2002 - 2003 - Fachgebiet Hochspannungstechnik

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wurde der in Bild 2 prinzipiell beschriebene Aufbau verwendet. Dabei wurde nach einer
Gleichspannungsformierung der Kabelprüflinge mit 1 kV sowie optional mit 3 kV für die
U DC
Bild 2
Umgebungsbedingungen durchgeführt.
Der Messablauf erfolgte
vollautomatisch, so dass vergleichbare
Messzyklen realisiert werden
konnten. Im Anschluss an die Relaxationsstrommessungen
wurden die generierten
Messkurven geeignet weiterverarbeitet,
um charakteristische Kenngrößen
zur Auswertung zu erhalten. Dazu
wurden die im Zeitbereich ermittelten
Messdaten zunächst mit einem Ausreißertest
nach Nalimov bearbeitet und anschließend
unter Verwendung von Gleichung (1)
nach einer modifizierten Methode des
Simulated Annealing angenähert.
3
() t = I0
+ ∑
i=
1
−t
τi
i a ⋅ e
(1)
depol.
A
R L
R K
R M
i
Kabelprobe
Messwerterfassungssystem
denz ist für die jeweiligen Zeitkonstanten unterschiedlich ausgeprägt, so dass von
verschiedenen Relaxationsmechanismen mit unterschiedlichem Temperaturverhalten auszu-
Prinzipieller Messaufbau zur Erfassung von
Relaxationsströmen
Dauer von 30 min und daran anschließender
Kurzschlusszeit von
5 s der Entladestrom der Prüfkapazität
über 30 min aufgezeichnet.
Alle Messungen wurden in einer
geschirmten Versuchszelle mit
einem durchschnittlichen Störpegel
von etwa 4 pA bei klimatischen
Bild 3 a) - c) Relaxationszeitkonstanten τ 1...3
nach einer 5000 h Alterung mit
13,1 kV/mm und Temperaturen
zwischen 20 und 130 °C
Ohne Einsatz von empirischen Startwerten
wurde dabei durch Multistartvarianten mit
Zufallszahlen sowie deterministischer Akzeptanzfunktion
eine iterative Prozedur zur
Bestimmung globaler Optima der Gleichungsparameter
implementiert. Die in den
Diagrammen dargestellten Werte der Zeitkonstanten
τ 1...3 repräsentieren die Mittelwerte
und Stichprobenstandardabwiechungen
von jeweils 5 Auswertungsdurchgängen.
In den Bildern 3 a) bis c) sind die ermittelten
Relaxationszeitkonstanten τ 1...3
von Kabelproben nach einer 5000 stündigen
Alterung mit einer elektrischen Feldstärke
von 13,1 kV/mm und Temperaturen zwischen
20 und 130 °C dargestellt. Den Diagrammen
ist zu entnehmen, das die eingezeichneten
Ausgleichskurven der Zeitkonstanten
ansteigendes Verhalten mit zunehmender
Temperatur aufweisen. Diese Ten-
τ1 / s
τ2 / s
τ3 / s
20
16
12
8
4
0
100
80
60
40
20
0
1000
800
600
400
200
E A
t A
E A
t A
E A
t A
= 13,1 kV/mm
= 5000 h
= 13,1 kV/mm
= 5000 h
= 13,1 kV/mm
= 5000 h
0 20 40 60 80 100 120 140
Temperatur / °C
a)
b)
c)