PRÜF- UND DIAGNOSEVERFAHREN · Verlustfaktormessung mit Tan Delta sehr genau beur-teilen. Dabei wird der Verlustfaktor tan δ bei festgelegten si-

MONTAGE IST UNSERE BASIS

INSTANDHALTUNG UNSERE LEIDENSCHAFT

INSTANDSETZUNG UNSERE PROFESSION

ENERGIE IST UNSER ELEMENT

PRÜF- UND DIAGNOSEVERFAHRENInbetriebnahmeprüfungen und Zustandsanalysen für Übertragungs- und Verteilnetze

PRÜF- UND DIAGNOSEVERFAHREN

| KOOPMANN | PRÜF- UND DIAGNOSEVERFAHREN2

LOTHAR KOOPMANN

GESCHÄFTSFÜHRER

KOOPMANN GRUPPE

„Eine objektive Diagnose kann nur

erfolgen, wenn die Möglichkeit zum

Einsatz unterschiedlicher Diagnose-

verfahren sichergestellt ist.“

KOOPMANN | PRÜF- UND DIAGNOSEVERFAHREN | 3

Trotz größter Sorgfalt und hoher Betriebszuverläs-sigkeit können Beschädigungen während der Kabel-verlegung, Fehler bei der Garniturenmontage sowie alterungsbedingte Schäden an Kabeln, Muffen und Endverschlüssen nie vollständig ausgeschlossen wer-den. Zudem sorgen verschärfte Wettbewerbsbedin-gungen und Kostendruck dafür, dass bestehende In-stallationen im Bereich der Energieversorgung immer intensiver ausgelastet und länger genutzt werden. Die-se veränderten Bedingungen erschweren den zuver-lässigen Betrieb Ihrer Übertragungs- und Verteilungs-netze.

Ausfällen und Problemen können Sie jedoch effizient vorbeugen: Mit unseren Prüfungen und Diagnosen können Fehler und Schädigungen frühzeitig erkannt und behoben werden. Netzausfälle und die damit ein-hergehenden Folgekosten können Sie dadurch vermei-den. Von der VLF-Prüfung mit 0,1 Hz über die effektive und variable Wechselspannungsprüfung mit 50 Hz bis hin zur Diagnose und Teilentladungsmesstechnik bis zu 400 kV DAC beherrschen wir alle relevanten Prüfver-fahren. Wir sind in der Lage, die Messungen Onshore und Offshore durchzuführen und schaffen belastbare Grundlagen für weitere Maßnahmen.

Prüfungen sind schon vor der ersten Inbetriebnahme eines Kabels sinnvoll und geboten. Alle Komponen-ten sind dann noch ideal zu erreichen und die Qualität der neu errichteten Kabelanlage wird nachgewiesen. Später ermöglicht eine permanente bzw. periodische Zustandsanalyse die Erkennung sich abzeichnender Fehler und eine zustandsorientierte Instandhaltung des Netzes, die ebenfalls Störungen während des Be-triebs vorbeugt.

Kosten für dieInstandhaltung

Schwelle für dieErneuerung desBetriebsmittels

MaximaleLebensdauer des

Betriebsmittels

EreignisorientierteInstandhaltung

PeriodischeInstandhaltung

ZustandsorientierteInstandhaltung

Nutzungsdauer des Betriebsmittels

Qualitativer Kostenvergleich von Instandhaltungsstrategien

WIR STELLEN UNS IHREN AUFGABEN

INBETRIEBNAHMEPRÜFUNGEN UND DIAGNOSEN

Die Sammelschienenprüfung mit 50 Hz ist auch heute noch die effektivste Prüfmethode wenn es um die Prüfung von Transformatoren und Schalt- anlagen mit geringer Kapazität geht.

