Schaltanlage

Warum wird die Messung durchgeführt?
In Hochspannungsschaltanlagen stellt die Prüfung des statischen Kontaktwiderstands sicher, dass die Kontakte von Leistungsschaltern den Nennstrom mit minimalen Verlusten führen. Ein Anstieg des Widerstands, verursacht durch Oberflächenverschleiß, nachlassendem Kontaktdruck oder Oxidation, erhöht die Erwärmung und kann zu Ausfällen führen.

Wie funktioniert es?
Der statische Kontaktwiderstand wird mit der Vier-Leiter-Methode gemessen. Zwei Leitungen speisen den Prüfstrom ein, während zwei weitere den Spannungsabfall messen. Diese Anordnung ermöglicht präzise Messungen im Mikroohm-Bereich, typischerweise zwischen 10 und 100 μΩ.

Gut zu wissen!

• Ein unzureichender Kontaktdruck kann den Widerstand erhöhen.
• Mit der GCR-Methode (Grounded Contact Resistance) lässt sich der Kontaktwiderstand auf beiden Seiten von geerdeten gasisolierten Schaltanlagen messen.
   

Warum messen?
Hochspannungs-Schaltgeräte steuern den Fluss elektrischer Energie. Schutzsysteme können nur dann ordnungsgemäß funktionieren, wenn diese Geräte innerhalb festgelegter Parameter arbeiten. Weichen Schaltzeiten oder Sequenzen von den vorgegebenen Grenzwerten ab, kann dies auf mechanische oder elektrische Probleme innerhalb der Schaltanlage hindeuten. Zeitmessungen helfen Ihnen, solche Abweichungen frühzeitig zu erkennen und eine sichere, zuverlässige Leistungsfähigkeit zu gewährleisten.

Wie funktioniert es?
Schaltzeitprüfgeräte erfassen Öffnungs- und Schließzeiten, die Synchronisation sowie Schaltfolgen während des Betriebs. Moderne Prüfgeräte bieten eine Reihe von Funktionen, die auf verschiedene Schaltanlagentypen und Diagnoseanforderungen zugeschnitten sind.

• Schaltzeit Hauptkontakt
• Kontakt-Synchronität
• Analyse Prellvorgänge
• Schaltzeit Hilfskontakte
• Prüfung mit integrierter Stromversorgung
• beidseitige Erdung
• Schaltzeit Einschaltwiderstände
• Prüfung mittels Stromzangen (First Trip)

Warum diese Messung?
Eine dynamische Kontaktwiderstandsmessung (DRM) deckt Verschleiß und Zustandsänderungen an Haupt- und Lichtbogenkontakten während des Schaltvorgangs auf. Sie erkennt Erosion, Maßänderungen und Kontaktbeschädigungen frühzeitig, ohne dass der Leistungsschalter demontiert werden muss.

Wenn die DRM-Messung bei Kontaktbewegung aufgezeichnet wird, ermittelt sie die effektive Länge der stromführenden Kontakte bei Lichtbogenbildung und ermöglicht so eine präzise Bewertung des Zustands und frühzeitige Fehlererkennung.

Wie funktioniert es?
DRM ist eine präzise Vierleitermessung. Dabei wird ein konstanter Strom durch die Kontakte eingespeist und der Widerstand während des Schaltvorgangs dynamisch gemessen.

Gut zu wissen!

• DRM wird häufig bei SF₆-Leistungsschaltern eingesetzt, um den Zustand der Lichtbogenkontakte zu bewerten. Diese bestehen oft aus einer Wolfram-Kupfer-Legierung und erodieren bei jeder Stromunterbrechung.
• Das CIBANO 500 führt DRM-Messungen mithilfe des CB MC2-Zubehörs durch.
   

Warum sollte man die Messungen durchführen?
Messungen der Kapazität und des Verlustfaktors geben Aufschluss über den tatsächlichen Zustand der Isolierung in Hochspannungs-Schaltanlagen. Veränderungen der Kapazität können auf eine Verschlechterung der Isolierung oder beschädigte Steuerkondensatoren hinweisen. Die langfristige Beobachtung dieser Werte hilft Ihnen bei der Planung der Wartung, der Überprüfung von Reparaturen und der Vermeidung unerwarteter Ausfallzeiten.

