Til hovedinnhold
Norsk English

ET-02 Miljøvennlige isolasjonsvæsker for fremtidens krafttransformatorer

Fukttransport og bobledannelse i fremtidens miljøvennlige isolasjonsvæsker

Kontaktperson

Bilde fra bobleforsøk
Bilde fra bobleforsøk hvor bobler av vanndamp ble presset ut av papiret på den nederste elektroden. Bobler som dette kan føre til katastrofale feil i transformatorer i strømnettet.

Motivasjon og relevans

Transformatorer er essensielle for å overføre elektrisk energi over store avstander, og spiller en kritisk rolle i strømnettet vårt. Den elektriske isolasjonen i de fleste transformatorer består av papir, papp og en isolasjonsvæske, hvor isolasjonsvæsken fungerer både som kjølemedium og elektrisk isolasjon. I dag er mineralolje den dominerende isolasjonsvæsken, men på grunn av utfordringer knyttet til brannsikkerhet og miljø er det økende interesse for å bytte ut mineralolje med mer miljøvennlige væsker. Blant disse finner vi estere, som både har høyere antenningstemperatur enn mineraloljer og er nedbrytbare. SINTEF Energi jobber derfor med å undersøke egenskapene til disse alternative væskene for å vurdere om de kan være nøkkelen til tryggere og mer miljøvennlige transformatorer. 

Bakgrunn

Fukt i en transformator kan gi lavere ytelse og kortere levetid, ettersom den kan føre til blant annet økte dielektriske tap og akselerert aldring av isolasjonsmaterialer. Transformatorer blir derfor tørket under vakuum før de blir forseglet, men over tid vil det likevel trenge inn fukt fra omgivelsene. Ved brå oppvarming kan fukt bli presset ut av papiret i transformatoren før isolasjonsvæsken har blitt varmet opp tilstrekkelig til å absorbere fukten. Det vil da oppstå bobler av vanndamp i isolasjonsvæsken, og dette kan føre til kritiske feil og sette transformatoren ut a drift. Ulike væsker har forskjellig evne til å absorbere fukt, og absorbsjonen vil variere avhengig av temperaturen til væsken. I dag har man etablerte modeller for hvordan fukten er fordelt mellom papir og mineralolje ved likevekt, men man vet lite om dette forholdet når tilstanden i transformatoren er under endring. I prosjektet New Liquids for Transformers (NewLifT) gjennomfører SINTEF Energi derfor eksperimenter for å undersøke fuktabsorbsjon og bobledannelse i nye isolasjonsvæsker. 

Oppgave

Arbeidet vil bestå av å gjennomføre eksperimenter i lab for å studere hvordan fukt transporteres gjennom transformatorisolasjon og ved hvilke betingelser kritisk bobledannelse oppstår i nye isolasjonsvæsker. Kandidaten vil jobbe på eksisterende lab-oppsett, og vil få opplæring i målingsprosedyrer i starten av arbeidsperioden. 

Oppgaven består av:

  • Gjennomføre målinger av fukttransport i lab
  • Gjennomføre bobleforsøk 
  • Analysere målinger og sammenligne med mineraloljer
  • Dokumentere arbeidet i en rapport

Det er ønskelig at arbeidet videreføres i prosjekt- og masteroppgave i samarbeid med prosjektet.

Oppgaven knyttes til prosjektet "New Liquids for Transformers" ved SINTEF Energi.

Forutsetninger

Det er en fordel at sommerjobberen har kjennskap til (eller evne til å sette seg inn i):

  • Laboratoriearbeid
  • Grunnleggende fysikkunnskaper 
  • Databehandling, grafisk fremstilling av resultater (f.eks. Python, Excel, etc.)

Hovedveileder: Håvard Bærug

Medveiledere: Katharina Kuhlefelt Eie-Klusmeier og Camilla Espedal