Offline

OfflineOnline

TE-Diagnose

Inbetriebnahmeprüfungen

Dielektrische Diagnose

Zustandsanalyse

TE-Diagnose

Tan Delta


Da bei der Inbetriebnahmeprüfung die Isolierung der Kabel noch neu ist, liegt das Hauptaugenmerk der Diagnose auf der Verlege- und Montagequalität. So werden beispielsweise Mantelfehler durch mechani-sche Beschädigungen während des Verlegens oder die unsachgemäße Montage von Muffen und Endver-schlüssen erkannt. Das anzuwendende Verfahren bei Inbetriebnahmeprüfungen ist abhängig von der Span-nungsebene. Mittelspannungskabel werden überwie-gend mit einer 0,1 Hz-Spannung geprüft. Praktische Felderfahrungen und zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen haben die Effektivität dieser Prüf-methode für PE/VPE, Papiermassekabel und deren Garnituren bewiesen und bestätigt. Hochspannungs-kabel werden aus Kostengründen oftmals nur mit einer 24-Stunden-Prüfung bei U0 in Betrieb genommen. We-sentlich aussagekräftiger ist hingegen die Prüfung mit einer gedämpften Wechselspannung DAC und Span-nungen größer U0.

Um Informationen über die Montage- und Verlegequa-lität Ihrer Kabel zu erhalten und solche Montagefehler aufzudecken, die erst mit der Zeit zum Problem wer-den, empfiehlt es sich, Ihre Kabel auf Teilentladungen zu überprüfen. Denn mit vielen Fehlern gehen bekann-termaßen Teilentladungen einher, lange bevor es zum Ausfall des betreffenden Bauelements kommt.

Unter Teilentladung ist der elektrische Teildurchschlag eines Isoliersystems zu verstehen, d. h. es wird dabei nur ein lokal begrenzter Bereich der gesamten Isolie-rung überbrückt. In Kabeln sind TE-Fehlstellen in der Regel ionisierungsfähige gasgefüllte Hohlräume, ent-standen durch Montagefehler, thermische Alterung in Muffen und Endverschlüssen oder fehlende Im-prägniermasse in Papierkabeln. Eine Ablösung oder Unebenheit der halbleitenden Schicht hat ebenfalls Teilentladungen zur Folge.

DIE INBETRIEBNAHMEPRÜFUNG

MIT 0,1 HZ VLF ODER TE-DIAGNOSE

Auch Inbetriebnahmeprüfungen im Offshore-Bereich sind für uns kein Problem – beispielsweise mit unserer mobilen VLF-Anlage oder mit unserem OWTS-System bis 400 kV.

Endverschluss MuffenproblemSchwachstelle

Inbetriebnahmeprüfung

0,1 Hz VLF

TE-Diagnose


Aus diesem Grund werden Inbetriebnahmeprüfun-gen sinnvollerweise immer öfter mit einer Teilentla-dungs-Diagnose kombiniert oder gänzlich durch diese ersetzt. Mittels der TE-Diagnose können alle Arten von Montagefehlern einfach erkannt und lokalisiert werden und Sie können Kosten für vermeidbare Instandset-zungen sparen.

In Abhängigkeit von der Länge des zu testenden Ka-bels und dessen längenabhängiger Kapazität entsteht eine schwingende Spannung mit einer Frequenz von 50 Hz bis zu einigen 100 Hz.

Im Gegensatz zu 0,1 Hz-basierten Methoden ermög-licht diese betriebsnahe Frequenz eine Feststellung der TE-Fehlstellen unter sehr betriebsnahen Bedingungen. Gleichzeitig ist es dadurch möglich, auch im Bereich der Betriebsfrequenz zu bleiben, was eine kabelscho-nende, zerstörungsfreie Prüfung erlaubt. So wird die Funktionalität Ihrer Netzinfrastruktur vom ersten Tag des Betriebs an sichergestellt und ungeplante Ausfäl-le und Reparaturen werden deutlich reduziert. Unsere Teilentladungs-Diagnostik deckt mit 400 kV jede An-wendung vom unteren Mittelspannungsbereich bis hin zur Hochspannung ab.

Die OWTS HV 250 ermöglicht Inbetriebnahmeprüfungen bis 400 kV.