Wie funktioniert das?
Spezielle Hochspannungszubehörteile messen Kapazität und Tan-Delta. Die Ergebnisse werden mit früheren Messungen, Herstellervorgaben und Branchenrichtlinien verglichen. Höhere Tan-Delta-Werte weisen in der Regel auf eine zunehmende Verschlechterung der Isolation hin.

Gut zu wissen!

• Bei Geräten mit geringer Kapazität, wie z.B. Hochspannungs-SF₆-Leistungsschaltern, ist die Bewertung von Verlusten in Watt oft aussagekräftiger als die Verwendung von Messungen des Leistungsfaktors, wie in IEEE C57.152 beschrieben.

Warum diese Messung?
In Hochspannungs-Schaltanlagen ist die Analyse der Motorstrom-Signatur ein nicht-invasives Verfahren, bei dem die Motorstromkurve und die Laufzeit ausgewertet werden, um Abweichungen vom Normalbetrieb zu erkennen. Durch die Analyse von Einschalt- und Dauerströmen erkennt man potenzielle mechanische oder elektrische Probleme frühzeitig, was Ihnen hilft, die Wartung zu optimieren und kostspielige Ausfälle oder Betriebsunterbrechungen zu vermeiden.

Wie funktioniert es?
Die Prüfung misst den Strom, den der Motor aufnimmt, während er den Federspeichermechanismus spannt oder hydraulischen beziehungsweise pneumatischen Druck aufbaut. Die Analyse dieser Ströme kann Schmierungsprobleme im Antriebsmechanismus oder elektrische Probleme im Antriebssystem aufzeigen.

Gut zu wissen!

• Bei Federspeicherantrieben startet der Motor unmittelbar nach einem Schließvorgang. Die Prüfung lässt sich daher mit einer Schließzeitmessung kombinieren.
• Bei Leistungsschaltern mit Einzelpolantrieb sollte der Einschaltstrom der Motoren sorgfältig überwacht werden.
• Stromzangen erleichtern die Prüfung und machen eine Umverdrahtung überflüssig.
   

Warum messen?
Bei Hochspannungs-Leistungsschaltern liefert die Spulenstromanalyse wertvolle Einblicke in kritische Schaltvorgänge. Spulenstrommessungen erfassen die Stromverläufe der Auslöse- und Einschaltspulen während des Schaltvorgangs. Dadurch lassen sich mechanische und elektrische Probleme wie Schmierungsdefizite, Fehlfunktionen der Verriegelung oder eine instabile Steuerspannung erkennen, bevor tatsächliche Störungen auftreten.

Wie funktioniert es?
Während des Betriebs wird der Stromfluss in der Auslöse- oder Einschaltspule aufgezeichnet und im Zeitverlauf angezeigt. Abweichungen von der erwarteten Kurve, einschließlich Zeitkonstante, proportionalem Strom oder der Schaltzeit der Hilfskontakte, weisen auf elektrische oder mechanische Probleme im Antrieb hin.

Gut zu wissen!

• Grafische Vergleiche von Prüfergebnissen ermöglichen eine schnelle und effektive Trendanalyse.
• Eine stabile Stromquelle gewährleistet reproduzierbare Kurven des Spulenstroms, da Spannungsschwankungen die Wellenform beeinflussen.
• Moderne Prüfsysteme kombinieren die Spulenstromanalyse mit Schaltzeitmessungen und erhöhen so die Effizienz.

Warum messen?
In Hochspannungs-Schaltanlagen sind Bewegungsmessungen unerlässlich, um den Betrieb unter hoher mechanischer Belastung zu überprüfen. Bewegungsmessungen an Hochspannungs-Leistungsschaltern liefern präzise Daten zu Öffnungs- und Schließzeiten, Kontaktweg und Geschwindigkeit. So lässt sich überprüfen, ob der Leistungsschalter innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte arbeitet.

Wie funktioniert es?
Ein Linear- oder Drehgeber wird am Antriebsmechanismus angebracht, um die Bewegung während des Schaltvorgangs aufzuzeichnen. Idealerweise sollte er in der werkseitigen Position für die Prüfung montiert werden. Ist dies nicht möglich, platzieren Sie ihn in der Nähe des Hauptkontakts und behalten Sie diese Position bei, um wiederholbare Ergebnisse zu erzielen.

Gut zu wissen!

• Bewegungsmessungen werden in der Regel mit Schaltzeitmessungen oder dynamischen Kontaktwiderstandsmessungen kombiniert.
• OMICRON`s YouTube-Kanal bietet eine große Auswahl an Videos zur Montage von Sensoren.

Warum sollte man dies messen?
In Hochspannungssystemen ist die Überprüfung der Mindestspannung entscheidend für einen zuverlässigen Betrieb unter wechselnden Betriebsbedingungen. Die Messung ermittelt die niedrigste Spannung, bei der ein Leistungsschalter zuverlässig auslöst oder einschaltet. Dadurch wird ein sicherer Betrieb auch bei niedriger Spannung gewährleistet und das Risiko von Geräteschäden und Lichtbogenereignissen reduziert. Die Überprüfung der korrekten Spulenreaktion stärkt die Systemintegrität und gewährleistet eine sichere, zuverlässige Leistungsfähigkeit.

Wie funktioniert es?
Erhöhen Sie die Spannung der Spule schrittweise, während Sie das Monitoring des Stroms durchführen. Notieren Sie die Mindestspannung, bei der der Leistungsschalter auslöst, wiederholen Sie dann die Prüfung, um die Genauigkeit zu bestätigen, und dokumentieren Sie die Ergebnisse sorgfältig. Eine ungewöhnlich hohe Ansprechspannung kann auf Probleme mit der Auslösespule, der Steuerverdrahtung oder anderen Komponenten hinweisen.

Gut zu wissen!

• Wählen Sie den Bereich der Prüfspannung entsprechend der Nennspannung und dem Nennstrom des Leistungsschalters aus.
• Das genaue Verfahren kann je nach geltenden Normen und Vorschriften variieren.
   

Warum wird dies gemessen?
In Hochspannungsanwendungen stellt die Unterspannungsauslöseprüfung eine sichere Abschaltung bei kritischen Systemzuständen sicher. Schaltanlagen ohne redundante Spannungsversorgung nutzen häufig einen Unterspannungsauslöser, der den Leistungsschalter automatisch öffnet, sobald die Steuerspannung unter einen definierten Wert fällt. Durch die Prüfung wird die genaue Spannung ermittelt, bei der die Spule den Trigger auslöst, wodurch ein zuverlässiger Schutz bei Ausfall der Versorgungsspannung gewährleistet wird.

Wie funktioniert es?
Trennen Sie zunächst das System vom Netz und schalten Sie es spannungsfrei. Legen Sie dann die Steuerspannung an, schließen Sie den Leistungsschalter und reduzieren Sie schrittweise die Spannung der Unterspannungsspule. Wenn der festgelegte Schwellenwert erreicht ist und die Spule den Leistungsschalter auslöst, notieren Sie die Auslösespannung und alle relevanten Beobachtungen.

Gut zu wissen!

• Da dieses Verfahren komplex ist, erhöht eine angeleitete Prüfung den Wirkungsgrad und hilft, Fehler zu vermeiden.
   

Warum messen?
Teilentladungen (TE) in gasisolierten Schaltanlagen (GIS) sind ein wichtiger Indikator für Isolationsverschleiß und sich anbahnende Fehler. Ursachen wie schwebende Partikel, Vorsprünge, Hohlräume oder Oberflächenentladungen können die Alterung beschleunigen und zu schwerwiegenden Ausfällen führen.

Wie funktioniert es?
Beim Online-Monitoring für Teilentladungen werden spezielle Sensoren eingesetzt, um Teilenentladungssignale zu erfassen und zu analysieren. Die Daten helfen dabei, den Ort und den Schweregrad von Defekten genau zu bestimmen. Außerdem werden Trends erkannt und Trigger ausgelöst, wenn Schwellenwerte überschritten werden. Die Ergebnisse werden mit Normen und historischen Daten verglichen, um die Bewertung des Zustands der Isolation durchzuführen. Sind die Teilentladungswerte zu hoch, können Korrekturmaßnahmen wie Reparaturen oder gezielte Wartungen eingeleitet werden.

Gut zu wissen!

• In dicht verschlossenen SF₆-GIS-Kammern sind eingebaute UHF-Sensoren oft die effektivste Lösung für eine zuverlässige Teilentladungserkennung

Warum sollte man dies messen?
Bei Mittelspannungs-Schaltanlagen tragen Kontaktwiderstandsmessungen zu einem stabilen Betrieb bei und helfen, lokale Überhitzung zu verhindern. Die statische Kontaktwiderstandsmessung stellt sicher, dass die Kontakte des Leistungsschalters den Nennstrom mit minimalen Verlusten führen. Ein steigender Widerstand durch Oberflächenverschleiß, nachlassenden Kontaktdruck oder Oxidation erhöht die Erwärmung und kann zu Ausfällen führen.

Wie funktioniert es?
Der statische Kontaktwiderstand wird mit der Vier-Leiter-Methode gemessen. Zwei Draht-Leiter leiten den Prüfstrom ein, während zwei weitere den Spannungsabfall messen. Diese Anordnung ermöglicht präzise Messungen im Mikroohm-Bereich, typischerweise zwischen 10 und 100 μΩ.

Gut zu wissen!

• Ein unzureichender Kontaktdruck kann den Widerstand erhöhen.
• Bei luftisolierten Schaltgeräten können höhere Prüfströme bis zum Nennstrom hilfreich sein, um Oxidationsschichten zu überwinden.
   

Warum messen?
Hochspannungsschaltgeräte steuern den Fluss elektrischer Energie. Schutzsysteme können nur dann ordnungsgemäß funktionieren, wenn diese Geräte innerhalb festgelegter Parameter arbeiten. Weichen Schaltzeiten oder Sequenzen von den vorgegebenen Grenzwerten ab, kann dies auf mechanische oder elektrische Probleme innerhalb der Schaltanlage hindeuten. Zeitmessungen helfen Ihnen, solche Abweichungen frühzeitig zu erkennen und einen sicheren, zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten.

Wie funktioniert es?
Schaltanlagen-Zeitmessgeräte erfassen Öffnungs- und Schließzeiten, Synchronisation sowie das Ablaufverhalten während des Betriebs. Moderne Zeitmessgeräte bieten eine Reihe von Funktionen, die auf verschiedene Schaltanlagentypen und Diagnoseanforderungen zugeschnitten sind. 

• Schaltzeit Hauptkontakt
• Kontakt-Synchronität
• Analyse Prellvorgänge
• Schlatzeit Hilfskontakte
• Zeitverhalten mittels integrierter Stromversorgung
• Mittels VDS (Spannungserkennungssystem)
• Prüfung mittels Stromzangen (First Trip)

Warum messen?
In Mittelspannungs-Schaltanlagen unterstützen Messungen des Spulenstroms die routinemäßige Diagnose und einen zuverlässigen Betrieb. Sie erfassen die Stromverläufe der Auslöse- und Einschaltspulen während des Schaltvorgangs. Dadurch lassen sich mechanische und elektrische Probleme wie Schmierungsdefizite, Fehlfunktionen der Verriegelung oder eine instabile Steuerspannung erkennen, bevor tatsächliche Störungen auftreten.

Wie funktioniert es?
Während des Schaltvorgangs wird der Strom durch die Auslöse- oder Einschaltspule erfasst und über die Zeit dargestellt. Abweichungen vom erwarteten Kurvenverlauf, beispielsweise bei Zeitkonstante, proportionalem Strom oder der Schaltzeit der Hilfskontakte, können auf elektrische oder mechanische Probleme im Antriebsmechanismus hinweisen.

Gut zu wissen!

• Grafische Vergleiche der Prüfergebnisse ermöglichen eine schnelle und effektive Trendanalyse.
• Eine stabile Spannungsversorgung sorgt für reproduzierbare Spulenstromkurven, da Spannungsschwankungen die Kurvenform beeinflussen.
• Moderne Prüfsysteme kombinieren die Spulenstromanalyse mit Schaltzeitmessungen und erhöhen so die Effizienz.
   

