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Lebensdauermodellierung von nicht-teilentladungsresistenten Isoliersystemen elektrischer Maschinen in dynamischen Lastkollektiven

Lifetime modeling of non-partial discharge-resistant insulation systems of electrical machines under dynamic load

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e & i Elektrotechnik und Informationstechnik Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

In diesem Beitrag wird ein Verfahren zur Lebensdauermodellierung von nicht-teilentladungsresistenten Isoliersystemen, die in dynamischen Lastkollektiven betrieben werden, an einem Beispiel diskutiert und untersucht. Ziel dieser Untersuchungen ist die Parametrierung eines Lebensdauermodells, welches anwendungsspezifische Belastungen durch Temperatur, Vibration oder Umweltbedingungen, aber auch normative Anforderungen an Prüfspannungen und Teilentladungsfreiheit berücksichtigt. Hierfür werden zunächst beschleunigte Alterungsversuche motiviert und ihre Modellgrenzen diskutiert. Darauf aufbauend werden Probekörper bzw. Motoretten ausgelegt, die das Isoliersystem einer elektrischen Maschine vollständig nachbilden, um diese einer beschleunigten Alterung auszusetzen und schließlich zyklisch hinsichtlich ihrer Teilentladungseigenschaften zu untersuchen. Die Ergebnisse der Lebensdaueruntersuchungen werden mit Hilfe von Zuverlässigkeitskenngrößen und drei verschiedenen Regressionsverfahren ausgewertet, um als Resultat eine belastungsabhängige Wahrscheinlichkeitsverteilung der prognostizierten Lebensdauer zu erhalten.

Abstract

This article discusses and examines a process of lifetime modeling of non-partial discharge resistant insulation systems operating in dynamic load collectives. The aim of these investigations is the parameterization of a lifetime model, which considers application specific loads due to temperature, vibration or environmental conditions, but also normative requirements for test voltages and partial discharges. For this purpose, accelerated aging tests are motivated and their model limitations are discussed. Based on this, specimens resp. motorettes are designed which completely reproduce the insulation system of an electrical machine. These are used to study their partial discharge properties during cyclical durability tests. The results of the lifetime investigations are evaluated using reliability characteristics and different regression methods in order to obtain a load-dependent probability distribution of the predicted lifetime.

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Elektrische Maschinen (IEM), RWTH Aachen University, Schinkelstraße 4, 52062, Aachen, Deutschland

    Andreas Ruf, Florian Pauli, Michael Schröder & Kay Hameyer

Authors
  1. Andreas Ruf
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  2. Florian Pauli
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  3. Michael Schröder
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  4. Kay Hameyer
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Ruf, A., Pauli, F., Schröder, M. et al. Lebensdauermodellierung von nicht-teilentladungsresistenten Isoliersystemen elektrischer Maschinen in dynamischen Lastkollektiven. Elektrotech. Inftech. 135, 131–144 (2018). https://doi.org/10.1007/s00502-018-0600-0

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