Ausbau und Instandhaltung eines Kabelnetzes markie-ren bedeutende Kostenblöcke in der Budgetplanung eines EVU. Dementsprechend kommt dem Wissen um den aktuellen Zustand eines Netzes auch unter finanzplanerischen Aspekten eine besondere Bedeu- tung zu: Je präziser Wartungsaufgaben, Instand-setzungen und der Austausch von Anlagen geplant werden können, desto wirtschaftlicher kann das Netz betrieben werden.

Die kontinuierliche Zustandsanalyse versorgt Ihr Un-ternehmen mit allen relevanten Informationen zum ak-tuellen Zustand Ihres Netzes. Es entsteht ein Kreislauf aus Messung, Analyse und revolvierender Planung. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse wird eine zu-standsorientierte Instandhaltungsstrategie möglich. Diese stellt den planvoll kontinuierlichen – und deshalb wirtschaftlichen – Einsatz Ihrer Ressourcen sicher:

• Erneuerungsmaßnahmen von Kabeln

aufgrund von deren Zuständen

• effektive Planung der Instandhaltungsarbeiten

• nachhaltige Reduktion von ungeplanten

Ausfällen

Mit Hilfe verschiedener Diagnoseverfahren können alterungsbedingte Schäden an der Isolierung von verlegten Kabeln sicher erkannt werden. Durch eine umfassende Netzzustandsanalyse lassen sich zudem Fragestellungen im Hinblick auf die Betriebssicherheit, die Isolierstoffqualität und die Restfestigkeit beant-worten. So kann eine aussagekräftige Prognose über das zukünftige Ausfallrisiko erstellt werden. Selbstver-ständlich haben die von uns eingesetzten Diagnose-verfahren keinerlei Schädigungen oder gar Zerstörun-gen des Messobjektes zur Folge.

ZUSTANDSORIENTIERTE INSTANDHALTUNG

DURCH KONTINUIERLICHE ZUSTANDSANALYSE

Endverschluss Muffenproblem Gealtertes KabelsegmentSchwachstelle

Zustandsanalyse

TE-Diagnose Dielektrische Diagnose

Offline Tan DeltaOnline

• VLF Tests• Manteltest

• TE-Diagnose• Dielektrische

Diagnose• Monitoring

Mes

sung

/Monitoring

• Datenanlyse und Ergebnis- auswertung

• Planung der Unterhaltungskosten

Analyse

Planung


Der Zustand der Isolierung von Kabeln wird durch die normale Alterung im Laufe der Betriebsjahre sowie durch äußere Einwirkungen beeinflusst. Hierzu zählen unter anderem das Eindringen von Feuchtigkeit sowie die normalen und außergewöhnlichen Betriebsbelas-tungen, wie z. B. Überlast oder Überspannungen.

Die Verfahren zur Dielektrischen Zustandsbestimmung sind auf die spezifischen physikalischen Eigenschaften der Papier- und VPE-Isolierungen abgestimmt. Alte-rungseffekte, wie z. B. Water Trees (Wasserbäumchen) in VPE-Kabeln oder die Zellulosezersetzung bei Pa-piermasse-Kabeln, können mittels der Dielektrischen Diagnose im Frequenz- oder Zeitbereich erkannt wer-den. Folglich lässt sich die Betriebssicherheit von Kabelstrecken mit der von uns angewendeten 0,1 Hz Verlustfaktormessung mit Tan Delta sehr genau beur-teilen.

Dabei wird der Verlustfaktor tan δ bei festgelegten si-nusförmigen 0,1 Hz-Prüfspannungen und variierender Spannung gemessen. Der Winkel δ zwischen dem idealen kapazitiven Strom und dem komplexen Strom wird maßgeblich vom ohmschen Ableitstrom der Iso-lierung bestimmt. Je größer der ohmsche Strom, desto größer ist der Winkel δ und umso schlechter ist der Zustand des Kabels. Analysiert wird der Wert des tan δ bei den verschiedenen angelegten Spannungspegeln sowie die Veränderung des tan δ mit der Spannung.

