Teoretiske og eksperimentielle undersøgelser af korona og gennemslag i gasformige dielektrika

Formålet med projektet er, at udvikle en generel, praktisk anvendelig beregningsmodel til beregning af startspændingen for elektrisk udladning (onset eller breakdown) i inhomogent felt med en vilkårlig gas. Der har været forsket i emnet i mere end 100 år, men alle kendte, praktisk anvendelige beregningsmodeller er af empirisk oprindelse. Disse empiriske udtryk har ofte et begrænset gyldighedsområde mht. feltinhomogenitet og udenfor gyldighedsområdet, der ofte ikke er nærmere defineret, giver beregninger af onset spændingen afvigende resultater i forhold til målinger af samme. Med udgangspunkt i kugle-kugle elektrodegab (en kugle jordet) er der, på basis af FEM-feltberegninger, beregnet forventet onset/breakdown spænding for varierende slaglængder og kuglediametre. Disse beregnede spændingers afvigelse i forhold til standardværdier fra IEC 52 vokser for stigende feltinhomogenitet. For at afgøre, hvorvidt den empiriske beregningsmodel er korrekt, er der foretaget målinger af onset spændingen i et 50 cm kugle-kugle gab under anvendelse af 250/2500 (s negative koblingsstødspændinger med en maksimalværdi på op til 750 kV. Der er designet en måleopstilling med en koaksial måleshunt til måling af returstrømmen til jord, hvorved ioniseringsaktivitet i kuglegabet kan registreres som hurtige (50-100 ns) strømimpulser. Der er lagt speciel vægt på undersøgelse og dokumentation af målesystemets båndbredde samt skærmning og beskyttelse af måleopstillingen. Konklusionen er, at der ikke finder nogen form for for-udladning sted inden gennemslaget i et 50 cm kugle-kugle gab med en slaglængde på op til 50 cm. Den empiriske beregningsmodel leverer en ca. 10 % lavere onset spænding, hvorfor det må konkluderes, at beregningsmodellen ikke er tilstrækkelig god. Målet er at forbedre beregningsmodellen således, at der kan opstilles et veldokumenteret og praktisk anvendeligt formelsæt til beregning af onset/breakdown spændingen for vilkårlige, gasisolerede elektrodegab. (Claus Leth Bak)