Vanntredegradering er identifisert som en mekanisme som kan redusere levetiden til polymerisolerte kabler. Vanntrær vokser i elektrisk påkjente polymerisolerte kabler som utsettes for fuktige omgivelser. Kabler som skal brukes til elektrifisering av flytende offshore oljeinstallasjoner og til nettilkobling av flytende vindturbiner vil i tillegg utsettes for dynamisk mekanisk belastning. Formålet med denne oppgaven er å studere hvordan vanntreveksten i PEX-isolerte kabler blir påvirket av både statisk og dynamisk mekanisk belastning.Tre eksperimenter er gjennomført i forbindelse med denne oppgaven. Samme type 12 kV trippelekstruderte PEX-kabel ble brukt i alle forsøkene. Kablene ble påtrykt 50 Hz AC-spenning med verdi U=2U0. I to av forsøkene ble kabelen utsatt for statisk mekanisk belastning. Kablene ble bøyd rundt rør for å innføre strekk- og kompresjonskrefter. I det ene forsøket ble kabelen aldret i 3 uker i et vannkar med vanntemperatur lik 30 °C. I det andre forsøket ble kabelen aldret i 3, 6 og 9 uker med vanntemperatur lik 60 °C. I begge disse forsøkene ble to kabler aldret parallelt hvor den ene ble aldret med temperaturgradient for å akselerere vanntreveksten i kabelen. I det tredje forsøket ble kabelen utsatt for både statisk og dynamisk mekanisk belastning. Alle kablene ble belastet med en strekkprosent, ε=6 %. Én kabel ble belastet med statisk mekanisk belastning, mens to motorer med forskjellig rotasjonsfrekvens, montert på en spesialbygd testrigg, utførte den dynamiske belastningen på kablene samtidig som kablene ble påtrykt spenning. Den delen av kablene som ble mekanisk belastet var også i kontakt med vann. Vanntemperaturen i dette forsøket var 30 °C og aldringstiden var 3 uker.Ved hvert prøveuttak ble isolasjonen snittet, farget og analysert i mikroskop. Antall vanntrær og maksimal vanntrelengde for de ulike typene vanntrær ble registrert i hvert snitt med hensyn til om delen av isolasjonen var blitt utsatt for strekk- eller kompresjonskrefter.I den delen av kabelen som var belastet med kompresjonskrefter ble vanntreveksten redusert sammenlignet med en ubelastet rett kabel og med delen av den samme kabelen som ble belastet med strekkrefter. Resultatene dokumenterte en reduksjon i forekomsten av ventilerte trær på 62-100 % i forhold til rett kabel.Kabler aldret med temperaturgradient viser en signifikant økning av vanntrevekst sammenlignet med kabler aldret uten temperaturgradient. Forekomsten av ventilerte vanntrær er dokumentert opptil 20 ganger større i kabler aldret med temperaturgradient og gjennomsnittlig maksimal lengde er opp mot 14 ganger større. Og estimerte verdier beregnet med ekstremalverdistatistikk angir at det med 95 % sannsynlighet vil forekomme et ventilert tre som er lengre enn 89 % av isolasjonstykkelsen etter 9 ukers aldringstid.Resultatene fra forsøket med den dynamiske testriggen viser en signifikant økning i forekomst og gjennomsnittlig maksimal lengde av vanntrær i mekanisk belastede kabler sammenlignet med en rett ubelastet kabel.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ntnu-14147 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Lindseth, Truls Amundsen |
| Publisher | Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Institutt for elkraftteknikk, Institutt for elkraftteknikk |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Norwegian |
| Detected Language | Norwegian |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0027 seconds