Isolationsvermögen von Freileitungsisolatoren unter elektrischer AC-/DC-Mischfeldbelastung in verschmutzter Umgebung:
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Format: | Hochschulschrift/Dissertation Buch |
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Veröffentlicht: |
Aachen
Verlagshaus Mainz GmbH
2016
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Schriftenreihe: | Aachener Beiträge zur Hochspannungstechnik
47 |
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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
.........................................................
XI
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