Bewertung dynamischer Hydrophobieeigenschaften polymerer Isolierstoffe mit dem dynamischen Tropfen-Prüfverfahren unter Wechsel- und Gleichspannungsbeanspruchung:
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Dresden
TUDpress
2016
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT............................................................................................................................
II
UEBERSICHT........................................................................................................................IV
ABSTRACT..........................................................................................................................VI
1
EINLEITUNG............................................................................................................
1
2
ERKENNTNISSTAND.................................................................................................5
2.1 POLYMERE ISOLIERSTOFFE FUER DEN
HOCHSPANNUNGS-FREILUFTEINSATZ....................5
2.1.1
SILIKONELASTOMERE.........................................................................................
5
2.1.2
EPOXIDHARZ-FORMSTOFFE..................................................................................8
2.1.3
ETHYLEN-VINYLACETAT......................................................................................10
2.2 GRUNDLAGEN ZUR HYDROPHOBIE UND HYDRODYNAMIK POLYMERER
ISOLIERSTOFFOBERFLAECHEN..................................................................
..............
11
2.2.1 BENETZUNG VON
FESTSTOFFOBERFLAECHEN...........................................................
11
2.2.1.1 BETRACHTUNGEN AN HORIZONTALEN FESTSTOFFOBERFLAECHEN
.................................
11
2.2.1.2 BENETZUNG REALER FESTSTOFFOBERFLAECHEN
.......................................................
15
2.2.2 MESSTECHNISCHE
ERFASSUNG..........................................................................
18
2.3 ELEKTROHYDRODYNAMISCHE PROZESSE AUF
ISOLIERSTOFFOBERFLAECHEN...................22
2.3.1 ELEKTROHYDRODYNAMIK AUF HORIZONTALEN
ISOLIERSTOFFOBERFLAECHEN...................22
2.3.1.1 SINGULAERER TROPFEN
......................................................................................
23
2.3.1.2 TROPFENKETTEN, TROPFENBELAEGE
.....................................................................
29
2.3.2 ELEKTROHYDRODYNAMIK AN GENEIGTEN ISOLIERSTOFFOBERFLAECHEN
........................
31
2.4 ALTERUNGSPROZESSE IN DER ALTERUNGSFRUEHPHASE
...........................................
32
2.5 BEWERTUNG DYNAMISCHER
HYDROPHOBIEEIGENSCHAFTEN...................................35
2.5.1 BEWERTUNG DER HYDROPHOBIEBESTAENDIGKEIT
..................................................
36
2.5.2 BEWERTUNG DER
HYDROPHOBIEWIEDERKEHR......................................................46
2.5.3 BEWERTUNG DES
HYDROPHOBIETRANSFERS.........................................................
50
2.6 SCHLUSSFOLGERUNGEN AUS DEN VORLIEGENDEN ERKENNTNISSEN
..........................
52
3
AUFGABENSTELLUNG............................................................................................
53
4 VERSUCHS- UND
MESSTECHNIK..........................................................................
55
4.1 UNTERSUCHTE ISOLIERSTOFFE UND DEREN OBERFLAECHENSTRUKTUREN
......................
55
4.2 VERSUCHSANORDNUNGEN UND
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG.....................................60
4.2.1 BEWERTUNG DES
HYDROPHOBIEZUSTANDES........................................................
60
4.2.2 DYNAMISCHES
TROPFEN-PRUEFVERFAHREN..........................................................65
4.2.2.1 VERSUCHSAUFBAU UND
-DURCHFUEHRUNG............................................................65
4.2.2.2 ELEKTRISCHES FELD BEI
50-HZ-AC-BEANSPRUCHUNG.........................................70
4.2.2.3
WASSERLAGERUNG..........................................................................................
73
4.2.2.4
HYDROPHOBIETRANSFER...................................................................................
74
4.2.3 SALZNEBELPRUEFUNG AN PLATTENFOERMIGEN
ISOLIERSTOFFPROBEN.............................76
4.2.4 MODELLANORDNUNG ZUR BEOBACHTUNG ELEKTROHYDRODYNAMISCHER
PHAENOMENE..................................................................................................76
4.3 WEITERE VERSUCHS- UND
MESSTECHNIK.......................................................... 79
4.3.1
HOCHGESCHWINDIGKEITS-KAMERAMESSSYSTEM...............................................79
4.3.2 THERMOVISIONSKAMERA
.................................................................................
