30.03.2022 Optimierte HGÜ-Komponenten durch Vergussmassen mit Pflanzenöl

Vergussmassen können Leistungskondensatoren in HGÜ-Anlagen verbessern. Sie bestehen aus mehreren Elementen zylindrisch oder flach gewickelter metallisierter Kunststofffolien, die miteinander verlötet sind. Für die Isolation dieser Elemente wurden bisher vor allem Isolieröle und -gase verwendet, darunter auch Schwefelhexafluorid (SF6), das stärkste bekannte Treibhausgas: Ein Kilogramm dieses Gases ist genauso schädlich wie 26.087 Kilogramm Kohlendioxid (CO2). Individuell entwickelte Polyurethanharze, die auf nachwachsenden Rohstoffen basieren, ermöglichen den Verzicht auf die genannten Isolierstoffe und bieten darüber hinaus verschiedene Vorteile. Ein Verguss führt zur Leckagefreiheit des Kondensators, da Polyurethanharze je nach Zusammensetzung und Mischungsverhältnis gelartig bis weich-elastisch aushärten. Durch diese Herstellungsweise entstehen – im Gegensatz zur herkömmlichen Bauweise mit flüssigen oder gasförmigen Isolierstoffen – Dry-Type-Capacitors. Dabei füllt die Vergussmasse die Hohlräume zwischen den einzelnen Elementen lunkerfrei aus, sodass der Kondensator isoliert und vor Teilentladungen geschützt ist. Durch ihre geringe Mischviskosität lassen sich die Wevo-Materialien auch unter Vakuum vergießen, was die Teilentladungsfestigkeit nochmals deutlich verbessert. Zusätzlich ist eine gute Dämpfung von Schwingungen und mechanischen Schocks infolge von elektrischen Durchschlägen oder Blitzeinschlägen sichergestellt. Außerdem werden Vibrationen und dadurch entstehende Geräusche im Betrieb abgeschwächt.

Durch die Zusammensetzung der individuell anpassbaren Vergussmassen auf Basis von nachwachsenden Pflanzenölen und anderen Rohstoffen sind sie wasserabweisend, wodurch die Kondensatoren dauerhaft vor eindringender Feuchtigkeit geschützt sind. Zudem besitzen die Produkte gute dielektrische Eigenschaften – wie einen geringen Verlustfaktor und eine niedrige Permittivität – und sind aufgrund ihrer gelartigen bis weich-elastischen Einstellung selbstheilend. Durch dieses Selbstheilungsvermögen sind die vergossenen Kondensatoren auch nach einem Stromausfall und den daraus resultierenden Lichtbögen weiterhin voll betriebsbereit.

Des Weiteren sorgen die Vergussmassen für eine bessere Wärmeabfuhr als Isolieröle und SF6-Gas.  Spezielle Füllstoffe können die Wärmeleitfähigkeit weiter verbessern. Auch die Brandbeständigkeit der Kondensatoren wird durch die trockene Bauweise der Dry-Type-Capacitors deutlich erhöht – bei Bedarf ist zudem eine nach UL 94 V selbstverlöschende Einstellung der Vergussmassen möglich. Bei der Entsorgung kann das ausgehärtete Produkt schließlich wie normaler Abfall behandelt werden und es fällt kein Sondermüll mehr an.

Auch in Durchführungsisolatoren entstehen aufgrund ihrer Bauweise Hohlräume, weshalb sie isoliert und vor Kriechströmen sowie Teilentladungen und mechanischen Schocks geschützt werden müssen. Die dazu verwendeten  Vergussmassen auf Basis von Polybutadien oder pflanzenölbasierten Polyurethanen lassen sich durch den Zusatz von Inertgasen wie Stickstoff oder Helium stabil in der Misch- und Dosieranlage aufschäumen. Dadurch ist ein Verguss der teils mehrere Meter langen Isolatoren mit vergleichsweise geringem Gewicht möglich. Durch die geschäumte Struktur ist außerdem ein guter Vibrations- wie auch Schallschutz gegeben. Auch maßgeschneiderte Silikongele und weich-elastische Silikon-Vergussmassen können zu diesem Zweck verwendet werden.