Warum messen?
In Mittelspannungs-Schaltanlagen helfen Messungen des Motorstroms mechanischen Verschleiß im Betrieb zu erkennen. Die Motorstromsignaturanalyse ist ein nicht-invasives Verfahren, bei dem die Motorstromwellenform und die Laufzeit ausgewertet werden, um Abweichungen vom Normalverhalten festzustellen. Durch die Analyse von Einschalt- und stationären Strömen können Sie potenzielle mechanische oder elektrische Probleme frühzeitig erkennen, was hilft, die Wartung zu optimieren und kostspielige Ausfälle oder Betriebsunterbrechungen zu vermeiden.

Wie funktioniert es?
Die Prüfung misst den vom Motor aufgenommenen Strom, während dieser den Federmechanismus auflädt. Die Analyse der Stromkurve deckt Schmierprobleme oder elektrische Störungen im Antriebssystem auf. 

Gut zu wissen!

• Verwenden Sie eine präzise, einstellbare Spannungsversorgung für genaue Fingerprint-Vergleiche bei Mindest-, Nenn- und Maximalspannung.
• Kombinieren Sie die Prüfung mit einer Schließzeitmessung, da der Motor unmittelbar nach dem Schließen startet.
• Stromzangen vereinfachen die Prüfung und machen eine Umverdrahtung überflüssig.

Warum sollte man das messen?
Bei Mittelspannungs-Schaltanlagen stellen Bewegungsmessungen die korrekte mechanische Funktion unter typischen Betriebsbedingungen sicher. Sie liefern präzise Daten zu Öffnungs- und Schließzeiten, Kontaktweg und Geschwindigkeit. So lässt sich überprüfen, ob der Leistungsschalter innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte arbeitet.

Wie funktioniert es?
Ein Linear- oder Drehgeber wird am Antriebsmechanismus angebracht, um die Bewegung während des Schaltvorgangs aufzuzeichnen. Idealerweise erfolgt die Montage an derselben Position wie bei der Werksprüfung. Ist dies nicht möglich, sollte der Sensor möglichst nahe am Hauptkontakt und bei wiederholten Prüfungen stets an derselben Position angebracht werden.

Gut zu wissen!

• Bewegungsmessungen werden üblicherweise mit Schaltzeitmessungen kombiniert.
• OMICRON`s YouTube-Kanal bietet eine große Auswahl an Videos zur Montage von Sensoren.

Warum diese Messung?
In Mittelspannungssystemen gewährleistet die minimale Anregerprüfung einen zuverlässigen Betrieb unter normalen Netzbedingungen. Sie bestimmt die niedrigste Spannung, bei der ein Leistungsschalter zuverlässig auslöst oder einschaltet. Dadurch wird ein sicherer Betrieb auch bei niedriger Spannung gewährleistet und das Risiko von Geräteschäden und Lichtbogenereignissen reduziert.

Wie funktioniert es?
Erhöhen Sie die Spannung der Spule schrittweise, während Sie den Strom überwachen. Notieren Sie die Mindestspannung, bei der der Leistungsschalter auslöst, wiederholen Sie dann die Prüfung, um die Genauigkeit zu bestätigen, und dokumentieren Sie die Ergebnisse. Eine ungewöhnlich hohe Ansprechspannung kann auf Probleme in der Auslösespule, der Steuer-Verdrahtung oder zugehörigen Komponenten hinweisen.

Gut zu wissen!

• Wählen Sie die Prüfspannung entsprechend der Nennspannung des Leistungsschalters aus.
• Das genaue Verfahren kann je nach geltenden Normen und Vorschriften variieren.
   

Warum sollte man dies messen?
In Mittelspannungssystemen unterstützt die Unterspannungsauslöseprüfung einen zuverlässigen Schutz in Verteilnetzen. Schaltanlagen ohne redundante Spannungsversorgung nutzen häufig einen Unterspannungsauslöser, der den Leistungsschalter automatisch öffnet, sobald die Steuerspannung unter einen definierten Wert fällt. Die Prüfung bestimmt die genaue Spannung, bei der die Spule auslöst, und gewährleistet so einen zuverlässigen Schutz bei einem Ausfall der Versorgungsspannung.