DIE DIELEKTRISCHE DIAGNOSE

MIT TAN DELTA (tan δ-WINKELFUNKTION)

Der Tan Delta-Messzusatz beispielsweise integriert in einen Diagnosemesswagen


Eine umfassende Zustandsbeurteilung des Netzes erfordert neben den Dielektrischen Diagnoseverfah-ren zusätzlich auch TE-Messungen. Während bei In-betriebnahmeprüfungen die Beurteilung der Monta-ge- und Verlegequalität des Kabels im Vordergrund steht, ist bei der zustandsorientierten Instandhaltung die Beurteilung des Zustands der betriebsgealterten Garnituren und der Isolierung des Kabels von Interes-se. Durch das Offline-TE-Messverfahren können z. B. die Austrocknung einer Papierisolierung oder äußerli-che Beschädigungen durch Bauarbeiten diagnostiziert werden. Ergänzend hierzu bietet das Online-TE-Mo-nitoring die Überwachung des Kabels und ermöglicht die Vorselektierung von TE-behafteten Kabeln. An-schließend kommen die Offline-TE-Messverfahren zur Lokalisierung der Fehlstellen zum Einsatz.

Monitoring mittels des

Online-TE-Messverfahrens

Für das Online-TE-Monitoring ist kein Freischalten des Kabels erforderlich. Hierdurch wird der organisatori-sche Aufwand verringert. Zudem können Lasteinflüsse auf die Entwicklung der Teilentladung im Kabel erkannt werden. Daher ist das Verfahren ideal geeignet für die Trendüberwachung z. B. von Industrienetzen.

ONLINE- UND OFFLINE-TEILENTLADUNGS-MESSVER-

FAHREN FÜR ZUSTANDSORIENTIERTE INSTANDHALTUNG

Lufteinschlüsse zwischen Verbinder und Isolierstrecke

Oberflächenteilentladung auf Feldsteuerkörper innerhalb defekter Mittelspannungsmuffe

Durchschlag des Muffenkörpers im Verbinderbereich


Lokalisierende Diagnose mittels des

Offline-TE-Messverfahrens

Zur Lokalisierung der TE-Impulse, z. B. nachdem mit-tels Online-TE-Messverfahren kritische TE-Werte ge-messen wurden, ist eine Offline-TE-Messung geeignet. Unbeeinflusst von den Störpegeln des Online-Betriebs erlaubt diese bewährte Technologie eine hochempfind-liche und präzise Lokalisierung von Teilentladungen. Hierbei können sowohl die TE-Einsetzspannung PDIV als auch die TE-Aussetzspannung PDEV ermittelt wer-den. Zusammen mit der Höhe der Teilentladungen ist die PDIV einer der wesentlichen Indikatoren, ob Muffen oder Kabelstrecken ausgetauscht werden müssen.

ONLINE- UND OFFLINE-TEILENTLADUNGS-MESSVER-

FAHREN FÜR ZUSTANDSORIENTIERTE INSTANDHALTUNG

Die TE-Einsetzspannung Ui (PDIV) ist die Spannung,

die beim Erhöhen der Prüfspannung zu wiederkehrenden

TE-Signalen führt, welche den Grundstörpegel über-

schreiten. Bei Absenkung der Prüfspannung setzen ab

einem bestimmten Spannungspegel die Teilentladungen

wieder aus. Dieser TE-Aussetzspannung Ue (PDEV)

genannte Wert kann niedriger als die PDIV sein. Der

Effekt ist abhängig von der Fehlerart und für Diagnose-

zwecke nützlich.

Bedienbereich für mobile Teilentladungsdiagnostic OWTS M-60 Darstellung der Intensität von Teilentladungen in Abhängigkeit des Phasenwinkels


Ein System – viele Vorteile

Die OWTS-Technologie (OWTS = Oscillating Wave Test System) ermöglicht das einfache Erkennen und Lokali-sieren sowohl von alterungsbedingten Schwachstellen als auch von Beschädigungen des Kabels. Das integ-rierte Tan Delta-Verfahren liefert zudem eine sehr gute Einschätzung über den Zustand des Isoliermediums. Auch bei der Beurteilung von Hochspannungskabeln bietet die OWTS-Technologie Vorteile: Der Großteil der verlegten HS-Kabel sind über 30 Jahre alte, papieriso-lierte Kabel, Gasinnen- und Gasaußendruckkabel oder Öldruckkabel. Mittels OWTS-Technologie können die-se Kabel sowohl auf lokale Fehlstellen untersucht als auch integral mit Tan Delta diagnostiziert werden.

