| dc.description.abstract | Vanntrær er en nedbrytningsmekanisme som oppstår i polymerisolerte kabler forlagt i vann som utsettes for et alternerende elektrisk felt. Denne nedbrytningsmekanismen reduserer kabelens elektriske holdfasthet og levetid, og er en av de mest kritiske aldringsmekanismene for PEX-isolerte kabler. I dagens samfunn flyttes store kraftprodusenter og kraftkonsumere offshore, noe som gir et stort behov for gode og sikre kraftoverføringer. På grunn av dette er det av interesse å se på de ulike faktorene som er med å påvirke de ulike nedbrytningsmekanismene.
I denne oppgaven ble effekten av både temperaturer og mekaniske spenninger undersøkt ved å fremprovosere store mengder vanntrær i 10 prøveobjekter. Prøveobjektene bestod av trippelekstruderte 12 kV PEX-kabler, som ble påtrykt en 50 Hz spenning på 13 kV, samtidig som de kontinuerlig ble tilført fuktighet. For å undersøke temperatureffekten, ble de ti prøveobjektene fordelt på fire gjennomkjøringer ved tre forskjellige temperaturer. Tre ble utsatt for 18 °C, tre for 40 °C og fire for 60 °C.
Før hver gjennomkjøring ble lederen fjernet i to av prøveobjektene. Blant disse to objektene ble ett strekt 2 %. Dette ble gjort for å gi de ulike prøveobjektene forskjellige mekaniske spenninger. Dermed ble hver mekanisk spenning også utsatt for alle temperaturene.
Etter at hver gjennomkjøring hadde stått spenningssatt i tre uker, ble det fra hvert prøveobjekt laget ti kabelsnitt. Disse snittene ble så farget med metylblått før de ble analysert med mikroskop. I denne analysen var det av interesse å telle hvor mange vanntrær over 30 μm som ble initiert i hvert snitt, og hvor langt det lengste vanntreet var. Deretter ble gjennomsnittlig antall vanntrær og gjennomsnittlig maksimal trelengde i hvert prøveobjekt sammenlignet.
Det viste seg at etter en aldringsperiode på tre uker, hadde kun tre ventilerte vanntrær initiert. Dette viser at det kreves en lengre aldringsperiode for å få nok resultater til å trekke noen konklusjon angående vekst av ventilerte vanntrær.
Resultatene antyder at antallet vanntrær i en PEX-isolert høyspentkabel er sterkt avhengig av de mekaniske spenningene ved lavere temperaturer. Dersom temperaturen øker, minker også effekten av de mekaniske spenningene. Dette var spesielt synlig i prøveobjektene som ble strukket 2 %. Dette kommer av at isolasjonen blir mer viskøs slik at de innefryste kreftene som finnes i isolasjonen relakseres. Resultatene indikerer også at tettheten av vanntrær øker ved økende temperatur, men at lengden til trærne da også blir kortere. Dette kan forklares av en kombinasjon av mer viskøs isolasjon og økning i diffusjon av vann ved økende temperaturer.
Det viste seg også at lengden av gjennomsnittlig lengste vanntre i liten grad ble påvirket av temperatur og mekanisk spenning, og var mer avhengig av andelen forurensning til stede i kabelisolasjonen. | |
