Verbundvorhaben: ECO-BREAK-420 - Umweltfreundliche Schalttechnologien für die Höchstspannungsebene; Teilprojekt Siemens AG: Polymere Lacke zur Feldsteuerung

Abstract

Derzeitiger Stand von Wissenschaft und Technik: Die Forschung fokussiert sich auf klimaneutrale Alternativen zu SF6, einem starken Treibhausgas, das als Isolier- und Löschmedium in Schaltgeräten verwendet wird. Zu den aktuellen Ansätzen zählen die Vakuumschalttechnik, CleanAir (synthetische Luft) und die Entwicklung refraktiver und resistiver Beschichtungen zur Verbesserung der Isolationsfähigkeit. Begründung/Zielsetzung der Untersuchung: Das Projekt ECO-BREAK-420 zielt auf die Entwicklung umweltfreundlicher Schalttechnologien für Hochspannungsanwendungen (# 420 kV). Im Mittelpunkt steht die Untersuchung und Demonstration klimaneutraler Schaltgeräte, insbesondere durch den Einsatz polymerer Lacke zur Feldsteuerung. Methode: Die Untersuchung beinhaltete die Entwicklung und Erprobung refraktiver und resistiver Beschichtungen. Verschiedene Materialien und Verfahren wurden analysiert, um porenfreie Lackschichten für Hochspannungsanwendungen zu entwickeln. Dabei lag der Fokus auf der Auswahl und Charakterisierung geeigneter Füllstoffe sowie der Optimierung von Pulverlacken im industriellen Maßstab. Ergebnis: Von 25 untersuchten keramischen Füllstoffen erzielte CuCr2O4 die besten Ergebnisse in Bezug auf die Permittivität. Die entwickelten Beschichtungen verbesserten die Spannungsfestigkeit signifikant. Die finale Rezeptur wurde im industriellen Maßstab hergestellt und an Prüflingen getestet, was zu einer Steigerung der elektrischen Eigenschaften um bis zu 300 % führte. Schlussfolgerung/Anwendungsmöglichkeiten: Die Projektergebnisse bilden eine solide Grundlage für die Weiterentwicklung von Beschichtungen zur Spannungsfestigkeitserhöhung bei Hochspannungskomponenten. Diese Technologien sind in die Produktentwicklung integrierbar und bieten eine klimaneutrale Alternative zu SF6, was zur Reduktion von Treibhausgasemissionen und zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie beiträgt.