien, dem Bedarf an Energiespeicherung und Nachhaltigkeitsaspekten wie Energie- und Materialeffizienz sind Niederspannungs-Gleichstromsysteme für den Einsatz in nachhaltigen Fabriken hochinteressant. Hier wird ein direkter Energieaustausch mit weniger Komponenten und Verlusten erwartet, während höhere Anteile an erneuerbaren Energien mit reduzierten Spitzenleistungen genutzt werden können. Typische polymere Gehäusematerialien, die in E&E-Anwendungen eingesetzt werden, wurden oft speziell für Wechselstromanwendungen entwickelt und untersucht. Bei der Verwendung von Gleichspannungen bis zu 1000 V können die Auswirkungen auf Kunststoffe aufgrund des fehlenden periodischen Wechsels des Feldes anders sein als bei Wechselstromanwendungen. So können Polarisationsprozesse, Feldüberhöhungen, Migrationseffekte etc. das Langzeitverhalten der Kunststoffe und die Kunststoff-Metall-Wechselwirkungseigenschaften beeinflussen. Im Rahmen des Projektes DC-INDUSTRIE2 wurde das thermisch-elektrische Langzeitverhalten typischer thermoplasti-scher E&E-Isolationsmaterialien hinsichtlich mechanischer, elektrischer und stofflicher Eigenschaften untersucht. Darüber hinaus wurden Metall-Kunststoff-Wechselwirkungseffekte unter LVDC-Belastung in feuchtem Klima für dieselben Isolationsmaterialien und typische Kontaktmaterialien untersucht. Der Beitrag stellt die verschiedenen Beobachtungen und Ergebnisse zusammenfassend dar, zeigt Grenzen und Möglichkeiten auf und dokumentiert den Bedarf an weiteren Untersuchungen für polymere Isolationsmaterialien in LVDC-Anwendungen.