SINTEF Energi søker sommerstudenter: ET-05 Elektrisk isolasjon i HVDC sjøkabler

Elektrisk resistivitet og dielektrisk respons til impregnert olje-papir isolasjon brukt i HVDC sjøkabler.

Motivasjon og relevans
Overføring av ren fornybar energi fra Norge til Europa har en positiv global miljøgevinst. En viktig forutsetning for å realisere dette er velfungerende sjøkabler med høy overføringskapasitet. Slike kabler er avgjørende for å kunne bruke Norges vannkraftressurser som et grønt batteri for Europa, og dermed bidra til overgangen til et mer bærekraftig samfunn.

Masseimpregnerte HVDC sjøkabler er den dominerende teknologien for overføring av elektrisk kraft over store avstander, for eksempel mellom Norge og Nederland. Isolasjonssystemet i slike viktige kabler består av papir impregnert med en svært tyktflytende olje (kalt massen). Denne velprøvde teknologien har vist seg å være svært pålitelig, men den har strenge begrensninger i tillatt ledertemperatur og lastmønster. For å kunne øke overføringskapasiteten på framtidens kabler må enten spenning eller strøm økes. Ved høyere spenning i en kabel vil en få høyere felt over isolasjonen, mens høyere strøm gir økt ledertemperatur i samme kabel.

Bakgrunn
For høy elektrisk påkjenning av isolasjonen kan føre til gjennomslag og kabelhavari. Det er derfor viktig å kunne beregne det elektriske feltet i isolasjonen nøyaktig for å kunne forsikre seg om at det ikke overskrider kritiske verdier. Det er også viktig å vite hvordan feltet fordeler seg mellom det impregnerte papiret og eventuelle oljegap i isolasjonssystemet. Gode eksperimentelle målinger av resisiviteten til isolasjonssystemet er en forutsetning for nøyaktige beregninger. Å framskaffe slike data er hovedmålet til denne oppgaven.

Oppgaven består i

  • Å sette seg inn i problemstillingen.
  • Måle resistivitet og dielektrisk respons til isolasjonssystem bestående av elektroteknisk papir og olje ved forskjellige spenninger og temperaturer.
  • Analysere måledata ved hjelp av Matlab eller tilsvarende.
  • Skrive rapport.

Forutsetninger

  • Gode kunnskaper innen fysikk/elektromagnetisme.
  • Interesse for eksperimentelt arbeid

Medveileder  Torbjørn Andersen Ve