Wo treten Teilentladungen auf?

Abbild Normalzustand

Bild 2a: Normalzustand (Quelle: Omicron)

TE können überall dort auftreten, wo mit Hochspannung gearbeitet wird. Dabei entstehen sie, wenn die lokale elek trische Feldstärke zu hoch ist. Aus diesem Grund wird bei der Entwicklung von Hochspannungsgeräten darauf geachtet, solche Feldüberhöhungen zu vermeiden. Dennoch kann es durch Fehler bei der Fertigung, Schädigungen beim Transport oder Alterung der Isolation passieren, dass sich die elektrischen Felder in der Isolation verändern. Die Bilder 2a bis 2c verdeutlichen, wie eine Feldüberhöhung zustande kommt: Bild 2a zeigt rechts und links eine Elektrode. Zwischen diesen ergibt sich im festen Isolierstoff ein homogenes Feld. Bild 2b zeigt die gleiche Anordnung, wobei hier ein Hohlraum im Isolierstoff vorhanden ist. Die Dielektrizitätskonstante (ε r ) im festen Isolator ist ε r =3; die im gasgefüllten Hohlraum ist ε r = 1. Die unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten erzeugen ein inhomogenes Feld. Das elektrische Feld im Hohlraum ist dreimal größer als im festen Isolator. Die Äquipotentiallinien in Bild 2c weisen eine Häufung im Hohlraum auf. Die Spannung im Hohlraum ist näherungsweise dreimal höher als im festen Isolator. Ist diese Feldüberhöhung zu hoch, kommt es zu Teilentladungen. Durch Verunreinigungen bei der Fertigung können Hohlräume entstehen. Auch thermische Spannungen im Isolierstoff können Hohlräume und Risse verursachen. Solche thermischen Spannungen sind im normalen Betrieb durch zyklisches Erwärmen und Abkühlen oder durch Überhitzung möglich. Immer dort, wo Isolierstoffe mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten aufeinander stoßen, zum Beispiel Kunststoff und Luft, sind Feldverdrängungseffekte möglich. Meist ist dies ungewollt und geschieht unbemerkt.

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