Leistungsfähige Folienkondensatoren (LeiKo) - Zuverlässige Folienkondensatoren mit erhöhtem Leistungspotential

Abstract

Die Aufgabenstellung des Projekts war die Erarbeitung eines nachgewiesenen Lebensdauermodells für Leistungskondensatoren auf Basis von metallisierter, biaxial orientierter Polypropylenfolie (BOPP). Die Absicht dahinter war, abschätzen zu können ob es für den Anwendungsfall von HGÜ-Kondensatoren ausreichend große Auslegungsreserven gibt, welche es erlauben könnten die Feldstärkeausnutzung zu erhöhen bei gleichbleibender Zuverlässigkeitsanforderung. In diesem Falle könnten die Kondensatoren kleiner und mit weniger Materialeinsatz gefertigt werden. Neben Kosteneinsparungen würden diese Materialeinsparungen auch den Energieeinsatz und den CO2-Rucksack der Kondensatoren positiv beeinflussen. Des Weiteren wurden verschiedene Ansätze zur Materialmodifikation verfolgt mit dem Ziel Kondensatorfolien herzustellen, welche höhere Energiedichten erlauben, z.B. über eine höhere Auslegungsfeldstärke. Diese Ansätze wurden unterstützt durch einen Fähigkeitsaufbau in der Charakterisierung der Folien sowie mit weiteren Aufgaben, welche eine bessere Vorhersage der Kondensatorlebensdauer auf Basis von Folieneigenschaften ermöglichen. Dazu gehörte der Aufbau einer Messeinrichtung zur Bestimmung des temperaturabhängigen Time-dependent-Dielectric-Breakdown (TDDB), der Aufbau eines Setups und die Methodenentwicklung für die Bestimmung des Temperature-stimulateddischarge-currents (TSDC) der Folien. Die Simulation der Erwärmung des Kondensators wurde erfolgreich mit dem Experiment validiert.