Romladningsdistribusjon i PEX HVDC kabelisolasjon - flate prøver og miniatyrkabel

• Main Author: Hallsteinsen, Lars Møllersen
• Format: Others
• Language: Norwegian
• Published: Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Institutt for elkraftteknikk 2012
• Subjects: ntnudaim:8268; MIENERG energibruk og energiplanlegging; Energiforsyning
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:no:ntnu:diva-19030

Fornybar energi fra offshore vindkraft krever ny infrastruktur for sammenknytning av forbruker og produsent. Denne sammenknytningen kan gjøres ved hjelp av HVDC sjøkabler. En kabeltype som er aktuell å bruke for landføring av den produserte elektriske energien er basert på kryssbundet polyetylen. I kryssbundet polyetylen er det flere aldringsmekanismer som kan være aktive og føre til redusert levetid for kabelen. En mulig bidragsyter til økt aldring er romladninger. For å bedre kunne forutsi og forbedre levetid for kryssbundede polyetylenkabler er det av interesse å studere romladningsdistribusjonen i de.Det ble gjennomført målinger på flate prøver og miniatyrkabel. Isolasjonen i flate prøver besto av polyetylenmaterialet LE4201 med elektroder bestående av halvledermaterialet LE0550 som katode og gull som anode. Isolasjonen i miniatyrkabel besto av polyetylenmaterialet LS4201S med halvledermaterialet LE0595 som katode og anode. Isolasjonen i flate prøver var rundt 0.2 mm tykke. Isolasjonen i miniatyrkabel var 1.75 mm tykk. Det ble gjennomført tre måleserier på flate prøver med henholdsvis 15, 20 og 25 kV/mm påtrykt elektrisk feltstyrke. Det ble gjennomført to måleserier på miniatyrkabel med 20 og 25 kV/mm gjennomsnittlig påtrykt elektrisk feltstyrke. Målemetoden som ble brukt for å detektere romladningene er den ikke-destruktive PEA-målemetoden(Pulsed Electro-Acoustic method).For å oppnå elektroderespons under kalibrering var det nødvendig med høye påtrykte elektriske feltstyrker ved både flate prøver og miniatyrkabel. Den målte elektroderesponsen for flate prøver og miniatyrkabel var lav, med stor signal- til støy-ratio, noe som førte til feilberegnede kalibreringsfaktorer. Disse kalibreringsfaktorene resulterte i forvrengning i fremstilling av akkumulert romladning og feltforsterkning.newlineDet ble gjort romladningsmålinger i flate prøver og miniatyrkabel med kontinuerlig påtrykt DC-spenning av og på. Amplitudedifferanser mellom spenning av og på i akkumulert romladning ble logget som rådata gjennom PEA-måleoppsettet. Differansene tilsier at det blir gjenværende mer ladninger i LS4201S enn i LE4201 når spenningen påtrykt over isolasjonen blir slått av.Isolasjonen i miniatyrkabelen blir kort tid etter igangsetting av måleseriene mettet av romladninger. Det detekterte romladningssignalet er preget av mye støy fra akustiske refleksjoner generert i grensesjiktene halvleder-isolasjon og halvleder-detekterende elektrode.Akkumulasjon av romladning i flate prøver er et resultat av injeksjon av elektroner og hull fra elektrodene og feltassistert ionisering av restproduktene fra kryssbindingen av de.