2002 - 2003 - Fachgebiet Hochspannungstechnik

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Araldit-Harzsystem
Rütapox-Harzsystem
Blendur-Harzsystem
U TE
kV
15
10
5
Quarzmehl
Wollastonit
0
Bild 2
0 3 6 9 12 12a
n tW
0 3 6 9 12 12a
n tW
0 3 6 9 12 12a
n tW
TE-Einsetzspannung von sechs Reaktionsharzformstoffen in Abhängigkeit von der
Anzahl der thermischen Wechselbeanspruchungen
linge gemessen wurden. Anhand der Diagramme ist zu erkennen, dass für alle Formstoffe mit
den ersten drei Wechselbeanspruchungen ein mehr oder weniger deutlicher Rückgang der TE-
Einsetzspannungen zu verzeichnen ist. Spätestens nach dem sechsten Temperzyklus bleiben
sie dann nahezu konstant und zeigen auch nach der Ruhephase der Proben keine signifikanten
Veränderung. Offensichtlich werden bereits durch die ersten drei thermischen bzw. mechanischen
Beanspruchungen innerhalb der Probekörper diejenigen Fehlstellen erzeugt, welche die
TE-Festigkeit determinieren, so dass eine weitere mögliche Materialschädigung durch die folgenden
Beanspruchungen keine weiteren, mit Hilfe der TE-Einsetzspannungsbestimmung
detektierbaren Auswirkungen haben. Darüber hinaus ist den Diagrammen in Bild 2 zu entnehmen,
dass die TE-Festigkeit vor allem im Neuzustand der Materialien in erster Linie vom verwendeten
Harzsystem und weniger vom Füllstoff abhängig sind. Auf einem Harzsystem
basierende Formstoffe zeigen nahezu identische Kurvenverläufe, wobei die Rütapox-Systeme
vor allem im Neuzustand die weitaus höchsten und die Blendur-Formstoffe stets die niedrigsten
Einsetzspannungen aufweisen.
Weitere Information zur Entwicklung des TE-Verhaltens bei fortdauernden thermischen
Wechselbeanspruchungen kann den so genannten Ladungsamplituden/Phasenverteilungen
entnommen werden, wie sie in Bild 3 zu sehen sind. In diesen Diagrammen ist jede Teilentladung
mit ihrem scheinbaren Ladungsinhalt und ihrer Phasenlage zur Beanspruchungsspannung
mit einem Punkt gekennzeichnet. Je dunkler der Punkt, desto häufiger trat an dieser Position
ein Impuls auf. Wie bereits die Ergebnisse der TE-Einsetzspannungsuntersuchungen
gezeigt haben, geht vom verwendeten Füllstoff ein deutlich geringerer Einfluss aus, als vom
verwendeten Harzsystem. Daher sind in Bild 3 exemplarisch für beide Araldit-Formstoffe die
an einem mit Quarzmehl gefüllten Prüfling ermittelten Resultate dargestellt. Anhand der Diagramme
werden nun verschiedene Effekte deutlich. So nehmen die Häufigkeit und der mittlere
scheinbare Ladungsinhalt der TE-Impulse kontinuierlich mit steigender Anzahl der Temperzyklen
zu, was aus den größer und dunkler werdenden Entladungswolken hervorgeht. Erst
nach der Ruhephase der Probekörper nimmt insbesondere die Häufigkeit der aufgenommenen
Entladungen wieder ab. Hieraus lässt sich ableiten, dass durch die wiederholten thermisch
bedingten mechanischen Wechselbeanspruchungen Risse oder allgemein Fehlstellen in zunehmender
Anzahl innerhalb des Formstoffs im Hochfeldbereich erzeugt werden, was sich
folgerichtig in einer Zunahme der Impulsanzahl äußert. Zudem ist anzunehmen, dass sich
bereits vorhandene Fehlstellen bezüglich ihrer Abmessungen ausdehnen und somit unter Berücksichtigung
des kapazitiven Ersatzschaltbilds eines fehlstellenbehafteten Dielektrikums
auch ladungsintensivere TE-Impulse zu erwarten sind. Die Verringerung der TE-Aktivität
nach der Ruhephase der Prüflinge kann zwei Ursachen haben. So ist denkbar, dass während
der Probenherstellung innerhalb des Formstoffs eingefrorene mechanische Verspannungen im