Stromkabel
Prüfung und Monitoring von Diagnosekabeln
Von Hochspannungsübertragungsleitungen und Unterwasserverbindungen bis hin zu Mittelspannungsverteilungsnetzen in Industrieanlagen – die Zuverlässigkeit von Stromkabeln ist gleichbedeutend mit Netzstabilität. Stromkabel sind ständigen Belastungen ausgesetzt, was zu einer Verschlechterung der Isolierung und zu lokalen Defekten führt, die letztendlich katastrophale dielektrische Fehler und kostspielige Stromausfälle zur Folge haben können. Unsere Prüf- und Monitoring-Lösungen liefern Ihnen die entscheidenden Diagnosedaten, die Sie zur Bewertung der Kabelintegrität benötigen.
Die Zukunft von Kabelnetzen sichern
Verfügbarkeit vs. alternde Infrastruktur
Steigender Strombedarf und alternde Netze machen eine Wartung nach dem Prinzip „Betrieb bis zum Ausfall“ (run-to-fail) riskant. Regelmäßige diagnostische Prüfungen und Überwachungen helfen Teams, „Schwachstellen“ zu finden und eine zustandsorientierte Instandhaltung zu priorisieren. Dieser Ansatz verhindert kostspielige Ausfälle, vermeidet unnötigen Austausch von Komponenten und sorgt für eine zuverlässigere sowie effizientere Infrastruktur.
Entwicklung der regulatorischen Anforderungen
Netzbetreiber benötigen qualitativ hochwertige Daten, um Zuverlässigkeits-, Umwelt- und Sicherheitsziele zu erreichen. So gehören beispielsweise detaillierte Teilentladungsanalysen (TE) und Berichte über dielektrische Verluste mittlerweile zu den Standardanforderungen für den Nachweis der Installationsqualität bei der Inbetriebnahme. Diese rückverfolgbaren Daten sichern die Netzkonformität und die langfristige Gesundheit der Anlagen für die Anbieter.
Neue Risiken
Die zunehmende Dynamik in den Netzen, wie die Integration erneuerbarer Energien und der Einsatz der HGÜ-Technologie, stellt komplexe elektrische und thermische Anforderungen an die Kabelisolierung. Teilentladungen sind hierbei ein entscheidender Indikator für lokale Schwachstellen. Fortschrittliche Diagnosesysteme lokalisieren Defekte in Endverschlüssen, Muffen und der Isolierung präzise. Dies ermöglicht gezielte Reparaturen, um die Netzzuverlässigkeit, die öffentliche Sicherheit und das Betriebsbudget zu schützen, noch bevor ein Fehler entsteht.
Bewährte Methoden, normkonform
Unsere Lösungen unterstützen eine Vielzahl von Methoden der Prüfung und des Monitorings für Stromkabel. Standardisierte Arbeitsabläufe führen die Benutzer:innen durch die Einrichtung, Durchführung und Datenanalyse und gewährleisten so Genauigkeit auch in Umgebungen mit starken Störungen.
7+
10+
20–40 %
>99 %
Prüfverfahren und Lösungen für Stromkabel
Informationen zur VLF-Kabelprüfung und -Diagnose bei Stromkabeln finden Sie auf der Website von b2 electronics: https://www.b2hv.com
Mantelprüfung
Mantelprüfung
Die Mantelprüfung ist eine Offline-Stehspannungsprüfung, mit der die Unversehrtheit des äußeren, nichtmetallischen Mantels eines Kabels überprüft wird. Durch die Messung des Ableitstroms zwischen dem metallischen Schirm und Erde lassen sich Durchstiche oder mechanische Beschädigungen erkennen, die durch die Montage oder Alterung entstanden sind. Die Prüfung wird bei der Inbetriebnahme und im Rahmen der regelmäßigen Wartung durchgeführt und entspricht Normen wie der IEC 60229. Geräte wie unser tragbares, akkubetriebenes COMPANO 100 eignen sich ideal für diese Messungen vor Ort.
Impedanzmessung
Impedanzmessung
Die Impedanzmessung ist ein Offline-Test zur Inbetriebnahme und Wartung, mit dem der komplexe elektrische Widerstand (R) und die Reaktanz (X) einer Stromkabelstrecke ermittelt werden. Dabei werden die Impedanzen der positiven und der Null-Sequenz gemessen, um sicherzustellen, dass Schutzrelais bei Fehlern ordnungsgemäß auslösen, und um zu überprüfen, ob die Bestandsdaten den Sicherheitsanforderungen entsprechen. Diese wichtige Prüfung identifiziert Erdungsprobleme oder eine falsche Kabeldimensionierung und wird mit Geräten wie unseren Systemen COMPANO 100 oder CPC 100 gemäß den IEEE- und IEC-Normen durchgeführt.
