Teilentladungs- und Oberflächenladungsphänomene an Isolierstoffgrenzflächen in Luft bei Gleichspannungsbelastung

摘要

Von Gleichspannungs (GS)-Prüfanlagen werden heute teilweise neben geeigneten Spannung»- und Leistungsparametern die Auslegung für schnelle Polaritätswechsel sowie die Eignung für empfindliche Teilentladungs (TE)-Messungen gefordert [1]. Um Störeinflüsse zu vermeiden, bedingen derartige Entladungsmessungen ein bezüglich TE spezifiziertes Betriebsverhalten der Prüfanlagen. Praktische Erfahrungen zeigen jedoch, daß bereits bei GS-Innen-raum-Prüfanlagen TE auf den Grenzflächen der Feststoffisolatoren zünden, deren Einsetzspannungen z.T. weitaus tiefer als bei vergleichbaren, mit Wechselspannung (WS) belasteten Grenzflächenanordnungen liegen. Dabei sind die Isolierstrecken der Hochspannungsgleichrichter besonders markante TE-Quellen. Da sehr geringe Einsetzspannungen insbesondere nach schnellen Polaritätswechseln auftreten, wird angenommen, daß diese TE bei GS durch Oberflächenladungen (OL) verursacht werden, die zu lokalen Feldstärkeerhöhungen und damit zur Entladungszündung führen. Die Hypothese OL-bedingter Entladungsprobleme ließe sich aber auch in Frage stellen: Die TE-Intensitäten nehmen i.allg. mit der Erhöhung der Luftfeuchtigkeit zu. Ein Anstieg der Luftfeuchte bedingt wiederum eine Verringerung des Oberflächenwiderstandes, wodurch man geringere OL-Dichten vermuten könnte [2]. Bekannte Theorien und Hypothesen zur TE-Phänomenologie an GS-belasteten Grenzflächen [3] bis [10] lassen sich nicht schlüssig übernehmen, so daß experimentelle Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen TE-Zündung und OL angezeigt waren.