Filtern
Dokumenttyp
- Beitrag zu einem Tagungsband (9)
- Zeitschriftenartikel (3)
- Sonstiges (2)
- Forschungsbericht (1)
Sprache
- Englisch (9)
- Deutsch (5)
- Mehrsprachig (1)
Schlagworte
- Bundesoberbehörden (2)
- Forschungsstrategie (2)
- Partial discharge (2)
- Silicone rubber (2)
- AC dielectric strength (1)
- Aqueous dispersion (1)
- Cable accessories (1)
- Cable monitoring (1)
- Coincidence (1)
- Elastomeric polymer optical fibre (1)
Organisationseinheit der BAM
Mit einer langfristigen Forschungsstrategie begleiten die für die Sicherheit von Mensch und Umwelt zuständigen Bundesoberbehörden (Umweltbundesamt, Bundesinstitut für Risikobe-wertung, Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin, Bundesanstalt für Materialfor-schung und -prüfung und Physikalisch-Technische Bundesanstalt) die rasch voranschreiten-de Entwicklung neuer Materialien unter den Gesichtspunkten des Arbeits-, Verbraucher- und Umweltschutzes. Die Strategie steht daher in enger Verbindung zu den öffentlichen Förder-programmen für Nanomaterialien und andere innovative Werkstoffe, z. B. des BMBF („Vom Material zur Innovation“) und der EU („Horizon 2020“).
Die Forschungsstrategie baut auf den bisherigen Ergebnissen der 2008 begonnenen und 2013 erstmals bilanzierten gemeinsamen Forschungsstrategie der Bundesoberbehörden „Nanotechnologie - Gesundheits- und Umweltrisiken von Nanomaterialien"1 auf und erweitert den Blickwinkel auch auf andere Materialinnovationen, bei denen vergleichbare Risiken für Mensch und Umwelt bestehen oder abgeklärt werden müssen. Darüber hinaus greift sie die Idee „anwendungssichere chemische Produkte“2 aus der Initiative „Neue Qualität der Arbeit“ (INQA) des Bundesministeriums für Arbeit und Soziales (BMAS) und das Konzept der nach-haltigen Chemie3 auf, das vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reak-torsicherheit (BMUB) unterstützt wird. Durch eine anwendungssichere und umweltverträgli-che Gestaltung innovativer Materialien und ihrer Folgeprodukte sollen nicht akzeptable Risi-ken für Mensch und Umwelt von Anfang an weitgehend ausgeschlossen werden. Dies kann erreicht werden durch
1.
die Verwendung sicherer Materialien ohne Gefahreneigenschaften für Mensch und Umwelt (direkte Anwendungssicherheit) oder
2.
eine Produktgestaltung, die über den gesamten Lebenszyklus emissionsarm und umweltverträglich ist (integrierte Anwendungssicherheit) oder
3.
eine Unterstützung des Anwenders (product stewardship) durch den Hersteller bei technischen, organisatorischen und persönlichen Schutzmaßnahmen zur sicheren Verwendung und Entsorgung des Produktes (unterstützte Anwendungssicherheit).
Die Fortschreibung der Forschungsstrategie soll als Bestandteil des Nanoaktionsplans 2020 der Bundesregierung Beiträge der Ressortforschung zu folgenden Schwerpunkten leisten:
•
Charakterisierung und Bewertung der Risiken von Materialinnovationen
•
Unterstützung von Forschungseinrichtungen und Unternehmen
•
Fortschreiben von Rechtsvorschriften und Praxisempfehlungen
1
http://www.baua.de/nn_47716/de/Themen-von-A-Z/Gefahrstoffe/Nanotechnologie/pdf/Forschungsstrategie.pdf
2 http://www.baua.de/de/Themen-von-A-Z/Gefahrstoffe/Nachhaltige-Chemie/Nachhaltige-Chemie.html
3
http://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/chemikalien-management/nachhaltige-chemie
2
•
Gesellschaftliche Akzeptanz
Die Forschungsstrategie soll mit Projekten und anderen forschungsnahen Aktivitäten umge-setzt werden. Dies umfasst die eigene Forschung der Häuser, die extramurale Ausschrei-bung und Vergabe von Forschungsdienstleistungen sowie die Beteiligung an vorwiegend öffentlich geförderten Drittmittelprojekten. Hinzu kommen Aktivitäten im Rahmen der Politik-beratung und der hoheitlichen Aufgaben. Mit inter- und transdisziplinären Ansätzen soll die Risiko- und Sicherheitsforschung enger mit der Innovationsforschung und Materialentwick-lung verknüpft werden. Die Forschungsstrategie ist aufgrund der raschen Entwicklungen auf diesem Gebiet für den Zeitraum bis 2020 angelegt. Die Forschungsziele adressieren die in diesem Zeitraum voraussichtlich umsetzbaren Forschungsansätze. Die Forschungsstrategie wird durch einen Arbeitskreis begleitet und spätestens mit Ablauf des Nanoaktionsplans 2020 evaluiert und angepasst.