Lange Leitung? Kein Problem!

Wir verfügen über OWTS-Geräte von SebaKMT, die durch außergewöhnlich hohe Prüfleistungen überzeu-gen. Kabel von 20 oder mehr Kilometern können ohne Probleme mit einer Anlage normgerecht geprüft wer-den. Im Gegensatz zur einfachen 24-Stunden-Prüfung bei U0, erlaubt die OWTS-Technologie die Prüfung und Diagnose mit erhöhten Spannungen. Dies bedeutet, dass auch betriebsgefährdende Montagefehler mit ei-ner Einsetzspannung oberhalb U0 erkannt und lokali-siert werden können. Wir können mit unseren Geräten Versorgungsnetze bis 220 kV analysieren. Selbst Inbe-triebnahmeprüfungen an Offshore- oder Onshore-Ka-beln von Windparks sind kein Problem.

OWTS –

EINE EINZIGARTIGE TECHNOLOGIE

OWTS-Equipment im internationalen Einsatz

Spannungsteiler• Eingebettetes Computer-

system mit Fernbedienung (Steuergerät, TE‐Analysator)

• Digitale Signalverarbeitungs-karte mit Koppelkondensator (TE‐Erkennung)

Hochspannungs- Induktivitätseinheit Moderner Hoch-

spannungsschalter mit per LWL getriggerten HS‐Thyristoren (LTT)

Hochspannungs-netzteil (HVPS)


Sichere, einfache, zerstörungsfreie Diagnose Die Funktionsweise der OWTS-Technologie basiert auf einem Resonanzkreis zwischen der Kabelkapazität und der Drossel des OWTS-Systems. Das Prüfobjekt wird innerhalb weniger Sekunden auf die gewünsch-te Spannung aufgeladen und anschließend über einen Hochspannungsschalter und eine Luftdrossel ent-laden. Damit entsteht eine oszillierende Spannung, deren Schwingfrequenz von der Induktivität der Luft-drossel und der Kapazität des Prüfobjektes abhängt.

Die oszillierende Spannung (DAC Spannung, Dam-ped AC) ist eine international akzeptierte, normierte Prüfspannung. In Abhängigkeit von der Länge des zu testenden Kabels und dessen längenabhängiger Ka-pazität entsteht eine schwingende Spannung mit einer Frequenz, die sich nahe der Betriebsfrequenz bewegt. Entgegen der 0,1 Hz-basierten Methode ermöglicht dies eine Feststellung der TE-Fehlstellen unter be-triebsnahen Bedingungen und erlaubt einen Vergleich der TE-Parameter wie z. B. der TE-Einsetzspannung PDIV. Auch der Prüfpegel bleibt so im Bereich der Betriebsspannung, was eine kabelschonende, zerstö-rungsfreie Prüfung erlaubt.

Der TE-Messkreis wird nach IEC 60270 kalibriert. Durch stufenweise Erhöhung der Prüfspannung wird die PDIV ermittelt. Die TE-Aussetzspannung PDEV ist durch den gedämpften Spannungsverlauf eindeutig bestimmbar.

Die Lokalisierung der TE-Fehlstellen erfolgt mittels ei-ner Software. In halb- oder vollautomatischem Ablauf werden die Entfernungen der aufgezeichneten und gespeicherten TE-Signale analysiert. Ergebnis dieser Auswertung ist das Mapping der TE-Fehlstellen.

Während der Messung ist die Oszillation der vom Prüfgerät erzeugten Spannung deutlich zu erkennen.

HV-Teilentladungsdiagnostic im Einsatz

MV-Diagnosefahrzeug

Die Analyse zeigt für alle 3 Phasen des Systems Teilentladungen auf. Teilentladungen treten in mehreren Muffen, verteilt über die Kabel-länge von 6500 m auf.


