Holdings: Isolationsvermögen von Freileitungsisolatoren unter elektrischer AC-/DC-Mischfeldbelastung in verschmutzter Umgebung

Isolationsvermögen von Freileitungsisolatoren unter elektrischer AC-/DC-Mischfeldbelastung in verschmutzter Umgebung:

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Bibliographic Details
Main Author:	Wagner, André (Author)
Format:	Thesis Book
Language:	German
Published:	Aachen Verlagshaus Mainz GmbH 2016
Edition:	1. Auflage
Series:	Aachener Beiträge zur Hochspannungstechnik 47
Subjects:	Freileitungsisolator Wechselspannung Fremdschicht Feldstärke Parallelbetrieb Fremdschichtüberschlag Hybridleitung Gleichfeld Wechselfeld Gleichspannung AC DC AC-/DC Elektrotechnik Freileitungsisolatoren Hochspannungstechnik Isolationsvermögen Isolatoren Isoliation Mischfeldbelastung RWTH Aachen Hochschulschrift
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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS VORWORT .........................................................................................................................I KURZFASSUNG.................................................................................................................. III ABSTRACT ........................................................................................................................V INHALTSVERZEICHNIS........................................................................................................ VII 1 EINLEITUNG........................................................................................................ 1 1.1 MOTIVATION.........................................................................................................1 1.2 STAND DES WISSENS............................................................................................ 3 1.2.1 FREMDSCHICHTUEBERSCHLAGVERHALTEN UNTER AC- UND DC-BELASTUNG .................. 4 1.2.2 PARTIKELANLAGERUNGSVERHALTEN UNTER AC- UND DC-BELASTUNG..........................7 1.3 WISSENSCHAFTLICHE FRAGESTELLUNGEN UND FORSCHUNGSZIEL ................................. 9 1.4 V ORGEHENSWEISE.............................................................................................. 11 2 SIMULATION DER UEBERLAGERUNG VON AC- UND DC-FELDERN ....................... 13 2.1 GRUNDLAGEN ELEKTRISCHER FELDER......................................................................13 2.2 SIMULATIONSMETHODIK......................................................................................14 2.2.1 SIMULATIONSMODELLE........................................................................................15 2.2.2 BERECHNUNGS- UND ANALYSEMETHODIK.............................................................17 2.3 SIMULATIONSERGEBNISSE UND DISKUSSION .......................................................... 20 2.3.1 EVALUIERUNG DER QUANTIFIZIERUNGSMETHODE FUER FELDZUSAMMENSETZUNGEN....21 2.3.2 ANALYSE UND DISKUSSION DER AC-ZDC-FELDUEBERLAGERUNGEN ......................... 23 2.3.3 RESULTIERENDE ANFORDERUNGEN FUER DIE EXPERIMENTELLEN UNTERSUCHUNGEN .... 27 3 GRUNDLAGEN DER PARTIKELANLAGERUNG UND DES FREMDSCHICHT UEBERSCHLAGS.................................................................................................... 31 3.1 PARTIKELANLAGERUNG AUF ISOLATOROBERFLAECHEN...................................................31 3.1.1 PARTIKELBEWEGUNG IN EINER GAS-FESTSTOFF-STROEMUNG.....................................31 3.1.2 PARTIKELANLAGERUNGSPROZESS........................................................................... 34 3.2 FREMDSCHICHTUEBERSCHLAG AUF ISOLATOREN ........................................................ 36 3.2.1 GRUNDMODELL DES FREMDSCHICHTUEBERSCHLAGPROZESSES....................................37 VIII __________________________________________________________________ 3.2.2 MATHEMATISCHE MODELLE.................................................................................38 3.2.3 VERLAENGEMNG DER VORENTLADUNG.................................................................... 41 4 EXPERIMENTELLE METHODIK ........................................................................... 43 4.1 UNTERSUCHUNGEN ZUR PARTIKELANLAGERUNG ........................................................ 43 4.1.1 ANFORDERUNGEN AN DEN VERSUCHSAUFBAU ....................................................... 43 4.1.2 STROEMUNGS- UND AEROSOLVERHALTEN.................................................................44 4.1.3 ISOLATORPRUEFLINGE UND KONTAMINANT................................................................46 4.1.4 MISCHFELDERZEUGUNG ....................................................................................... 47 4.1.5 GEWAEHLTE VERSUCHSPARAMETER.........................................................................48 4.1.6 ANALYSE VERFAHREN............................................................................................50 4.2 UNTERSUCHUNGEN ZUM FREMDSCHICHTUEBERSCHLAG ............................................. 52 4.2.1 ISOLATORPRUEFLINGE UND FREMDSCHICHTAUFTRAG .................................................. 