Til hovedinnhold

140-7 Nanokompositter for høyspenningskomponenter

140-7 Nanokompositter for høyspenningskomponenter

Elektrisk gjennomslagskanal
Elektrisk gjennomslagskanal (og deler av et elektrisk tre) som strekker seg fra en spenningssatt metallnål (til venstre i bildet) og mot en metallelektrode som er jordet (til høyre i bildet) i et elektrisk isolasjonsmateriale. Denne metoden benyttes for å studere fundamentale gjennomslagsmekanismer i elektriske isolasjonsmaterialer. Elektrodene er støpt inn i materialet.

Motivasjon og relevans

Grunnlaget for morgendagens høyspenningskomponenter forutsetter utvikling av materialer som tåler høyere påkjenninger og samtidig beholder gode elektriske egenskaper. Nanokompositter har potensiale til å imøtekomme eller overgå disse kravene

Bakgrunn

Elektriske isolasjonssystemer er den viktigste delen av alle komponenter i som brukes i produksjon og overføring av elektrisk kraft. Faste isolasjonssystemer består av elektrisk isolerende materialer, elektrisk ledende materialer og feltstyrende materialer. Det er vanlig at disse materialene er kompositter. Målinger i laboratoriet har vist at kompositter som også inkluderer nanopartikler som fyllstoff i isolasjonssystemet, kan forbedre avgjørende egenskaper til materialene. Nanokompositter har til en viss grad blitt tatt i bruk i høyspenningsapparater, men utviklingen har ikke gått så raskt som forventet. Bekymringer for kvaliteten til produksjonsmetoder og stabiliteten av materialene over lang tid er blant årsakene til dette.

I denne sommerjobben skal studenten studere et nanokomposittmateriale. Målsetningen kan for eksempel være å tilsette nanopartikler i et elektrisk isolasjonsmateriale med formål å øke termisk ledningsevne uten å redusere (helst øke) den elektriske holdfastheten.

Produksjonsmetoden må sørge for at nanopartiklene fordeles godt og ikke agglomererer. Strukturell karakterisering, for eksempel med sveipelektronmikroskop (SEM), vil vise om produksjonen er vellykket. De elektriske egenskapene til kompositten skal måles med eksisterende laboratorieoppsett for å studere gjennomslagsmekanismer. Det kan også være aktuelt med andre måleteknikker.

SINTEF Energi igangsatte i 2017 en treårig satsning på nanokomposittmaterialer for elektriske isolasjonssystemer, og sommerstudenten på denne oppgaven vil bli en del av denne satsningen. Sammen med norsk og internasjonal elkraftindustri vil denne satsningen være med på å legge grunnlaget for morgendagens høyspenningskomponenter. Det vil også bli muligheter for å skrive prosjekt- og masteroppgaver i samarbeid med SINTEF Energi innen dette temaet. En slik oppgave vil passe godt for studenter som ønsker en oppgave innen materialteknologi og elektrisk isolasjonsteknikk med høy industriell relevans.

Oppgaven består i å

  • Sette seg inn i temaet samt relevante produksjons- og karakteriseringsteknikker
  • Gjennomføre strukturell og elektrisk karakterisering av en nanokompositt i laboratoriet
  • Presentere resultatene

Forutsetninger

  • Interesse for praktisk arbeid og laboratoriearbeid
  • Kjennskap til eller evne til å sette seg inn i materialteknologi og høyspenningsteknologi
  • Arbeidet vil passe godt for studenter med bakgrunn innen blant annet nanoteknologi, materialteknologi, fysikk eller energi og miljø, men andre studieretninger kan også være aktuelle.

Medveiledere:  Torbjørn Andersen VeSverre Hvidsten og Frank Mauseth

Søknadsfristen er utgått.