Til hovedinnhold
Norsk English

ET-04 Nye design av høyspentkoblere for offshore havnett

Nye design av høyspente koblere for et fremtidig havnett for offshore vind

Kontaktperson

Undervannskabelkonnektorer og toppside kabelavslutninger i offshore-miljø.
Undervannskabelkonnektorer og toppside kabelavslutninger i offshore-miljø.

Motivasjon og relevans

Høyspente koblere/konnektorer (tørr/våt-kobling) plassert på havbunnen og toppside kabelavslutninger tillater raske og pålitelige tilkoblinger av offshore-moduler til elkraftkomponenter som f.eks. brytere (Figur 1). Det gir også allsidighet og modularitet til dyrt utstyr. 

I dag er våt-koble konnektorer opp til 45 kV (og høyspent tørr-koble konnektorer opp til 145 kV) kommersielt tilgjengelige. Ettersom flytende offshore vind utvikles i dypere vann, vil det fremtidige offshore-nettet sannsynligvis inkludere undervanns transformatorstasjoner og kabelforbindelser mellom vindmøller med spenningsnivå betydelig høyere enn dagens standard spenningsnivå som er 66 kV. Dette krever utvikling av våt-koblede konnektorer med spenningsnivå opp til 145 kV, samt topp-side kabelavslutninger. Det er behov for å utvikle nye materialer og design for å lage kostnadseffektive men samtidig pålitelige løsninger.

Bakgrunn

Konnektorer for kabler og endeavslutninger utgjør kritiske komponenter i kraftoverføringen siden flertallet av havari er relatert til slike komponenter. Vekt, størrelse og kostnadsrestriksjoner samt miljømessige hensyn utfordrer design og implementering av nye løsninger. Per i dag eksisterer det ikke kostnadseffektiv design for undervanns konnektorer med et tilstrekkelig spenningsnivå (145 kV). Selv om eksisterende design teoretisk kunne skaleres opp i størrelse, ville dette resultere i store komponenter som verken er kostnadseffektive eller har et passende design for enkel kobling og frakopling. Videre ville en slik oppskaleringsstrategi ikke forbedre komponentens elektriske gjennomslagsstyrke lineært. Dette innebærer at grunnleggende forskning på nye materialer og konnektordesign er nødvendig for å lage kostnadseffektive løsninger. 

Oppgave

Arbeidet er av eksperimentell art og vil i hovedsak dreie seg om å gjennomføre elektriske tester i laboratoriet i et ferdig testoppsett. 

Det er en stor fordel om arbeidet kan videreføres i en prosjekt- og masteroppgave.

Oppgaven består i å

  • Sette seg inn i problemstillingen ved å studere rapporter og relevant litteratur
  • Gjennomføre måling av elektriske delutladninger og høyspentforsøk i laboratoriet
  • Mikroskopiundersøkelser og/eller bruke andre materialkarakteriseringsteknikker
  • Bruk av ulike analyseteknikker for å undersøke områder i prøver med elektrisk degradering 
  • Skrive rapport

Oppgaven knyttes til prosjektet "SeaConnect - High voltage subsea connections for resilient renewable offshore grids" ved SINTEF Energi.

Forutsetninger

  • Interesse for elkraftteknologi/fysikk/materialteknologi
  • Interesse for eksperimentelt arbeid

Hovedveileder: Emre Kantar

Medveileder: Sverre Hvidsten