Die Eignung von Diagnoseverfahren zur Beurteilung der Frühphase der Oberflächenalterung von Epoxidharz-Formstoffen bei simultaner elektrischer und klimatischer Beanspruchung
In dieser Arbeit wird das Oberflächenverhalten elektrischer Isolierstoffe am Beispiel von Epoxidharz-Formstoffen untersucht. Ausgehend von der chemischen Struktur und der Synthese der Epoxidharze und der daraus formulierten Formstoffe werden die für einen Isolierstoff wichtigen Eigenschaften erläute...
| Summary: | In dieser Arbeit wird das Oberflächenverhalten elektrischer Isolierstoffe am Beispiel von Epoxidharz-Formstoffen untersucht. Ausgehend von der chemischen Struktur und der Synthese der Epoxidharze und der daraus formulierten Formstoffe werden die für einen Isolierstoff wichtigen Eigenschaften erläutert. Die Alterungsphänomene werden abhängig von Faktoren wie Feuchtigkeit, Temperatur, UV-Strahlung, Teilentladungen in feuchter Luft betrachtet,die von elektrotechnischen Anwendungen her bekannt sind. Einen weiteren Schwerpunkt stellen komplexe Alterungsvorgänge dar. Dafür vorgeschlagene Modelle werden auf ihre Verwendbarkeit für die zeitgleiche Überlagerung einer elektrischen und einer klimatischen Beanspruchung diskutiert. Zur Erweiterung des Verständnisses des dielektrischen Verhaltens von Isolierstoffoberflächen bei Feuchtigkeitsbelägen werden außerdem Benetzungsphänomene untersucht. Die Alterung, wie sie in Innenraumschaltanlagen unter erschwerten klimatischen Bedingungen anzutreffen ist, wird mit beschleunigenden Alterungsverfahren nachgebildet sowie die Ergebnisse diskutiert und bewertet. Aus dem Erkenntnisstand leitet sich die Aufgabenstellung zur Untersuchung der Hydrophobie und Hydrophobiebeständigkeit von Epoxidharz-Formstoffen bei komplexer elektrischer und klimatischer Beanspruchung ab. Dabei sind entsprechende Prüfkörper beschleunigt und möglichst realitätsnah zu altern. Die bei der Alterung entstehenden Zersetzungsprodukte sind mit einer zu entwickelnden Analysemethodik qualitativ und quantitativ zu bewerten. Um eine allgemeingültige Aussage zum Verhalten von Epoxidharz-Formstoffen bei der Innenraum-Alterung zu erhalten, sind die Alterungsfaktoren Feuchtigkeit, elektrisches Feld und Teilentladungen in ihrer separaten als auch in ihrer komplexen Wirkung zu bewerten. Aus den Ergebnissen dieser Untersuchungen werden auf Basis der qualitativen und quantitativen Analysen die vorliegenden Alterungsprodukte identifiziert und ein phänomenologisches Modell der Alterungsfrühphase entwickelt. Das sich daraus ableitende Modell der Alterung in der Alterungs-Frühphase erlaubt die Entwicklung eines quantitativen Verfahrens zur Bewertung des Alterungszustandes eines Epoxidharz-Formstoffes. Basierend auf diesem Modell werden Möglichkeiten zur Einflussnahme auf die Oberflächeneigenschaften von Epoxidharz-Formstoffen für elektrische Isolierungen diskutiert und an Beispielen zur Modifizierung der Oberflächen sowie der chemischen Struktur dieser Formstoffe erläutert. |
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