ET-03 Tryggere bruk av nye bærekraftige isolasjonsvæsker i krafttansformatorer

Motivasjon og relevans 

Væskeisolerte krafttransformatorer er essensielle for overføring av strøm. Nye isolasjonsvæsker på markedet kan være bedre for miljøet, ha bedre brannsikkerhet, og/eller bedre kjøling enn de tradisjonelle mineraloljene, men evnen til å motstå elektrisk kortslutning er dårlig utprøvd. Til nå har testing av nye væsker vært basert på empirisk kunnskap, men i møte med nye typer væsker er vi nødt til å forstå mekanismene i et elektrisk gjennomslag for å utvikle relevante tester. 

Bakgrunn 

Gjennomslagshastigheten til en streamer [en lynliknede struktur] i en mineralolje er ‘treg’, mens den er ‘rask’ i en syntetisk ester. Hvorfor vet vi ikke. I arbeidet med å forstå mekanismene i et elektrisk gjennomslag har prosjektet LiPe en sentral hypotese om at ladning genereres raskt i væskevolumet i front av den propagerende streameren, og denne ladningen begrenser det elektriske feltet og følgelig hastigheten til streameren. For å bekrefte eller avkrefte hypotesen er det viktig å korrelere gjennomslagshastigheter med injisert ladning og høyfelt ledningsevne. Vi har nylig publisert en viktig artikkel¹  som beskriver høyfelt ledningsevne i et utvalg isolasjonsvæsker, men det er fremdeles mye arbeid som gjenstår.

SINTEF Energi har utstyr for å teste både gjennomslagshastighet og injisert ladning. Alt fra molekylærmodellering, via injisert ladning til gjennomslagsmålinger og de store linjene er en del av prosjektet LiPe. Denne oppgaven vil fokusere på å måle injisert ladning i isolervæsker ved hjelp av et eksisterende automatisert oppsett. Automatisering gjør det mulig å gjennomføre mange tester med eksakt lik prosedyre med minimal innsats. 

Oppgave 

Arbeidet vil bestå i å utføre høyfelt ledningsevnemålinger med tilhørende generell laboratorieaktivitet og oppgradere automatiseringen på oppsettet fra LabView til Python. Formålet med sommerjobben er å bidra med målinger og videreutvikle automatiseringen av oppsettet. Fokusområde på oppgaven kan tilpasses aktuell kandidat. Arbeidet kan med fordel videreføres i en masteroppgave.

Forutsetninger

Det er en forutsetning at sommerjobberen har

• Interesse og evne for laboratorieaktivitet

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

• Grunnleggende kunnskap om elektriske komponenter og isolasjonsmaterialer 
• Programmering med fokus på å styre og automatisere instrumenter (Python) 

Hovedveileder: Torstein Grav Aakre

Medveiledere: Inge Madshaven og Lars Lundgaard 

1 Ø. L. Hestad, T. G. Aakre and L. E. Lundgaard, "Conduction and Electric Fields in Dielectric Liquids in Needle-to-Plane Gaps," in IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation.