Tester isolasjonen i statorstaver

Forskerne er i gang med laboratorietester for å undersøke isolasjonen på statorstaver fra vannkraftgeneratorer.

I forsøkene bruker de en ny testprosedyre, som kanskje kan bli en bransjestandard for testing av tilstand på statorstaver i vannkraftbransjen.

Stator er den delen av generatoren som står i ro (mens rotoren snurrer rundt inni). Statorstavene består av kobber som leder strøm og de er plassert rundt kjernen i generatoren. Utenpå kobberen er det isolasjon og det er den forskerne tester.

Metoden blir både testet på reservestaver (som aldri har vært i bruk) og staver som vannkraftprodusentene har tatt ut av drift.

Forskerne skal undersøke om statorstavene slites raskere nå som vannkraftverkene stadig starter og stopper for å tilpasse seg kraftmarkedet (kalles ofte effektkjøring) heller enn å kjøre jevnt og trutt slik det typisk var før 1990-tallet.

Temperaturendringer forkorter levetiden

Slik effektkjøring gjør at temperaturen kan variere mye. I en statorstav er det mange forskjellige materialer som utvider og trekker seg sammen etter temperaturen, men ikke like raskt!

Denne forskjellen i termiske egenskaper for de ulike materialene sliter på isolasjonen i statorstaven og forkorter levetiden.

– Vi vil derfor gjerne vite hva som er tilstanden på disse statorstavene. Men, kan vi teste uten å ødelegge stavene? Og hva kan vi si om tilstanden ut i fra testresultatene? Det er noen av spørsmålene vi jobber med, sier prosjektleder Maren Istad, HydroCen.

Målet er å teste – uten å ødelegge

Mange vannkraftprodusenter har statorstaver på lageret sitt, reservestaver. De kan ligge på lager i flere tiår før de blit tatt i bruk, så det er også viktig å vite om disse har god tilstand. Dermed gjøres forsøk i laben for å kunne beregne levetiden på statorstaver ved hjelp av målinger av tap og elektriske utladninger.

Høye tap og mye elektriske utladninger betyr at tilstanden til statorstavene er dårlig. I laboratoriet måler Emre Kantar hvordan  tap og elektriske utladninger er ved ulike frekvenser (0.1 Hz, 1 Hz and 50 Hz) temperaturer (30, 70 and 130°C).

Sammen med kollega Gunnar Berg tester han både brukte statorstavene og reservestaver.

Forsøkene gir gode resultater: Det er mulig å gjøre testene uten å ødelegge statorstavene og de kan sendes tilbake til eierne etter testene.

Måledataene vil nå bli brukt til å lage en modell for aldring av statorstaver og forbedre testprosedyren slik at vannkraftprodusentene kan benytte denne for å sjekke tilstand på reservestaver eller staver de tar ut av generatoren.

Les også:

Torstein Grav Aakre har skrevet doktorgrad om dette temaet: Partial Discharges in Voids at Variable Voltage Frequency and Temperature Diagnostic Testing of Stator Mainwall Insulation

Kontakt:

Maren Istad

Emre Kantar

Gunnar Berg