Kapazität, Verlustfaktor / Tan-Delta-Messung
Messung der Kapazität, des Verlustfaktors und des Leistungsfaktors (Tan Delta)
Kapazität und Verlust-/Leistungsfaktor (Tan Delta) werden offline gemessen, um den Gesamtzustand der Isolierung eines Kabels zu beurteilen. Durch die Messung des Verhältnisses von ohmschem zu kapazitivem Strom wird der Energieverlust als Wärme quantifiziert. Dies macht das Eindringen von Feuchtigkeit, Verkohlung oder chemische Alterung sichtbar und hilft dabei, die Verschlechterung der Isolierung im Laufe der Zeit zu verfolgen. Diese Messungen werden bei Werksprüfungen, der Inbetriebnahme und der Wartung gemäß verschiedenen IEC- und IEEE-Normen durchgeführt. Präzisionsgeräte wie unser TANDO 700 sind ideal für diese Messungen.
TE-Messung
Teilentladungsmessung (TE)
Die Teilentladungsmessung ist ein Diagnoseverfahren, mit dem lokale Isolationsfehler an Kabelmuffen und -anschlüssen erkannt werden können. Sie kann online mithilfe fest installierter Sensoren und einer Anschlussbox oder offline durch Anlegen einer externen Spannung an ein freigeschaltetes Kabel durchgeführt werden. Die Sensoren erfassen elektromagnetische Impulse, um Schwachstellen zu lokalisieren. Die Teilentladungsanalyse ermittelt mittels Zeitbereich-Reflektometrie (TDR) entlang der gesamten Kabellänge den Schweregrad, die Art und die genaue Position der Fehler. Für diese Messungen empfehlen wir den Einsatz von Geräten wie unserem MPD 800 bei Werksprüfungen, Inbetriebnahmen und Wartungen gemäß Normen wie der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) 60270 und IEEE 400.3, um sich anbahnende Fehler zu erkennen, bevor sie zu katastrophalen Ausfällen führen. Unser UHF 800 kann für TE-Messungen im Ultrahochfrequenzbereich an Kabelendverschlüssen eingesetzt werden, wenn die Messumgebung durch starke Störer belastet ist.
DFR
Dielektrischer Frequenzgang (DFR)
Die dielektrische Frequenzantwort (DFR) ist ein Offline-Diagnoseverfahren zur Beurteilung von Feuchtigkeit und Alterung in der Isolierung. Sie ermöglicht eine umfassende Bewertung des Kabels und erkennt Probleme wie Wasserbaumbildung und thermische Alterung frühzeitig. Obwohl die DFR ihren Ursprung in der Transformatorendiagnostik hat (CIGRE TB 254), wird sie zunehmend für die Kabeluntersuchung eingesetzt. Wir empfehlen unser DIRANA zur Kombination von FDS- und PDC-Techniken, um detailliertere Daten zu liefern als bei Standard-50/60-Hz- oder Einfrequenz-VLF-Prüfungen.
Online TE-Monitoring
Online TE-Monitoring
Das Online-Teilentladungsmonitoring ist ein nicht-invasives Diagnosewerkzeug für in Betrieb befindliche Kabel gemäß der Definition in IEEE 400.3. Sie ermöglicht die Bewertung der Isolation unter realen Betriebsbedingungen ohne Betriebsunterbrechungen durch den Einsatz von HFCT-Sensoren an Erdungsleitungen. Dabei werden Schweregrad und Art der Defekte ermittelt und die Stellen entlang der Kabellänge genau lokalisiert. Für vorübergehende „Stichproben“ empfehlen wir den Einsatz unseres tragbaren MONTESTO 200. Unser MONCABLO-System bietet kontinuierliches 24/7-Monitoring und automatische Fehlerlokalisierung für kritische Infrastrukturen.
Mantelprüfung
Die Mantelprüfung ist eine Offline-Stehspannungsprüfung, mit der die Unversehrtheit des äußeren, nichtmetallischen Mantels eines Kabels überprüft wird. Durch die Messung des Ableitstroms zwischen dem metallischen Schirm und Erde lassen sich Durchstiche oder mechanische Beschädigungen erkennen, die durch die Montage oder Alterung entstanden sind. Die Prüfung wird bei der Inbetriebnahme und im Rahmen der regelmäßigen Wartung durchgeführt und entspricht Normen wie der IEC 60229. Geräte wie unser tragbares, akkubetriebenes COMPANO 100 eignen sich ideal für diese Messungen vor Ort.