79
4.3.3
UV-KAMERASYSTEME.....................................................................................
83
4.4 STATISTISCHE AUSWERTUNG DER ERGEBNISSE
....................................................
87
5 PHAENOMENSTUDIEN AN TROPFEN AUF GENEIGTER, HYDROPHOBER
ISOLIERSTOFFOBERFLAECHE.....................................................................................
89
5.1 HYDRODYNAMIK IM
DTPV...............................................................................
89
5.1.1
UEBERBLICK.....................................................................................................
90
5.1.2
ELEKTROLYT.....................................................................................................
91
5.1.2.1 ZUSAMMENSETZUNG UND SPEZIFISCHE VOLUMENLEITFAEHIGKEIT
..........................
91
5.1.2.2
DURCHFLUSSRATE............................................................................................96
5.1.3 EINFLUSS DER
ELEKTRODE.................................................................................
96
5.1.4 EINFLUSS DES ISOLIERSTOFFES
...........................................................................
96
5.1.4.1 ISOTROPE
OBERFLAECHENSTRUKTUR......................................................................
96
5.1.4.2 EINFLUSS DER
RAUHEIT.....................................................................................
98
5.1.4.3 EINFLUSS DER
STRUKTUR..................................................................................100
5.1.5 NEIGUNGSWINKEL DES
ISOLIERSTOFFPRUEFLINGS...................................................102
5.2 ELEKTROHYDRODYNAMIK UND HYDROPHOBIEVERLUST UNTER
AC-BEANSPRUCHUNG....................................................................................
104
5.2.1 SPANNUNGSSTEIGERUNG - ELEKTROHYDRODYNAMIK UND
ENTLADUNGSERSCHEINUNGEN..........................................................................105
5.2.1.1
ELEKTROHYDRODYNAMIK.................................................................................105
5.2.1.2
ENTLADUNGSERSCHEINUNGEN.........................................................................
108
5.2.2 UMBILDUNGSPROZESS IN EINEN HYDROPHILEN BELAG
........................................
111
5.3 VERGLEICHENDE UNTERSUCHUNGEN ZUR ELEKTROHYDRODYNAMIK UND ZUM
HYDROPHOBIEVERLUST UNTER
GLEICHSPANNUNG................................................115
5.3.1 ELEKTROHYDRODYNAMIK IM VERGLEICH ZUR AC-BEANSPRUCHUNG
......................
115
5.3.2 ENTLADUNGSERSCHEINUNGEN UND HYDROPHOBIEVERLUST IM VERGLEICH ZUR
AC-
BEANSPRUCHUNG...........................................................................................120
5.4 ABLEITSTROM UND ANALYSE THERMISCHER PROZESSE FUER AC- UND DC-
BEANSPRUCHUNG..........................................................................................
122
5.4.1 ABLEITSTROM UNTER
AC-BEANSPRUCHUNG.......................................................123
5.4.2 ABLEITSTROM UNTER
DC-BEANSPRUCHUNG.......................................................132
5.4.3 OBERFLAECHENTEMPERATUREN UNTER AC- UND DC-BEANSPRUCHUNG
..................
135
5.4.4 FESTLEGUNG EINES ABSCHALTKRITERIUMS ZUR PRAEZISEN DETEKTION DES
HYDROPHOBIEVERLUSTES.................................................................................138
5.5 VERGLEICHENDE UNTERSUCHUNGEN AN TROPFENBELAEGEN AUF VERSCHIEDENEN
GENEIGTEN
ISOLIERSTOFFOBERFLAECHEN..............................................................
141
5.5.1 ELEKTROHYDRODYNAMISCHE PHAENOMENE VON TROPFENKETTEN UND
TROPFENBELAEGEN..........................................................................................141
5.5.2 ENTLADUNGSERSCHEINUNGEN AN TROPFENKETTEN UND
-BELAEGEN.......................143
5.5.3 ZUSTANDSBEWERTUNG AN TROPFENBELAEGEN BEI
BENEBELUNG...........................145
6 PARAMETRISIERUNG DES DTPV
........................................................................
