DELTA ADVICE testet neue Messverfahren zur Teilentladungsmessung im Höchstspannungsnetz

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Asset Management umfasst das strategische und operative Management der Anlagengüter bei Infrastruktur Betreibern. Tausende Anlagengüter müssen betrieblich wirtschaftlich betrieben werden und dabei der Schutz der Umwelt und der Anlagen zu jedem Zeitpunkt gewährleistet werden.

Vorbeugende Instandhaltung anstelle von Reparatur von Schäden

Früher wurden Schäden an der Infrastruktur vorwiegend repariert. Die Folge waren entsprechend hohe Folgeschäden durch den Schaden, bis zu den Betriebsausfällen und Umsatzausfall.
So suchen die Betreiber von Infrastruktur immer wieder nach neuen Prozessen um Störungen im Betreib rechtzeitig vor einem folgenreichen Schaden erkennen zu können. Doch in die Anlagen kann man kaum hinaussehen – oder doch?

Teilentladungsmessung (TE) sucht Störungen im Stromfluss durch Sekundärmessungen

Die Störungen im Stromfloß an Kanten und spitzen Gegenständen treten die Energieflüsse aus dem Material aus und werden durch Sekundärerscheinungen erkennbar. Teilentladungen sind so etwas wie kleine Blitze und machen sich auch so bemerkbar:

  • Optisch
    Teilentladung durch optische Erscheinungen wie Elmsfeuer und Choronablitze können auf optischem Weg detektiert werden. Entsprechende Choronakameras zeichnen parallel zu den optischen Wellenlängen eine weitere Wellenlänge im UV Bereich mit einem eigenen Farbkanal auf, so werden die elektrischen Entladungen optisch sichtbar.
  • Funktechnisch
    Die Teilentladungen erzeugen im Hochfrequenzbereich Funkwellen, die durch entsprechende Messgeräte aufgespürt werden können.
  • Akustisch im Ultraschallbereich
    Teilentladungen sind so etwas wie kleine Blitze und erzeugen im Ultraschallbereich hörbare Geräusche und kann mit entsprechend sensiblen Mikrofone aufgespürt werden.
  • Thermisch
    Unter Umständen ist die Störung des Energieflusses so groß, oder der Übergangswiderstand des Energieflusses entsprechend hoch (mehrere 1.000A), so dass auch geringe Übergangswiderstände durch Korrosion und ähnlichen betrieblichen Erscheinungen entsprechende Spannungen abfallen. Dieser Stromfluss über den Widerstand kann zu einer thermischen Erscheinung am Bauteil führen und such spezielle Thermokameras aufgezeichnet werden.

 

Akustisches Aufspüren von Störungen im Stromfluss – Teilentladungsmessung

Zusammen mit den Produktexperten von EA Technology testet DELTA ADVICE ein Messgerät im Ultraschallbereich zum Aufspüren der Teilentladungen. An einem großen Umspannwerk der tennet / BAYERNWERK in Oberbachern laufen viele Höchstspannungsleitungen aus Bayern und Schwaben zusammen – genügend Energiedichte um die vorhandenen Leitungen aus der Entfernung auf Teilentladungen zu untersuchen.

Das Messgeräteset von EA Technology ist für den Einsatz im Feld konzipiert. Auf Entfernungen von 20-50 m freier Luftstrecke können über das Headset die vom Mikrofon aufgenommenen Geräusche klar gegen das Hintergrundrauschen absetzen.
Der Parabolspiegel erhöht die Messgenauigkeit der feinen Geräusche und erlaubt eine feine Fokussierung und das genaue Ausrichten auf einzelnen Anlagenobjekte.

Thermische Messung mit Thermokamera im Vergleich zur Teilentladungsmessung

Im direkten Vergleich zwischen akustischem Verfahren und thermischen Verfahren konnten die Stärken und Schwächen der einzelnen Messmethoden analysiert werden.
Eine Leistung mit Isolatoren und entsprechenden mechanischen Verbindungselementen konnte in diesem Feldversuch auch gleich als auffällig identifiziert werden. Gerade im Vergleich zwischen den drei Phasen des Drehstromnetzes, sollten die drei Phasen jeweils ein ähnliches thermisches und/oder akustisches Profil aufzeigen. Eine deutliche Abweichung davon könnte ein Indiz für eine bevorstehende Störung an diesen Anlagen Bauteilen geben.

Thermisches Profil der Hochspannungsanlagen am Umspannwerk

Thermokameras zeichnen anstelle des sichtbaren Lichtes Wärmestrahlungen im Wellenbereich von 300 GHz bis 400 THz auf. Für das menschliche Auge sind Wärmestrahlungen nicht sichtbar. Unterschiedliche Temperaturen führen zu unterschiedlich hoher Wärmestrahlung und kann ähnlich wie das sichtbare Licht als Energieeintrag auf dem Sensor gemessen werden.
Die unterschiedlichen Temperaturen werden auf dem Display mit unterschiedlichen Farben visualisiert.

 

Ergebnis des Feldversuchs

Messungen können nicht an fehlerlosen Bauteilen verifiziert werden, man benötigt schon eine elektrische Störung als Ausgangspunkt der Sekundärmessungen. Gerade die akustische Messung im Ultraschallbereich ist sehr interessant und wir werden zusammen mit den Experten von EA Technology weiter an den Verfahren arbeiten, um unseren Kunden einen funktionierenden Gesamtprozess im Asset Management anbieten zu können.

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