Mit der heute verfügbaren Messtechnik sind Zustands-bewertungen von Transformatoren wirtschaftlich durch- führbar, technisch abgesichert und hilfreich bei der unterbrechungsfreien Energieversorgung und Planung der zukünftigen Investitionen.

Leistungstransformatoren sind ein wichtiges Betriebs-mittel in Energieübertragungs- und Verteilungsnetzen. Sparmaßnahmen führen dazu, dass heute jahrzehnte alte Geräte in den Netzen verbleiben und mit höherer Auslastung betrieben werden, als ursprünglich ge-plant. Dies führt zu starker Beanspruchung und hohem Ausfallrisiko.

Die Prüfung und Diagnose von Leitungstransformato-ren sind deshalb enorm wichtig. Ausfälle und Ersatz-lieferungen sind kostspielig und zeitintensiv. Durch die geschlossene Bauweise ist es nicht möglich, das

Innenleben eines Transformators zu begutachten. Be-sonders bei gebrauchten Modellen ist es unerlässlich, eine präzise Zustandsinformation zu haben.

Zu den möglichen Prüfungen und diagnostischen Untersuchungen zählen die Ermittlung des Isolier-ölzustandes, Widerstandsmessung von Isolation und Wicklung, Prüfung von Übersetzungsverhältnis, Schaltgruppe und Spannungsfestigkeit sowie die DFR (Dielektrischer Frequenz Gang) und FRA (Frequen-cy Response Analysis), die den „Fingerabdruck“ des Transfomators liefert.

Unsere Spezialisten prüfen, überholen und setzen pro Jahr ca. 400 Verteiltransformatoren bis 6 MW instand. Darüber hinaus werden zwischen 60 und 80 neue Transformatoren in eigenen Projekten im Zuge einer Lieferung eingebaut und in Betrieb genommen.

Viele Prüfungen und Diagnosen können unsere aus-gebildeten Spezialisten vor Ort mit Hilfe von mobilem Equipment durchführen. Darüber hinaus befinden sich weitere Prüfeinheiten im Trafo-Servicecenter. In regel-mäßigen Schulungen werden die neuesten Methoden erlernt oder vertieft. Die Verwendung von modernstem Equipment gehört seit Jahren zu unserem Anspruch.

PRÜFUNG UND DIAGNOSE

VON LEISTUNGSTRANSFORMATOREN

Spulen eines Mittelspannungstransformators Mögliche Fehlerursachen | Quelle: Cigré, IEEE, Hartford S&B Univ. of Queensland, ZTZService Canadian EI Assosiation, Etc...

Mobiles Equipment für Ölanalysen

elektrische Gründe im Netz Ausführungs- mängelandere GründeFeuchtigkeitKontakte, Anschlüsse usw.WartungsgründeBlitzeinschlagIsolationsgründe

Gen.0,2-20

Vpp

Ref. Meas.

V V~

50 Ω

50 Ω 50 Ω

V V

V V


Ein Transformator besteht aus mehreren Kapazitäten, Induktivitäten und Widerständen, einem komplexen Kreis, der einen einmaligen Fingerabdruck oder eine Signatur erzeugt, sobald Prüfsignale bei diskontinuier-lichen Frequenzen eingespeist werden.

Die Frequenzganganalyse wird durchgeführt, um die elektrische und mechanische Unversehrtheit des Ak-tivteils (Kern, Wicklungen, Pressstrukturen) eines Leis-tungstransformators zu überprüfen.

Messaufbau

Bei der Bestimmung der Übertragungsfunktion wird das gesamte elektrisch wirksame Netzwerk ab dem Signalaufzeichnungsgerät erfasst. Somit wird nicht nur das Frequenzverhalten des Transformators, sondern auch das Frequenzverhalten des Messaufbaus festge-halten.

Deshalb sind die vom Messaufbau hervorgerufenen Einflüsse gering und vor allem konstant zu halten.

Die Frequenzganganalyse wird angewandt bei

• Qualitätsprüfungen während der Herstellung

• vor und nach Kurzschlussprüfungen im Werk

• nach jedem Transport

• nach einem Kurzschlussfehler

• nach Erdbeben und Blitzeinschlägen

• wenn nach Gasanalysen und Vibrationsüber-

wachungen Verdacht besteht

• vor und nach Wartungsarbeiten

FREQUENCY RESPONSE ANALYSIS (FRA)

ZUR ERMITTLUNG DES FINGERPRINTS

Frequenzgangantwort eines fehlerfreien Transformators Frequency Response Analysis zeigt schwerwiegende Fehler

Messaufbau der Frequenzganganalyse


Die Zuverlässigkeit von Transformatoren ist für die Versorgung des Kunden mit elektrischer Energie un-erlässlich. Dabei sind Transformatoren elektrischen, mechanischen, thermischen sowie umweltbedingten Einflüssen ausgesetzt. Im Falle eines Transformator-defekts können je nach Größe und Besonderheit des Transformators Lieferzeiten von mehreren Monaten entstehen.

Damit unvorhergesehene Ausfälle verhindert, der Zu-stand abgeschätzt und Wartungsarbeiten zeitlich bes-ser geplant werden können, führen wir Diagnosemes-sungen durch.

Isolieröl

Die Analyse des Isolieröls kann Aufschluss über den chemischen sowie elektrischen Zustand liefern. Dabei können im Labor folgende Punkte überprüft werden: Reinheit, Farbzahl, Neutralisationszahl, Durchschlag- spannung, Wassergehalt, Grenzflächenspannung, Furan-Bestimmung, Gas-in-Öl-Analyse, Dielektrischer Verlustfaktor

Isolationswiderstand

Im Inneren des Transformators müssen die Leiter ge-geneinander sowie zum Kessel hin isoliert sein, damit es zu keinem Überschlag kommt. Die Messung die-ser Isolationsstrecken erfolgt üblicherweise mit einer Gleichspannung von 5 kV. Mithilfe der GUARD-Tech-nologie fließen unerwünschte Kriechströme über den GUARD-Anschluss ab und somit geht lediglich der Leckstrom in die Messung ein.

Wicklungswiderstand

Mithilfe der Wicklungswiderstandsmessung können Windungsschlüsse- und Unterbrechungen sowie Ver-bindungsprobleme und Stufenschalterfehler erkannt werden. Gemessen wird hierbei der Gleichstromwider-stand der einzelnen magnetischen Windungen. Für die erforderliche Magnetisierung wird die Simultane-Wick-lungs-Magnetisierung (SWM) angewandt.

Übersetzungsverhältnismessung

Das Leerlaufspannungsverhältnis zwischen Ober- und Unterspannung ist in etwa gleich dem Wicklungsver-hältnis des Transformators. Bei der Übersetzungsver-hältnismessung wird ober- bzw. unterspannungsseitig eine Spannung angelegt und die in der anderen Wick-lung induzierte Spannung gemessen. Mit Hilfe dieser Messung können Defekte in der Wicklung (inkorrekte Windungszahl, Polarität oder Phasenverschiebungs-winkel), Isolationsfehler (zerstörte Zwischenwindungs-isolation, großer zwischenphasiger- oder Phase-Erde- Fehler) sowie Stufenschalterfehler ermittelt werden.

Spannungsfestigkeitsprüfung

Bei dieser Prüfung wird die Spannungsfestigkeit zwi-schen den Wicklungen sowie dem Kessel überprüft. Die Wicklungen müssen die angelegte Spannung eine Minute lang halten, ohne dass es zum Überschlag kommt.

Dielektrischer Frequenzgang (DFR)

Die dielektrische Frequenzgangmessung wurde ein wichtiger Teil der Zustandsdiagnose von Isolierungs-systemen. Hierbei werden die Kapazität sowie der Ver-lust-/Leistungsfaktor in Abhängigkeit von der Frequenz im Bereich von mHz bis kHz gemessen. Das Ergebnis ist eine Beurteilung des Feuchtigkeitsgehalts im Iso-lieröl sowie in der Festisolierung, der ausschlaggebend für den Zustand und die Lebensdauer eines Transfor-mators ist.

