Entladungen bei Gleichspannung mit überlagerter mittelfrequenter Spannung an Grenzflächen in Hochspannungs-Isoliersystemen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Carsten Leu
• Fachliche Zuordnung: Elektrische Energiesysteme, Power Management, Leistungselektronik, elektrische Maschinen und Antriebe
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 437255495

Die Bereitstellung elektrischer Energie wird zukünftig über dezentrale Netze, in denen elektrische Energie erzeugt, transportiert und gewandelt wird und die bei Bedarf an große Übertragungsstrecken angekoppelt werden können, erfolgen. Dabei wird neben der heute dominierenden 50 Hz-Wechselspannung zukünftig die Gleichspannung als Grundspannungsform an Bedeutung gewinnen. Die Kopplung der Spannungsebenen und Transformation der Stromformen erfolgt über leistungselektronische Topologien, in denen hohe Potentialdifferenzen auftreten. Insbesondere bei kaskadierten Schaltungen, die in Mittel- und Hochspannungsnetzen Anwendung finden, werden die Hochspannungs-Isoliersysteme mit der Systemspannung, z.B. einer Gleichspannung und einer mittelfrequenten (einige zehn Kilohertz) sinus- oder rechteckförmigen Spannung, welche für die Funktion der leistungselektronischen Schaltungen notwendig ist, beansprucht. Ziel ist es, grundlegende Erkenntnisse für die Auslegung, Realisierung und den Betrieb von Isoliersystemen und Materialien zu gewinnen, die mit einer mittelfrequenten Hochspannung, die einer Systemspannung (Gleichspannung), überlagert ist (Mischspannung), beansprucht werden. Wissenschaftliche Untersuchungen zur Zündung, zur Entladungscharakteristik und zum Störpotential von Gleitentladungen, wie sie an inneren und äußeren Grenzflächen in den Isoliersystemen auftreten können, werden durchgeführt. Im Vordergrund stehen experimentelle Grundlagenuntersuchungen an repräsentativen Anordnungen mit synthetisierten Spannungsformen zur Nachbildung der realen Spannungsbeanspruchung. Sie konzentrieren sich auf verschiedene hochwertige repräsentative Polymere (Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere) in gasförmigen Umgebungsmedien und auf Wirkungen von Entladungen auf diesen Grenzflächen. Elektrische, chemisch-physikalische und optische Untersuchungsmethoden werden angewendet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen