ET-06 Miljøvennlig isolasjon for strømkabler

Motivasjon og relevans

Den storstilte elektrifiseringen av samfunnet og økende bruken av fornybar energi stiller høye krav til kabelnettet. For å realisere økt overføringskapasitet til lave kostnader, kombinert med kommende krav til sirkulær økonomi og miljøvennlige materialer, kan kabler med isolasjon av polypropylen-baserte termoplastiske materialer (PP-TPE) være et godt alternativ til dagens kabler med kryss-bundet polyetylen (PEX). PP-TPE kan smeltes om, krever mindre energi og forårsaker mindre CO₂-utstlipp under produksjon, samt har kortere produksjonstid. Det trengs imidlertid mer kunnskap om hva som begrenser levetiden og hvordan kabler med PP-TPE isolasjon skal testes for å sikre høy pålitelighet under drift.

Bakgrunn

De siste 50 år har kun PEX-isolerte kabler vært godkjent for installasjon i henhold til den norske standarden, men nå åpnes det for bruk av termoplastiske isolasjonsmaterialer. Sommerjobben utføres som en del av prosjekt: "REWARD Reliable environmentally friendly power cables in the grid of the future". REWARD skal i samarbeid med industri og nettselskaper blant annet undersøke hvordan mekanisk induserte svakheter og andre introduserte defekter påvirker de elektriske egenskapene til PP-TP som isolasjonsmateriale. Ved å etablere et godt grunnlag for å sikre lang levetid og god utnyttelse av PP-TP kabler kan man unngå mange av de tidlige feilene som ble observert etter installasjon av første- og andre generasjon PEX kabler

Fremtidige offshore kabler vil produseres uten en vanntett blykappe, noe som innebærer at vann kan diffundere inn i isolasjonen over tid. Vann vil påvirke de elektriske egenskapene og kan resultere i vekst av vanntrær, som kan forårsake gjennomslag/feil. Et fokusområde for REWARD er å finne ut om vanntrær vokser i PP-TP isolasjon og gi et kunnskapsbasert grunnlag til nye testmetoder som må utvikles for våtaldring av PP-TP kabler.   

Oppgave

Arbeidet er av eksperimentell art og vil i hovedsak dreie seg om å gjennomføre elektriske tester i laboratoriet i et ferdig oppsett og karakterisere prøvene etter testing ved bruk av ulike instrument, som optisk mikroskop eller FT-IR.

Fokusområde på oppgaven kan tilpasses aktuell kandidat. Arbeidet kan med fordel videreføres i en prosjekt- og masteroppgave.

Oppgaven består i å:

• Sette seg inn i problemstillingen ved å studere rapporter og relevant litteratur
• Gjennomføre elektriske tester av modellprøver i laboratoriet
• Mikroskopiundersøkelser av modellprøvene etter testing, eller bruk av andre materialkarakteriseringsteknikker
• Skrive rapport om metode og resultater

Oppgaven knyttes til prosjektet "Pålitelige  miljøvennlige strømkabler i fremtidens nett" 

Forutsetninger

• Interesse for elkraftteknologi/fysikk/materialteknologi
• Interesse for eksperimentelt arbeid

Hovedveileder: Jorunn Hølto

Medveileder: Nina Marie Thomsen