Miniworkshop 'Computational Electromagnetics' - Simulation von Wassertropfen auf Isolierstoffoberflächen bei Beanspruchung mit Wechselspannung

Dr.in Ute Schreiber

March 6, 2001, 1:45 p.m. T 711

Im Bereich der Hochspannungstechnik kommt es zur Befeuchtung auf den Oberflächen polymerer Isolierstoffe durch Regen, Nebel, Betauung oder andere Einflüsse. Bei hydrophoben Oberflächen bildet sich hierbei eine Schicht vieler einzelner Tropfen aus, wobei sich durch Oberflächenverschmutzung bestimmte Leitfähigkeiten einstellen. Experimente mit elektrischen Wechselfeldern haben gezeigt, daß die Tropfen zuerst vibrieren, sich dann in Richtung des elektrischen Feldes bewegen bis es anschließend zu Mikroentladungen kommt. Dieses Verhalten führt zu einer Veränderung der Struktur der Isolierstaoffoberfläche, das heißt sie verliert ihre isolierenden und wasserabweisenden Eigenschaften.

Zum Verständnis dieser Alterungsmechanismen auf der Isolierstoffoberfläche ist es nötig, qualitative und quantitative Aussagen über das Verhalten von Wassertropfen unter dem Einfluß eines Hochspannungsfeldes treffen zu können. Die elektro-quasistatische Modellierung dieses Feldproblems mit der Finite-Integrations-Technik (FIT) bietet die Möglichkeit der realitätsnahen Simulation des Tropfenverhaltens.