Der elektrische Durchschlag in Isolieröl

Zusammenfassung

Entgegen den Erwartungen zeigt sich, da\ die Durchschlagfestigkeit des mit. hochfrequenter Spannung beanspruchten öls bei kleinen Elektrodenentfernungen grö\er ist als bei 50 Hz. der Elektrodenabstand, bei dem die hochfrequente Durchschlagspannung denselben Wert hat wie bei der technischen Frequenz, wird mit abnehmender Temperatur grö\er.

Als einleitende Ursache für den Durchschlag von öl mittleren Reinheitsgrades wird die Entstehung von Gasblasen betrachtet. Diese wird dadurch gefördert, da\ infolge der Temperaturabhängigkeit des Gaslösevermögens in öl und der Eigenschaft des öls, rasch gro\e Mengen Gas aufzunehmen, überschüssiges Gas aber nur langsam und unvollkommen abzugeben, das der wechselnden Umgebungstemperatur ausgesetzte öl stets überschüssiges Gas in einer von der Vorbehandlung abhängigen Menge enthält. Bei der elektrischen Beanspruchung des öls wird ein Teil des überschüssigen Gases frei, ohne da\ dazu eine Erhitzung des öls bis zur lokalen Erreichung des Siedepunktes erforderlich ist.

Da die bei hochfrequenter Beanspruchung des öls entstandenen Gasblasen teilweise in einen an der Stelle maximaler Feldstärke, unmittelbar vor dem Durchschlag auftretenden ölwirbel geraten, ist die verschiedenen Durchschlagstheorien zugrundegelegte Bildung eines zwischen den Elektroden verlaufenden Gaskanals im hochfrequenten Feld nicht wahrscheinlich. Es wird angenommen, da\ die bei der Ionisation der Gasblasen entstehenden Ladungsträger in das öl eindringen und eine darin fortschreitende Trägerlawine zur Folge haben, sobald die am Kopf der Trägerlawine herrschende Feldstärke zur direkten Ionisation des öls ausreicht.

Abhängig von dem ölzustand und den sonstigen Versuchsbedingungen bestehen verschiedene Möglichkeiten für das Zustandekommen eines Durchschlags, so da\ von vornherein nicht erwartet werden kann, da\ dieser stets in der Gasphase einsetzt. Die gro\e Anzahl von Versuchsergebnissen, die für den vorherrschenden Einflu\ der gelösten Gase auf den Durchschlagvorgang sprechen, lassen jedoch vermuten, da\ der angenommene Durchschlagablauf für gut gereinigtes öl zutrifft.

Wenn nach einer extrem sorgfältigen Reinigung und stundenlangem Evakuieren bei gleichzeitiger mechanischer ölbewegung der Reinheitsgrad und die Entgasung der ölprobe die bei den üblichen technischen Behandlungsmethoden erreichbaren Grenzen überschreiten, wird der Durchschlag in anderer Weise, vermutlich nach direkter Ionisation des öles zustande kommen. Eine weitere Einschränkung ist durch den gro\en Einflu\ der Beanspruchungsdauer gegeben. Bei Sto\beanspruchungen von nur etwa 10⁻ s Dauer wird die Einleitung des Durchschlags auf dem Umweg über die Abscheidung überschüssiger Gase nicht möglich sein, so da\ hierbei ein vom Gasgehalt unabhängiger Durchschlag anzunehmen ist.