Faseroptischer Gassensor auf Basis von Metal Organic Frameworks zum Einsatz in Transformatorenöl für predicti-ve Maintenance in Hochspannungsanlagen

Description: Im Zuge der Energiewende findet ein Übergang von wenigen Kraftwerken mit gleichmäßiger Energieerzeugung hin zu zahlreichen Kraftwerken mit variabler Energieerzeugung. Dieser Wandel stellt neue Herausforderungen an die Netzregulierung und -überwachung. Im Verbundvorhaben 'TrafoMOF' wird aus diesem Grund ein faseroptischer Gassensor auf Basis von Metal Organic Frameworks (kurz: MOFs) entwickelt. Zielanwendung für diesen Sensor ist die 'Dissolved Gas Analysis' (kurz: DGA) in Isoliermedien von Hochspannungsanlagen. Die Alterung der Isoliermedien ist die Hauptursache für Ausfälle von Hochspannungsanlagen. Durch die Detektion von Zersetzungsprodukten der Isoliermedien kann eine Aussage über den Fortschritt der Alterung getroffen und damit die Betriebsfähigkeit der Hochspannungsanlage beurteilt werden. Im Fokus der Analysen stehen die Zersetzungsprodukte Methan, Ethan, Ethen, Ethin, Wasserstoff, Methanol, Kohlendioxid und die Stoffgruppe der Furane. Durch den Einsatz MOFs ist es möglich sensorische Dünnschichten zu erzeugen, die hochgradig selektiv auf jeweils eines der zu analysierenden Zersetzungsprodukte ansprechen. Bei den MOFs handelt es sich um eine vielfältige Gruppe mikroporöser Stoffe, die andere Moleküle in ihre Mikroporen einlagern. Hierdurch ändern sich die Stoffeigenschaften der MOFs, was genutzt wird, um die Lichtführungseigenschaften von Glasfasern zu modulieren. Diese Sensortechnik erreicht einen neuen Stand der Technik im Feld der Sensorik für Hochspannungsanlagen. Durch die generierten Messergebnisse werden neue Möglichkeiten für Netzregulierung und -überwachung geschaffen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Äthan ? Ethylen ? Ethin ? Furan ? Methanol ? Energiewende ? Gasanalyse ? Glasfaser ? Sensor ? Wasserstoff ? Solarthermisches Kraftwerk ? Kohlendioxid ? Methan ? Metall ? Energiegewinnung ? Stand der Technik ? Sensorische Bestimmung ? Elektroisolieröl ?

Region: Bayern

Bounding boxes: 12.53381° .. 12.53381° x 47.795° .. 47.795°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• MESSKO GmbH (Mitwirkende)
• Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg, Fakultät Allgemeinwissenschaften und Mikrosystemtechnik, Kompetenzzentrum Nanochem (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• prometho GmbH (Mitwirkende)

Time ranges: 2022-09-01 - 2025-08-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Fiber optic gas sensor based on Metal Organic Frameworks for use in transformer oil for predicti-ve maintenance in high voltage systems
  Description: In the course of the energy turnaround, there is a transition from a few power plants with uniform energy generation to numerous power plants with variable energy generation. This change poses new challenges for grid regulation and monitoring. For this reason, a fiber-optic gas sensor based on Metal Organic Frameworks (MOFs for short) is being developed in the joint project 'TrafoMOF'. The target application for this sensor is dissolved gas analysis (DGA) in the insulating media of high-voltage systems. Aging of insulating media is the main cause of failures in high voltage equipment. By detecting decomposition products of the insulating media, a statement can be made about the progress of aging and thus the operational capability of the high-voltage system can be assessed. The focus of the analyses is on the decomposition products methane, ethane, ethene, ethyne, hydrogen, methanol, carbon dioxide and the substance group of furans. By using MOFs, it is possible to create sensory thin films that respond highly selectively to one of the decomposition products to be analyzed at a time. MOFs are a diverse group of microporous substances that incorporate other molecules into their micropores. This changes the material properties of the MOFs, which is used to modulate the light-guiding properties of optical fibers. This sensor technology reaches a new state of the art in the field of sensor technology for high voltage systems. The generated measurement results create new possibilities for grid regulation and monitoring. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1120625

Status

Aktiv

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