Verhalten zyklisch betauter Silikonoberflächen bei elektrischer Beanspruchung (PDF)

Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit dem Verhalten hydrophober Silikonober-flächen, die zyklisch betaut und gleichzeitig elektrisch beansprucht werden. Solche Oberflächen gibt es bei Hochspannungsverbundisolatoren im Freiluftbereich, deren Entwicklung aufgezeigt wird. Die chemischen Eigenschaften von Silikonen werden vorgestellt und das Phänomen Hydrophobie wird erklärt. Reversible und irreversible Oberflächenprozesse werden beschrieben, die zum Verlust der Hydrophobie, aber auch zu deren Wiederkehr führen. Die in der Literatur zu findenden Theorien für den Transfer, den Verlust und die Wiederkehr der Hydrophobie werden dargestellt. Nach der Übersicht der verschiedenen Phasen der Alterung und Schädigung von Verbundisolatoren werden bestehende Prüfverfahren für Bauart- und Materialprüfungen angegeben. Diese Arbeit enthält im weiteren die Beschreibung experimenteller Untersuchungen, wobei zunächst die verwendeten Methoden, Verfahren und Geräte vorgestellt werden. Durch die Variation der Temperatur in einer Klimakammer wird der Betauungsvorgang nachgebildet, ohne Manipulationen am Prüfling wie aktive Kühlung vorzunehmen. Die in den Versuchen ermittelten Werte der Einsetzfeldstärke für Wassertropfenkorona werden mit den Werten anderer Autoren verglichen und weisen eine sehr gute Übereinstimmung auf. Die Entwicklung der Hydrophobie bei zyklischer Belastung mit Wassertropfenkorona wird durch Bewertung des Tropfenbildes bzw. Messung des Randwinkels beobachtet. An die Darstellung der Ergebnisse für Konfigurationen mit Feldbelastung senkrecht oder tangential zur untersuchten Oberfläche schließt sich eine Modellbildung zu den Entladungsvorgängen in Tropfenschichten an. Ausgehend von der beobachteten Verformung der Tropfen wird eine Feldüberhöhung berechnet, die die Bedingung des Streamer-Mechanismus erfüllt.