149
6.1
PRUEFPARAMETER............................................................................................149
6.1.1 PRUEFSPANNUNGSHOEHE UND
PRUEFSPANNUNGSART...............................................149
6.1.2 NEIGUNGSWINKEL DER GRUNDANORDNUNG
.......................................................
153
6.1.3
ELEKTROLYT...................................................................................................
156
6.1.3.1
DURCHFLUSSRATE...........................................................................................156
6.1.3.2 TROPFENFREQUENZ UND TROPFENVOLUMEN
.......................................................
157
6.1.3.3 SPEZIFISCHE VOLUMENLEITFAEHIGKEIT DER PRUEFLOESUNG
......................................
159
6.2
PRUEFBEDINGUNGEN........................................................................................162
6.2.1
FELDVERTEILUNG............................................................................................162
6.2.1.1
GEHAEUSEABSTAND.........................................................................................163
6.2.1.2 GEOMETRIE DER RUECKSEITIGEN KONTAKTELEMENTE
..................
165
6.2.1.3 FUEHRUNG DER ZULEITUNGEN
...........................................................................
166
6.2.2 REINIGUNG UND LAGERUNG DER PROBEN, PROBENKONDITIONIERUNG
...................
167
6.2.3 EINFLUSS DER OBERFLAECHENRAUHEIT UND OBERFLAECHENSTRUKTUR DES
ISOLIERSTOFFES..............................................................................................
170
6.3 ZUSAMMENFASSUNG DER PARAMETERSTUDIEN - SCHLUSSFOLGERUNGEN FUER
EINE NORMIERUNG DES
DTPV........................................................................172
6.3.1
VERSUCHSAUFBAU..........................................................................................172
6.3.2
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG..............................................................................
173
7 BEWERTUNG DYNAMISCHER HYDROPHOBIEEIGENSCHAFTEN MIT DEM DTPV... 175
7.1
HYDROPHOBIEBESTAENDIGKEIT.........................................................................
175
7.1.1
AC-BEANSPRUCHUNG....................................................................................175
7.1.2
DC-BEANSPRUCHUNG....................................................................................177
7.1.3 REPRODUZIERBARKEIT DER PRUEFERGEBNISSE
....................................................
179
7.1.4 BEWERTUNG MATERIALSPEZIFISCHER MODIFIKATIONEN
........................................
181
7.1.5 VERGLEICHENDE UNTERSUCHUNGEN IN DER
SALZNEBELKAMMER.........................183
7.2 HYDROPHOBIEWIEDERKEHR
.............................................................................
184
7.2.1
WIEDERHOLVERSUCHE....................................................................................184
7.2.2
INTERVALLVERSUCHE........................................................................................186
7.2.2.1 INTERVALLVERSUCHE UNTER
AC-BEANSPRUCHUNG............................................168
1.222 INTERVALLVERSUCHE UNTER DC-BEANSPRUCHUNG
..............................................
191
7.3 DTPV ALS DIAGNOSEVERFAHREN FUER DEN NACHWEIS DER ELEKTRISCHEN
WIRKSAMKEIT DER WIEDERKEHR UND DES TRANSFERS
.......................................
193
7.3.1 DIAGNOSE MIT NICHT-ELEKTRISCHEN GROESSEN OHNE
SPANNUNGSBEANSPRUCHUNG.........................................................................196
7.3.2 DIAGNOSE MIT ELEKTRISCHEN
KENNGROESSEN.....................................................197
7.3.2.1
WASSERLAGERUNG.......................................................................................197
1 2 2 2 TRANSFER DER HYDROPHOBIE AUF KUENSTLICHE VERSCHMUTZUNGSSCHICHTEN
.......
199
8
ZUSAMMENFASSUNG........................................................................................203
9 LITERATURVERZEICHNIS
.....................................................................................
207
10 ABKUERZUNGS- UND
SYMBOLVERZEICHNIS.........................................................227
11
ANLAGENVERZEICHNIS........................................................................................231
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