Impedanzmessung
Die Impedanzmessung ist ein Offline-Test zur Inbetriebnahme und Wartung, mit dem der komplexe elektrische Widerstand (R) und die Reaktanz (X) einer Stromkabelstrecke ermittelt werden. Dabei werden die Impedanzen der positiven und der Null-Sequenz gemessen, um sicherzustellen, dass Schutzrelais bei Fehlern ordnungsgemäß auslösen, und um zu überprüfen, ob die Bestandsdaten den Sicherheitsanforderungen entsprechen. Diese wichtige Prüfung identifiziert Erdungsprobleme oder eine falsche Kabeldimensionierung und wird mit Geräten wie unseren Systemen COMPANO 100 oder CPC 100 gemäß den IEEE- und IEC-Normen durchgeführt.
Messung der Kapazität, des Verlustfaktors und des Leistungsfaktors (Tan Delta)
Kapazität und Verlust-/Leistungsfaktor (Tan Delta) werden offline gemessen, um den Gesamtzustand der Isolierung eines Kabels zu beurteilen. Durch die Messung des Verhältnisses von ohmschem zu kapazitivem Strom wird der Energieverlust als Wärme quantifiziert. Dies macht das Eindringen von Feuchtigkeit, Verkohlung oder chemische Alterung sichtbar und hilft dabei, die Verschlechterung der Isolierung im Laufe der Zeit zu verfolgen. Diese Messungen werden bei Werksprüfungen, der Inbetriebnahme und der Wartung gemäß verschiedenen IEC- und IEEE-Normen durchgeführt. Präzisionsgeräte wie unser TANDO 700 sind ideal für diese Messungen.
Teilentladungsmessung (TE)
Die Teilentladungsmessung ist ein Diagnoseverfahren, mit dem lokale Isolationsfehler an Kabelmuffen und -anschlüssen erkannt werden können. Sie kann online mithilfe fest installierter Sensoren und einer Anschlussbox oder offline durch Anlegen einer externen Spannung an ein freigeschaltetes Kabel durchgeführt werden. Die Sensoren erfassen elektromagnetische Impulse, um Schwachstellen zu lokalisieren. Die Teilentladungsanalyse ermittelt mittels Zeitbereich-Reflektometrie (TDR) entlang der gesamten Kabellänge den Schweregrad, die Art und die genaue Position der Fehler. Für diese Messungen empfehlen wir den Einsatz von Geräten wie unserem MPD 800 bei Werksprüfungen, Inbetriebnahmen und Wartungen gemäß Normen wie der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) 60270 und IEEE 400.3, um sich anbahnende Fehler zu erkennen, bevor sie zu katastrophalen Ausfällen führen. Unser UHF 800 kann für TE-Messungen im Ultrahochfrequenzbereich an Kabelendverschlüssen eingesetzt werden, wenn die Messumgebung durch starke Störer belastet ist.
Dielektrischer Frequenzgang (DFR)
Die dielektrische Frequenzantwort (DFR) ist ein Offline-Diagnoseverfahren zur Beurteilung von Feuchtigkeit und Alterung in der Isolierung. Sie ermöglicht eine umfassende Bewertung des Kabels und erkennt Probleme wie Wasserbaumbildung und thermische Alterung frühzeitig. Obwohl die DFR ihren Ursprung in der Transformatorendiagnostik hat (CIGRE TB 254), wird sie zunehmend für die Kabeluntersuchung eingesetzt. Wir empfehlen unser DIRANA zur Kombination von FDS- und PDC-Techniken, um detailliertere Daten zu liefern als bei Standard-50/60-Hz- oder Einfrequenz-VLF-Prüfungen.
Online TE-Monitoring
Das Online-Teilentladungsmonitoring ist ein nicht-invasives Diagnosewerkzeug für in Betrieb befindliche Kabel gemäß der Definition in IEEE 400.3. Sie ermöglicht die Bewertung der Isolation unter realen Betriebsbedingungen ohne Betriebsunterbrechungen durch den Einsatz von HFCT-Sensoren an Erdungsleitungen. Dabei werden Schweregrad und Art der Defekte ermittelt und die Stellen entlang der Kabellänge genau lokalisiert. Für vorübergehende „Stichproben“ empfehlen wir den Einsatz unseres tragbaren MONTESTO 200. Unser MONCABLO-System bietet kontinuierliches 24/7-Monitoring und automatische Fehlerlokalisierung für kritische Infrastrukturen.
