Design, modellering og prøving av HVDC kabelisolasjon for fremtidens elektriske nett - DeMoKab

e fremtidige kabelnettene for overføring av elektrisk energi som høyspenning likestrøm (HVDC) i Nordsjøen og andre steder vil være radial-, maske- og hybridnett, og ikke kun punkt-til-punkt forbindelser som eksisterende installasjoner. Simuleringer viser at HVDC-kablene i slike nye nett vil kunne utsettes for transiente overspenninger som avviker vesentlig både i varighet, amplitude og kurveform fra det man i dag ser. I og med at HVDC-kabler ? som alle andre elkraft¬komponenter ? i betydelig grad konstrueres for å kunne passere typeprøvene, medfører dette at isolasjons-systemet til dagens HVDC-kabler verken er designet eller spenningsprøvet for overspenningene man forventer slike kabler vil utsettes for i fremtidige nett. I prosjektet skal det utvikles kunnskap og numeriske modeller for hvordan forskjellige transiente spenningspåkjenninger virker på isolasjonssystemer som benyttes i HVDC-kabler, både i viklet olje/papir-isolert kabel (også kalt "massekabel") og ekstrudert polyetylen-isolert kabel. Videre skal det spesifiseres prøvefasiliteter (kretser og komponenter i et høyspennings¬laboratorium) som kan generere de transiente spenningsformene som vil kreves for spenningsprøving av fremtidige HVDC-kabler. Disse bidragene er avgjørende for å oppnå en høy pålitelighet i fremtidige kabelnett og er spesielt relevante for den kommende utbyggingen av nye off¬shore transmisjonsnett. Denne infrastrukturen er essensiell for å kunne fase inn fornybar energiproduksjon, et viktig bidrag til å nå Norges og Europas ambisiøse klimamål.

Nexans Norway, Statnett og SINTEF Energi vil i DeMoKab utvikle ny kunnskap og nye numeriske modeller for hvordan overspenninger som følge av ulike typer feil i framtidens HVDC-nett vil påkjenne den elektriske isolasjonen i HVDC-kabler. Dette skal benyttes til å: i) berede grunnen for å utvikle kabelisolasjon som tåler slike påkjenninger, og ii) spesifisere hvilke laboratoriefasiliteter som behøves for spenningsprøving av fremtidige HVDC-kabler. I dag finnes kun begrenset empirisk erfaring og lite etablert teori for hvordan isolasjonssystemet i HVDC-kabler vil påvirkes av langvarige, transiente overspenninger. Slik kunnskap er nødvendig for å kunne designe et pålitelig isolasjonssystem. (Spesielt viktig er det å forstå i hvilken rolle lokal feltforsterkning og/eller materialaldring i og nær inhomogeniteter og defekter i isolasjonen spiller.) Disse bidragene er avgjørende for å oppnå en høy pålitelighet i fremtidige kabelnett og er spesielt relevante for den kommende utbyggingen av nye offshore transmisjonsnett. Denne infrastrukturen er essensiell for å kunne fase inn fornybar energiproduksjon, et viktig bidrag til å nå Norges og Europas ambisiøse klimamål.