DIAGNOSTIK

VON TRANSFORMATOREN

Unterschiede der Messbereiche von Tan Delta Messung und DFR

Verlustfaktor

1 mHz 50 Hz 1 kHzFrequenz

Tan Delta Messung

DFR


Teilentladungen bei feststoffisolierten

Komponenten

Die Praxiserfahrung zeigt, dass noch Jahre nach der Montage oder Reparaturarbeiten Störfälle durch Mon-tagemängel auftreten. Dabei ist besonderes Augen-merk auf Komponenten mit festem Dielektrikum wie Muffen und feststoffisolierte Sammelschienen zu le-gen. Bei diesen Komponenten können durch feinste Einschlüsse sowie kleinste Montagefehler Teilentla-dungen entstehen, die über Monate und Jahre die Iso-lation weiter schädigen und zu einem Durchschlag füh-ren können. Dies hat den Ausfall der Komponente und damit verbundene Reparatur- sowie Ausfallkosten zur Folge. Um solche Fehlstellen im Voraus zu detektieren und somit Störungen des Betriebs zu verhindern, kom-men Teilentladungs-Messsysteme zum Einsatz.

Kompaktes, mobiles TE-Messsystem

für Sammelschienen

Für die Teilentladungsprüfung von Sammelschie-nen kommt ein modernes 100-kV-Messsystem von H+H High Voltage Technology inklusive MPD 500 von OMICRON zum Einsatz. Die Teilentladungsmessung erfolgt dabei nach IEC 60270 (DIN EN 60270 VDE 0434). Ergänzt wird das Portfolio durch die Möglich-keit, eine Stehwechselspannungsprüfung bei 50 Hz durchzuführen. Der Anschluss mittels u. a. T-Stecker und Pfisterer-Stecker ermöglicht es, eine große Band-breite an Schaltanlagen prüfen zu können. Zudem er-lauben die kompakten Maße der Prüfeinrichtung den Transport und Einsatz selbst an schwer zugänglichen Schaltanlagen.

Mithilfe dieses Messsystems besteht die Möglichkeit einer Überprüfung und Abnahme der Montagearbeiten an Sammelschienen von Mittelspannungsschaltanla-gen unterschiedlicher Hersteller. Wiederholungsprü-fungen nach mehreren Jahren sichern den zuverläs-sigen Einsatz für einen störungsfreien Betrieb und bewahren den Betreiber vor unerwarteten Ausfällen der Schaltanlage aufgrund von Teilentladungen. Da-mit leistet die Teilentladungsmessung einen wertvollen Beitrag zur Planung von Investitionen.

TEILENTLADUNGSMESSUNG

AN SAMMELSCHIENEN

110 kV-Teilentladungs-Messsystem Feststoffisolierte Sammelschiene

elektro Koopmann GmbHZum Brook 19-2149661 Cloppenburg

Tel. +49 (0) 4471 94 94 0Fax +49 (0) 4471 84 89 [email protected] | www.hk-c.de

Koopmann Energie- und Elektrotechnik Hannover GmbHOsteriede 630827 Garbsen

Tel. +49 (0) 5131 446 48 70Fax +49 (0) 5131 446 48 [email protected]

Koopmann Energietechnik OS GmbHRobert-Bosch-Straße 249134 Wallenhorst

Tel. +49 (0) 5407 346 90 3Fax +49 (0) 5407 346 90 [email protected]

Koopmann Energie- und Elektrotechnik Niederrhein GmbHHochstraße 4547506 Neukirchen-Vluyn

Tel. +49 (0) 2845 45 23Fax +49 (0) 2845 311 [email protected]

Außenstelle beiThyssenKrupp Steel Europe AGDuisburg-Hamborn

Tel. +49 (0) 203 522 60 23

Leester Spannungstechnik GmbHAm Weidufer 3428844 Weyhe-Leeste

Tel. +49 (0) 421 89 90 30Fax +49 (0) 421 89 90 3 [email protected]

KOOPMANN

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