Eine zuverlässige Bewertung der Isolationsqualität bei Entwicklung und Betrieb
Ulrike Broniecki ist auf den Bereich Teilentladungsprüfungen und –monitoring bei OMICRON spezialisiert. Als Applikationsingenieurin und OMICRON Academy-Trainerin hilft sie unseren Kunden weltweit, Teilentladungsmessungen durchzuführen und die Daten zu analysieren und zu interpretieren. Wir haben sie vor Kurzem gebeten, uns zu erklären, warum Teilentladungsmessungen für den sicheren und zuverlässigen Betrieb von Leistungstransformatoren so wichtig sind.
Welche Arten von Diagnosemessungen werden normalerweise an Leistungstransformatoren durchgeführt und warum?
Ulrike Broniecki: Leistungstransformatoren sind während ihrer sehr langen Lebensdauer starken Beanspruchungen unterschiedlichen Ursprungs ausgesetzt. Dadurch kommt es zur Beeinträchtigung der elektrischen Isolation, die für einen ordnungsgemäßen Betrieb unabdingbar ist. Dielektrische Diagnosemethoden liefern einen maßgeblichen Beitrag zur Qualitätssicherung und Aufrechterhaltung der Betriebssicherheit von Leistungstransformatoren, da sie eine Aussage über die Veränderung des Zustands der Isolation erlauben. Zum Spektrum dieser Methoden gehören in der Regel unter anderem die Messungen der dielektrischen Eigenschaften, des Frequenzgangs, des Isolationswiderstands, der Kapazität und des Verlustfaktors sowie der Teilentladungen (TE).
Welche dieser Diagnosemethoden halten Sie für die wichtigste?
Ulrike Broniecki: Im Vergleich zu anderen dielektrischen Diagnosemethoden erhalten Prüfingenieure durch die Teilentladungsmessung sehr detaillierte Informationen, die ihnen helfen, auch die geringsten Schwachpunkte im Isolationssystem effektiv zu erkennen. Teilentladungen können das Isolationsmaterial in Durchführungen und Wicklungen von Leistungstransformatoren schädigen, was letztendlich zu deren Versagen und kostspieligen Ausfällen führt. Daher ist es wichtig, die TE-Quelle zu erkennen, zu finden und gegebenenfalls zu eliminieren.
Wann sollte die Teilentladung an Leistungstransformatoren geprüft werden?
Ulrike Broniecki: Die TE-Messung ist ein zuverlässiges und zerstörungsfreies Verfahren, mit dem der Isolationszustand von Leistungstransformatoren jederzeit diagnostiziert werden kann. Sie ermöglicht die Qualitätssicherung bei der Abnahmeprüfung und bei der Inbetriebnahme vor Ort. Sobald der Transformator in Betrieb ist, kann die weitere TE-Aktivität im Rahmen von Routineinstandhaltungsprüfungen beurteilt werden, um gut informiert strategische Entscheidungen bezüglich der rechtzeitigen Reparatur oder des Austauschs betroffener Komponenten zu treffen, bevor es zu einem unerwarteten kostspieligen Ausfall kommt.
Was sind die Herausforderungen bei der TE-Messung?
Ulrike Broniecki: Signale, die auf TE-Aktivität hindeuten, sind häufig relativ schwach. Daher ist es ganz entscheidend, hochempfindliche TE-Mess- und -Analysegeräte zu verwenden. Dies geht aber mit einer höheren Anfälligkeit für elektronische Störeinflüsse einher. Außerhalb abgeschirmter Laborumgebungen werden TE-Signale oft durch Störimpulse überlagert, die die TE-Datenanalyse für Experten und Softwaresysteme zusätzlich erschwert. Eine angemessene Minimierung von Störungen gehört daher zu den vordringlichsten Aufgaben bei der TE-Messung vor Ort.
Wie bekommt man diese Messschwierigkeiten am besten in den Griff?
Ulrike Broniecki: Unser MPD 600-System für die Messung und Analyse von Teilentladungen erlaubt die Detektion und Messung mit einer sehr hohen Sensitivität, wobei unterschiedliche Methoden zum Einsatz kommen, um bei schwierigen örtlichen Bedingungen Störsignale zu unterdrücken. So können beispielsweise über die frei auswählbaren Filteroptionen die Mittenfrequenz und die Bandbreite angepasst werden, um ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis und einen geringen Hintergrundgeräuschpegel zu erreichen und damit eine zuverlässige Analyse zu ermöglichen.
Bei Einsatz von mindestens drei MPD 600-Erfassungsgeräten ist eine vollständig digitale, synchrone, mehrkanalige TE-Messung gewährleistet. Dadurch verkürzt sich nicht nur die Zeit, für die während der Offline-Prüfungen Hochspannung angelegt werden muss, und die Messzeit als solche, sondern auf diese Weise wird auch der Einsatz unserer einzigartigen Separationstools, wie des 3PARD (3-Phase Amplitude Relation Diagram), ermöglicht. TE-Signale, die aus Quellen unterschiedlichen Typs oder von verschiedenen Orten herrühren, erscheinen in separaten Teilen des 3PARD und können einzeln analysiert werden.
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