Sensitive partial discharge (PD) measurements on HV/EHV cable systems are usually based on electrical or electromagnetic PD detection. Unfortunately, interferences may significantly reduce sensitivity, especially in on-site after-installation testing and, even more, in on-line PD monitoring. This paper deals with optical PD detection, which is absolutely immune to any kind of electromagnetic interference. Optical PD detection necessarily requires transparent or translucent insulation systems to be applicable. Stress cone elements for HV/EHV cable accessories meet the requirements for optical PD detection, if made from transparent silicone elastomers.
We present recent progress in our development of fibre-optic sensors for the detection of partial discharge (PD) in silicone cable accessories, based on detecting related low-level optical emission. We experimentally show that the sensitive optical detection of PD can dramatically enhance the performance of conventional electrical PD measurement in electromagnetically noisy environments, and that it can yield high sensitivity and specificity even when no synchronous electrical PD measurement is conducted. This is demonstrated using a real-scale model of a high voltage cable accessory with a surface-attached conventional thermoplastic fluorescent polymer optical fibre (F-POF) sensor. In order to increase light collection efficiency, as a prerequisite for a commercially competitive implementation using cost-efficient detectors, sensing fibres will have to be integrated into the silicone rubber insulation, close to the potential origin of PD-induced damage. This is the rationale for our efforts to develop elastomeric fluorescent sensing fibres, tailored to the requirements of the application. We discuss specific challenges to be tackled and report on the successful implementation of all-silicone rubber fluorescent POF, to our best knowledge for the first time. © (2015) COPYRIGHT Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). Downloading of the abstract is permitted for personal use only.
This paper reflects recent progress in the field of fluorescent polymer optical fiber sensors (F-POF) for partial discharge (PD) detection in high voltage (HV) cable accessories using optical-only PD detection by coincidence single photon counting. In experiments with artificial PD sources these sensors show the ability to detect optical emissions from picocoulomb-level PDs in a real-scale model of a translucent high voltage cable accessory. False positives (caused by detector noise) are efficiently suppressedwhile maintaining sufficient sensitivity,even when the sensor is located in an unfavorable position.
Optical methods and monitoring systems for the PD detection in GIS, GIL and oil-immersed type transformers have been demonstrated. Very recently these methods have been extended to the detection of PDs in solid insulation materials of cable accessories. This novel application in high-voltage (HV) cable terminations consists of integrated fiber-optic sensor which requires transparent insulation materials. Therefore, transparent silicone rubbers are considered as replacement material for currently used opaque elastomeric insulation material in stress cones of HV cable accessories. For this purpose a preliminary study on the long-term stability of two commercially available fully transparent silicone rubbers was performed. Accelerated thermal aging tests were carried out for 4 hours up to 100 hours at 200 °C under a normal air atmosphere and normal atmospheric pressure. The impact of thermal aging on the AC dielectric strength of the silicone samples was investigated and additionally the optical transmittance was determined using UV-Vis spectrophotometer. The investigation indicated that the dielectric strength value of the silicone samples was seriously reduced for long-term exposures to elevated temperatures. In addition, the UV-visible transmittance of thermally aged silicone samples was also decreased. The influence of these phenomena must be taken into account for the design of HV insulation materials, particularly under extremely high temperature operating conditions.