52 4.2.2 KONZEPTION DES VERSUCHSAUFBAUS..................................................................54 4.2.3 VERSUCHSAUFBAU UND -DURCHFUEHRUNG..............................................................55 4.2.4 UNTERSUCHTE FREMDSCHICHTEN......................................................................... 59 4.3 UNTERSUCHUNGEN BEI FREI BRENNENDEN ENTLADUNGEN........................................60 5 VERSUCHSERGEBNISSE......................................................................................63 5.1 PARTIKELANLAGERUNGS VERSUCHE.......................................................................... 63 5.1.1 UNTERSUCHUNG DES POLARITAETSEFFEKTS...............................................................63 5.1.2 VARIATION DER STROEMUNGSGESCHWINDIGKEIT ..................................................... 65 5.1.3 VARIATION DER PARTIKELMASSENKONZENTRATION .................................................. 69 5.1.4 VARIATION DES ISOLATORMATERIALS...................................................................... 71 5.1.5 UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DES AC-FELDANTEILS ........................................ 73 5.2 FREMDSCHICHTUEBERSCHLAGVERSUCHE................................................................... 74 5.2.1 FREMDSCHICHTUEBERSCHLAG BEI AC-PRUEFSPANNUNG ........................................... 75 5.2.2 FREMDSCHICHTUEBERSCHLAG BEI DC-PRUEFSPANNUNG ........................................... 80 5.3 VERSUCHE MIT FREI BRENNENDEN ENTLADUNGEN...................................................84 5.3.1 ENTLADUNGSTYP E 1 .......................................................................................... 85 5.3.2 ENTLADUNGSTYP E 2 .......................................................................................... 86 ___________________________________________________________________ IX, 6 MODELLBILDUNG, DISKUSSION DER SENSITIVITAETEN UND BEWERTUNG .............. 87 6.1 PARTIKELANLAGERUNGSVERHALTEN IM MISCHFELD..................................................87 6.1.1 EINFLUSS DER PARTIKELMASSENKONZENTRATION IM MISCHFELD AUF DIE ABLAGERUNGSDICHTE UND DEN VERSCHMUTZUNGSFAKTOR.....................................88 6.1.2 EINFLUSS DER STROEMUNGSGESCHWINDIGKEIT IM MISCHFELD AUF DIE ABLAGERUNGSDICHTE UND DEN VERSCHMUTZUNGSFAKTOR.....................................89 6.1.3 EINFLUSS DES ISOLATORMATERIALS IM MISCHFELD AUF DIE ABLAGERUNGSDICHTE UND DEN VERSCHMUTZUNGSFAKTOR..................................................................... 92 6.1.4 EINFLUSS DES MISCHFELDES AUF DEN INHOMOGENITAETSGRAD ................................. 94 6.2 FREMDSCHICHTUEBERSCHLAGVERHALTEN IM MISCHFELD...........................................97 6.2.1 EINFLUSS EXTERNER FELDER AUF ENTLADUNGEN MIT STROMSTAERKEN 1 A ...............97 6.2.2 EINFLUSS EXTERNER FELDER AUF (VOR-)ENTLADUNGEN MIT STROMSTAERKEN 1 A ...98 6.2.3 EINFLUSS ZIRKUMFERENZIELL INHOMOGENER FREMDSCHICHTEN AUF DEN AC- UEBERSCHLAG.................................................................................................... 103 6.3 BEWERTUNG DES ISOLATIONSVERMOEGENS IM MISCHFELD .................................... 106 6.3.1 ISOLATOREN DER DC-SYSTEME IN HYBRIDTRASSEN ............................................. 107 6.3.2 ISOLATOREN DER AC-SYSTEME IN HYBRIDTRASSEN ............................................. 107 7 ZUSAMMENFASSUNG......................................................................................111 8 QUELLEN VERZEICHNIS......................................................................................115 A. ANHANG......................................................................................................... 131 A. 1 3D-ISOLATORMODELLE........................................................................................ 131 A.2 VERWENDETE HOCHSPANNUNGSPOTENZIALE IN DEN 3D-SIMULATIONEN ............... 132 A.3 MAXIMAL ZU ERWARTENDE FREMDFELDEINKOPPLUNGEN AUF ISOLATOREN .............. 132 A.4 WEITERE KONSTRUKTIONSDETAILS DES WINDKANALS ............................................ 133 A.5 AEROSOLERZEUGUNG UND -EINBRINGUNG IN DEN WINDKANAL .............................. 134 A.6 SIMULATION DER FREMDSCHICHTUEBERSCHLAGVERSUCHSAUFBAUTEN ........................ 134 A.7 ERGAENZENDE ABBILDUNGEN ZU DEN ERGEBNISSEN DER ANLAGERUNGS UNTERSUCHUNGEN............................................................................................. 137 A.8 PARTIKELSINKGESCHWINDIGKEIT..........................................................................140 A.9 DICKE DER STROEMUNGSGRENZSCHICHT UND PARTIKELSINKSTRECKE ......................... 141 A.10 OBERFLAECHENRAUHEIT DER ANLAGERUNGSPRUEFLINGE UND MOEGLICHER EINFLUSS AUF DEN VERSCHMUTZUNGSFAKTOR .................................................................... 142 A. 11 ERMITTLUNG VON FREMDSCHICHTWIDERSTAENDEN.................................................143 ABKUERZUNGS VERZEICHNIS & FORMEL VERZEICHNIS ......................................................... 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