Kriterie for design av HVDC skøytar

Abstract

I denne masteroppgåva er det sett på kriterier for design av ein DC -skøyt. Ved DC-spenning er det konduktiviteten som påverkar leiingsevna til isolasjonen. I ein skøyt vil isolasjonen gradvis verte fjerna ned mot leiaren, også kalla ein nedkoning av kabelsiolasjonen. Langs denne nedkoninga kan det ved skøyting fort kome forureiningar og andre ytre påverknader som skader isolasjonen og påverkar konduktiviteten. Ei forandring i konduktiviteten vil auke det elektriske feltet i det aktuelle området, og vil vidare kunne øydelegge den elektriske holdfastheita, noko som kan føre til overslag og nedbryting av skøyten. Hovudformålet med denne oppgåva er å forbetre utforminga og designet til DC-skøytar slik at det ikkje vil vert påverka av ein eventuell forureining langs den nedkona delen av isolasjonen. Tanken er å utforme skøyten med eit materiale som er meir leiande enn forureininga, og med eit design av skøyten kor dette materialet er lagt over den nedkona delen av isolasjonen. Dette vil gjere at lekkstraumen frå leiaren går gjennom dette leiande materialet i staden for gjennom isolasjonen og forureininga. Ei forureining langs den nedkona delen av isolasjonen vil da ha mindre å seie for den elektriske feltfordelinga langs skøyten. I oppgåva er FEM-programmet COMSOL nytta for å vise korleis denne ideen i teorien vil verke inn på det elektriske feltet. Simuleringa viser at dersom det forekjem forureiningar eller andre ytre påverknadar som vil auke det elektriske feltet i skøyten, vil denne feltauka kunne reduserast betrakteleg ved å leggje eit leiande materiale utanpå den nedkona delen av isolasjonen i skøyten. Det å leggje eit leiande materiale utanpå nedkoninga til isolasjonen vil derimot også gje ein kraftig felt forandring i starten og slutten av nedkoninga. Det er ikkje fokusert så mykje på korleis denne feltforandringa kan reduserast i denne rapporten, då dette dannar grunnlaget for vidare arbeid.I andre delen av oppgåva er det gjort målingar av leiingsevna til ein feltstyrande duk. Dette for å verifisere om den feltstyrande duken er eit materiale som er mogleg å nytte som det leiande materiale utanpå den nedkoninga til isolasjonen. Det er og gjort teoretiske berekningar på kor stor konduktiviteten til det leiande materialet utanpå isolasjonen maksimalt kan vere.