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Gibt es irgendwelche Anzeichen im Betrieb, die darauf hindeuten, dass mit den Stromkabeln etwas nicht stimmt?
Anhand dieser Fragen können Sie feststellen, ob sich an Ihren Stromkabeln ein Problem anbahnt, das eine sofortige Prüfung und Diagnose erfordert:
- Gibt es sichtbare Anzeichen am Kabel? Achten Sie auf Verfärbungen, Aufquellungen oder „Brandspuren“ am Mantel.
- Kommen Geräusche oder Gerüche vom Kabel? Summende, knisternde Geräusche (die eine Anzeige für Lichtbogenbildung darstellen) oder ein Geruch nach verbranntem Kunststoff sind unmittelbare Anzeichen für eine Prüfung.
- Verhalten sich die umliegenden Geräte ungewöhnlich? Zeitweise auftretendes Spannungsflimmern oder Geräte, die sich unerwartet ausschalten, sind oft eine Anzeige für defekte Kabemuffen oder -endverschlüsse.
Warum ist die Kabelprüfung heute wichtiger als noch in früheren Jahrzehnten?
Die weltweite Kabelinfrastruktur altert. Moderne Diagnosegeräte können „Wasserbäume“ (mikroskopisch kleine Feuchtigkeitspfade) und Teilentladungen (TE) in XLPE- und EPR-Kabeln erkennen, lange bevor diese zu einem Ausfall führen, sodass ein geplanter Austausch anstelle einer Notfallreparatur möglich ist.
Was ist die häufigste Ursache für den Ausfall von Stromkabeln?
Zwar spielen Umweltfaktoren (Feuchtigkeit, Nagetiere) eine Rolle, doch sind die Hauptursachen Installationsfehler (unsachgemäß ausgeführte Verbindungen/Anschlüsse) und die Alterung der Isolierung aufgrund von Temperaturwechselbeanspruchung und elektrischer Belastung.
Wie oft sollte ich die Prüfung der Stromkabel durchführen?
Branchenstandards (IEEE 400.2) empfehlen für kritische Infrastrukturen eine Überprüfung alle 3 bis 5 Jahre. Bei Kabeln in feuchten oder stark beanspruchten Umgebungen kann jedoch eine jährliche Überprüfung erforderlich sein. Dies ist ein hilfreicher Leitfaden zur Festlegung der Frequenz der Prüfungen je nach Phase der Lebensdauer:
- Ist es neu installiert? Führen Sie vor der Inbetriebnahme Abnahmeprüfungen durch, um Schäden an der Anlage oder Herstellungsfehler zu erkennen.
- Hat es einen wichtigen Meilenstein erreicht? Industriestandards (wie IEEE 400.2) empfehlen regelmäßige Prüfungen der Wartung alle 3 bis 5 Jahre, obwohl einige regionale Vorschriften dies möglicherweise alle 3 Jahre vorschreiben.
- Ist das System älter als 20–30 Jahre? Gealterte Kabel sind anfälliger für „Wasserbäume“ oder thermische Alterung und erfordern häufigere diagnostische Prüfungen (wie Tan Delta) anstelle einfacher Festigkeitsprüfungen. Dies ist auch eine Phase in der Lebensdauer eines Stromkabels, in der Sie erwägen sollten, das Monitoring auf kontinuierliche Teilentladungen (TE) in Ihre Bewertungsmaßnahmen aufzunehmen.
Was ist der Vorteil eines „Benchmarkings“ der Ergebnisse der Prüfungen während der Inbetriebnahme?
Dadurch wird eine „Zustandsbasislinie“ erstellt. Durch den Vergleich künftiger Prüfungen mit den Ausgangsdaten können Asset Manager:innen genau erkennen, wie schnell ein Kabel altert, und dessen verbleibende Lebensdauer vorhersagen.
Wann sollte ich mich für ein Monitoring zur Erkennung von Teilentladungen entscheiden?
Wenn es sich bei dem Kabel um eine Hauptzuleitung für eine kritische Einrichtung (Krankenhaus, Rechenzentrum, primäre Produktionslinie) handelt, sollten Sie einer kontinuierlichen Online-Teilentladungsüberwachung (TE-Monitoring) Vorrang vor regelmäßigen Offline-Prüfungen einräumen. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Bewertung des Isolationszustands von Stromkabeln, insbesondere von alternden Kabeln. Das TE-Monitoringsystem erfasst die Entwicklung der Teilentladungsaktivität und alarmiert Sie, wenn sich etwas ändert, sodass Sie das Risiko einschätzen und eine zustandsbasierte Wartung oder einen Austausch planen können.
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