Vi kommer till en början att fokusera på kompositers elektriska egenskaper då dessa inte är lika studerade som de mekaniska egenskaperna. Vår grupp har köpt in en ny testmaskin som kan testa olika materials dielektriska hållfasthet , det vill säga vilken spänning ett material kan stå emot innan ett elektriskt genomslag uppstår och det blir ledande. 

Kan du ge exempel på vilka nya materialkombinationer ni planerar att utvärdera? 

Idag är glasfiber-epoxy kompositer ett vanligt material i högspänningsisolatorer. Vi kommer använda det som vårt referensmaterial för att skaffa oss en förståelse för vad som påverkar isolatorernas egenskaper. Utifrån dessa resultat hoppas vi att det sedan ska vara enklare att utvärdera andra typer av material, som till exempel olika typer av biokompositer.

Varför är detta arbete viktigt ur ett omställningsperspektiv?

I samband med den gröna omställningen och elektrifieringsvågen som vi nu ser har behovet av högspänningskomponenter såsom isolatorer ökat markant. Det är därför väldigt viktigt att det finns en tillräcklig tillgång på den här typen av produkter så att omställningen inte bromsas in men också att produkterna utvecklas och blir mer hållbara i sig själva. En djup förståelse för de kritiska mekanismerna för kompositisolatorer är en förutsättning för att både kunna minska materialåtgången och att kunna använda sig av nya mer hållbara material.

Vilka är de största utmaningarna ni förutser när det gäller att optimera elektriskt isolerande kompositer för stabil elkraftöverföring?

Då det inte har utförts så mycket forskning kring kompositmaterial i isolatorer finns det ingen tydlig konsensus kring hur elektrisk och mekanisk hållfasthet samverkar. Det finns utförliga teorier och provmetoder för mekaniska egenskaper men betydligt färre studier kring isolationsförmåga. Vi kommer därför behöva ta fram robusta testmetoder för elektrisk hållfasthet som ger oss tillförlitliga resultat och där vi förstår vad som händer i dessa material.    

Hur planerar ni att hantera balansgången mellan att förbättra både de mekaniska och elektriska egenskaperna hos kompositmaterialen?

Tyvärr finns det vissa parametrar där förbättrade mekaniska egenskaper innebär försämrade elektriska egenskaper (till exempel riktningen på fibrerna i kompositen). I dessa fall hoppas vi kunna visa hur och i vilken omfattning dessa parametrar påverkar egenskaperna vilket vi tror ska kunna bidra till en mer optimerad design totalt sett. Men vi hoppas också kunna förändra materialet så att både de elektriska och mekaniska egenskaperna förbättras simultant.

Har ni något företag knutet till arbetet? 

Hitachi Energy Composites i Öjebyn som tillverkar högspänningsisolatorer av kompositmaterial är delaktiga i projektet. De har bland annat delat med sig av provmaterial som vi har kunnat använda i igångsättningen och testningen av vår nya testmaskin. Men framför allt har vi kunnat dela erfarenheter och bolla idéer då de har lång erfarenhet av kompositisolatorer. Det känns väldigt bra att ha med Hitachi i projektet och på så sätt få inputs från industrin och deras utmaningar.