Wie funktioniert es?
Trennen Sie das System zunächst vom Netz und schalten Sie es spannungsfrei. Legen Sie anschließend die Steuerspannung an, schließen Sie den Leistungsschalter und reduzieren Sie die Spannung an der Unterspannungsspule schrittweise. Sobald der definierte Grenzwert erreicht ist und die Spule den Leistungsschalter auslöst, erfassen Sie die Auslösespannung und relevante Beobachtungen.

Gut zu wissen!

• Da das Prüfverfahren komplex ist, erhöht eine geführte Prüfung die Effizienz und hilft, Fehler zu vermeiden.

Warum sollte man dies messen?
Die Wandlerstrom-Auslösungsprüfung schützt Leistungsschalter in Umspannwerken ohne Hilfsspannungsversorgung. Sie werden über ein eigenversorgtes Überstromschutzrelais durch den Strom eines Auslösestromwandlers aktiviert, typischerweise mit 0,5, 1 oder 5 A AC. Im Fehlerfall öffnet der Leistungsschalter und isoliert den betroffenen Netzabschnitt.

Wie funktioniert es?
Die Wandlerstrom- Auslösungsprüfung ermittelt den Strompegel, bei dem der Leistungsschalter auslöst, und liefert wichtige Erkenntnisse über die Leistungsfähigkeit der Auslösung.

Gut zu wissen!

• Das CIBANO 500-Mittelspannungspaket umfasst geführte Prüfungen zur Unterspannung und zum Überstrom, bei denen die integrierte Versorgung zur Erzeugung von Spannungs- oder Stromrampen genutzt wird.

Warum sollte man dies messen?
Moderne Umspannwerke sind auf digitale Kommunikationsverbindungen angewiesen, um Messdaten und Steuerbefehle auszutauschen. Bei der Inbetriebnahme ist die Überprüfung der korrekten Konfiguration und Anlage entscheidend für einen zuverlässigen Betrieb.

Wie funktioniert es?
Bei Messungen der Verzögerungszeit wird das Intervall zwischen einem Auslösebefehl nach IEC 61850 (Goose) und dem tatsächlichen Öffnen der Kontakte des Primärkreises bewertet. Die Ergebnisse werden mit den Herstellerspezifikationen oder Koordinierungsanforderungen verglichen, und etwaige Abweichungen werden dokumentiert.

Gut zu wissen!

• Planen Sie Prüfungen bereits in der Entwurfsphase der intelligenten Umspannstation ein und sehen Sie spezielle Testanschlüsse für Netzwerkschalter vor.

Warum messen?
Teilentladungen (TE) weisen auf Isolationsfehler wie Hohlräume oder Schwachstellen hin, die zu einem vorzeitigen Ausfall von Mittelspannungs-Schaltanlagen führen können. TE-Messungen helfen dabei, diese Probleme frühzeitig zu erkennen und zu lokalisieren, sodass Sie Wartungspläne justieren und kostspielige Ausfallzeiten vermeiden können.

Wie funktioniert es?
Teilentladungsmessungen können offline unter Anlegen einer Prüfspannung oder online mithilfe installierter Sensoren durchgeführt werden, ohne dass das Betriebsmittel getrennt werden muss. Das System erkennt und quantifiziert Entladungssignale, um die Bewertung des Isolationszustands durchzuführen und potenzielle Defekte zu identifizieren.

• TE-Messung gemäß IEC 60270 
• Spannungserkennungs-System (VDS) 
• TE-Erkennung an Kabelendverschlüssen
• Transienten Erdspannung (TEV)

Gut zu wissen!

• Teilentladungsmessungen an Mittelspannungs-Schaltanlagen helfen bei der Bewertung der Isolationsqualität und beim Erkennen potenzieller Probleme.
• Genaue Ergebnisse erfordern Fachwissen und spezielle Ausrüstung.