Oberflächenentladungen

Oberflächenentladungen, auch bekannt als Oberflächenentladungen, sind elektrische Entladungen, die an der Oberfläche eines Isolierstoffes auftreten. Sie entstehen, wenn die elektrische Feldstärke an der Oberfläche des Isoliermaterials einen kritischen Wert überschreitet, was zu einer teilweisen Durchdringung des Isoliermediums führt. Diese Entladungen können sowohl in Gasen als auch in Flüssigkeiten und Festkörpern vorkommen, sind aber besonders relevant im Kontext von Hochspannungsisolierungen.

Die Mechanismen von Oberflächenentladungen sind vielfältig und hängen von den spezifischen Bedingungen ab. Typischerweise beginnen sie als kleine, diskrete Entladungen, die sich über die Oberfläche ausbreiten. Diese können in verschiedenen Formen auftreten, wie z.B. Koronaentladungen, Teilentladungen oder Gleitentladungen. Die Intensität und Dauer der Oberflächenentladungen können von sehr kurzzeitigen Impulsen bis hin zu kontinuierlichen Entladungsströmen variieren.

Die Auswirkungen von Oberflächenentladungen auf Isoliermaterialien können erheblich sein. Sie können zu einer Degradation des Isoliermaterials führen, was sich in Form von Oberflächenerosion, Rissbildung oder Verfärbung äußert. Langfristig kann dies die elektrische Festigkeit des Isoliermaterials schwächen und letztendlich zu einem elektrischen Durchschlag des Geräts führen. Dies ist besonders kritisch in Hochspannungsanwendungen wie Transformatoren, Kabeln oder Isolatoren in Freiluftanlagen.

Zur Vermeidung und Kontrolle von Oberflächenentladungen werden verschiedene Maßnahmen ergriffen. Dazu gehören die sorgfältige Gestaltung von Elektrodengeometrien, die Auswahl geeigneter Isoliermaterialien mit hoher Oberflächenresistivität und die Vermeidung von Verunreinigungen auf der Isoliermaterialoberfläche. In manchen Fällen werden auch spezielle Beschichtungen oder Vergussmassen verwendet, um die Oberflächenfeldstärke zu reduzieren und die Entladungsaktivität zu minimieren. Die Überwachung von Oberflächenentladungen ist ein wichtiger Aspekt der Zustandsdiagnose und Zuverlässigkeit von elektrischen Hochspannungsausrüstungen.