Kompensation des Temperatureinflusses auf dielektrische Messungen im Zeitbereich zur Beschreibung von Isolierwerkstoffen

Abstract:
Für die Auslegung von Isoliersystemen, insbesondere auch im Hinblick auf die Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Materialien, ist die Kenntnis der dielektrischen Eigenschaften der eingesetzten Materialien von entscheidender Bedeutung. So bestimmt beispielsweise die Leitfähigkeit der eingesetzten Werkstoffe die Feldverteilung an den Grenzflächen bei Beanspruchung mit Gleichspannung. Die elektrische Leitfähigkeit wird allerdings von vielen Parametern, insbesondere der Temperatur, stark beeinflusst. Neben der Gleichstromleitfähigkeit hängt auch das Polarisationsverhalten der Isolierstoffe stark von der Temperatur ab, was insbesondere bei der Betrachtung des transienten Verhaltens eines Isoliersystems mit Grenzflächen, wie es beim Zuschalten oder Umpolen von HGÜ-Betriebsmitteln oder beim Anlegen eines Spannungssprunges im Rahmen einer Diagnosemessung (Polarisations- und Depolarisationsstrommessung, PDC) auftritt, berücksichtigt werden muss. Die Kenntnis des Temperaturverhaltens der dielektrischen Eigenschaften der eingesetzten Materialien ist daher von großer Bedeutung für die Auslegung und Diagnose elektrischer Isoliersysteme. Entsprechende Verfahren zur Umrechnung der Temperatur für dielektrische Diagnosemessungen sind bislang nur aus dem Frequenzbereich bekannt. In diesem Beitrag wird gezeigt, wie das Verfahren der Temperaturumrechnung im Frequenzbereich anhand des dielektrischen Ersatzschaltbildes für homogene, lineare Dielektrika physikalisch interpretiert und auf den Zeitbereich übertragen werden kann. Durch die vorgestellte Methode ergeben sich neue Ansätze für die Auswertung dielektrischer Materialeigenschaften im Zeitbereich.