Modellbasierte Betrachtung des mechanisch initiierten elektrischen Baumchenwachstums auf Basis zeitraffender Lebensdaueruntersuchungen an originalen Generatorwicklungsstaben bei simultaner elektrischer, thermischer und mechanischer Belastung

摘要

Dieser Beitrag prasentiert die Analyse und modellbasierte Bewertung zeitraffender Lebensdauerprufungen an Generatorstaben mit originalen Abmessungen basierend auf Alterungsversuchen bei simultaner elektrischer, mechanischer und thermischer Belastung. In einer Versuchsanlage zur externen Erwarmung, mechanischen Schwingung und elektrischen Belastung des elektrischen Isoliersystems von indirekt gekuhlten Generatorwicklungsstaben grosser Turbogeneratoren werden je drei Stabe bis zum elektrischen Versagen der Isolation belastet. Die hervorzuhebende mechanische Alterung der Isolation wird durch einen elektrodynamischen Schwingungserreger bewirkt. Wahrend die Parameter Prufspannung und Pruftemperatur bei den durchgefuhrten Versuchen konstant gehalten werden, erfolgt eine Variation der mechanischen Belastung auf Basis der mit Hilfe eines Biegeversuchs bestimmten maximalen Biegebelastung eines Stabes. Dieses eroffnet anschliessend die theoretische Auswertung der erzielten Ergebnisse anhand analytischer Berechnungen bezuglich der mechanischen Rissbildung in Duroplasten und sproden Feststoffen. Die Untersuchungen ergeben weiterfuhrende Erkenntnisse zum Modell des mechanisch initiierten Baumchenwachstums. Das Verstandnis des beschriebenen Alterungsmechanismus ermoglicht eine verbesserte lebensdauerbegleitende Diagnose des Alterungszustandes sowie eine optimierte Auslegung des elektrischen Isoliersystems von Generatorwicklungsstaben bezuglich der in Zukunft zu erwartenden steigenden mechanischen Belastungen.