SINTEF Energi søker sommerstudenter: ET-04 Fuktinntrengning i høyspente sjøkabler

Overføring av ren fornybar energi fra Norge til Europa har en positiv global miljøgevinst.

Motivasjon og relevans
Utvikling av ny kabelteknologi er av avgjørende betydning for realisering av fornybare energikilder til havs. Tradisjonelt er høyspente sjøkabler vanntette ved at designet inkluderer en metallisk barriere av ekstrudert bly eller et laminat av kobber eller aluminium. For enkelte installasjoner er det en stor fordel å unngå denne komponenten i kablene, spesielt med tanke på vekt og dynamiske forhold. I dag er det spesielt attraktivt å bruke kabler uten metallisk barriere for såkalte «inter-array» kabler i tilknytning til offshore vindparker. Bakgrunnen for dette er at det er knyttet store besparelser ved å installere høyspentkabler i slike anlegg.

Bakgrunn
Dersom den metalliske barrieren fjernes kan det oppnås store fordeler mekanisk, men elektrisk kan dette føre til vanntrevekst i isolasjonen. Vanntær er mikrostrukturer i isolasjonen som består av vannfylte kanaler og hulrom. Vanntrær vokser i alle plastmaterialer som påkjennes fukt og et tilstrekkelig høyt elektrisk felt. De fører til en redusert elektrisk holdfasthet ved at elektriske trær initieres i spissen av vanntrærne. Spørsmålet er om dette kan føre til redusert levetid og nedsatt holdfasthet for høyspente kabler (HV) som har en betydelig høyere elektrisk feltstyrke i isolasjonen enn distribusjonskabler (MV).

Vanntrær initieres ved defekter og forurensninger. De siste tiårene er renhet i materialer og ved ekstrudering kraftig forbedret. Er dette godt nok til at metallbarrieren kan fjernes?

Oppgaven består i

  • Å sette seg inn i problemstillingen ved å studere rapporter og relevant litteratur
  • Gjennomføre tester i laboratoriet med modellkabler for å undersøke effekten av fuktighet, temperatur og høyt elektrisk felt på isolasjonssystemet
  • Undersøke initieringspunkt for lange vanntrær med ulike analyseteknikker (for eksempel optisk mikroskop/3D optisk mikroskop – profilometer/SEM/µ-FTIR)
  • Skrive rapport

Om prosjektet Next Generation High Voltage Wet Designed Cables

Forutsetninger

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

Medveiledere  Jorunn Hølto og  Sverre Hvidsten