Über die scheinbare Leitfähigkeit polymerer Isolierstoffe und deren Bedeutung für die Evaluierung von Kabelsystemen der Hochspannungsgleichstromübertragung

Aufgrund technologischer, politischer und sozialer Aspekte stellen polymere Kabelsysteme für die Anwendung in der Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) das Rückgrat einer nachhaltigen Energieversorgung dar. Die scheinbare Leitfähigkeit polymerer Isolierstoffe repräsentiert den maßgebenden Parameter für die elektrische Feldbeanspruchung und wird durch mannigfaltige extrinsische und intrinsische Einflussparameter wie die Temperatur oder die elektrische Feldstärke bestimmt. Die Weiterentwicklung der Isolationssysteme zu höheren Systemspannungen, die Integration neuartiger Isolierstoffe und die Eruierung von Methoden zur Qualitätssicherung erfordern angewandte Verfahren zur Leitfähigkeitsanalyse unter Würdigung von betriebs- und prüfrelevanten Randbedingungen. In diesem Zusammenhang erfolgt im Rahmen dieser Arbeit die Entwicklung und Anwendung von Verfahren zur experimentellen Analyse der scheinbaren Leitfähigkeit unter temperaturdynamischen Beanspruchungen. Durch Heranziehen mathematischer Modellierungsansätze gelingt die Beschreibung von materialcharakteristischen Eigenschaften ausgewählter polymerer Isolierstoffe unter Würdigung einer Temperatur-, Feldstärke- und Zeitabhängigkeit. Unter Zuhilfenahme numerischer Modellbildung erfolgt weiterhin die Anwendung der synthetisierten und erweiterten Modellierungsgleichung. Es bestätigt sich die Bedeutung werkstoffspezifischer Einflussparameter auf die scheinbare Leitfähigkeit und die damit einhergehende elektrische Feldbeanspruchung polymerer Isolations- und Grenzschichtsysteme. Die Definition weiterführender Forschungsfragen schließt die Arbeit ab.