Bild 1. Durch den systematischen Einsatz des Teilentladungsscanners PD Scan lassen sich Schaltanlagen nahezu ausfallsicher betreiben.
Teilentladungen (TE) sind eigentlich ein Geschenk der Natur. Sie geben sich frühzeitig zu erkennen und weisen überall dort, wo sie auftreten, darauf hin, dass sich mit großer Wahrscheinlichkeit ein Fehler anbahnt, der – ohne Gegenmaßnahmen – einen Ausfall der Anlage zur Folge hat. Das Gute an Teilentladungen: Man kann sie sehen, hören, riechen und per Radio-Sensor erkennen, da sie Radiowellen im Bereich der UKW-Frequenz aussenden. Sie sind sozusagen das SOS-Signal für verantwortungsbewusste Netzbetreiber. Auffälliger geht es nicht. Um Anlagen schnell und unkompliziert ausfallsicher zu machen, ist lediglich ein zuverlässiger Empfänger notwendig, der diese unterschiedlichen Signale sicher erkennt, richtig interpretiert und aufzeichnet. Ein Beispiel dafür ist der handliche Teilentladungsscanner PD Scan (Bild 1).
TE-Messung als Standard im Netz- und Anlagenbetrieb
Vieles spricht also dafür, TE-Messungen als Standard für einen sicheren Netz- und Anlagenbetrieb vorzugeben. Mit dem PD Scan fällt diese strategische Entscheidung leicht, denn das Gerät weist dafür zwei entscheidende Eigenschaften auf:
- Mit dem PD Scan können Umspannwerke und Schaltanlagen im laufenden Betrieb auf TE untersucht werden.
- Jeder Elektrotechniker kann den PD Scan sofort einsetzen.
Eine fast hundertprozentige Ausfallsicherheit ist realistisch, wenn Netzbetreiber diese Vorteile konsequent nutzen und ihre Anlagenkomponenten konsequent, routiniert und systematisch mit dem PD Scan überwachen – und dabei die TE-Messung als allgemeinen Standard definieren. So können mit dem TE-Scanner auch verborgene Fehlerstellen schnell erkannt werden, was deutlich wirtschaftlicher und schneller zu realisieren ist, als eine permanente Online-Überwachung. Der spektakuläre Stromausfall am Flughafen Hamburg im vergangenen Jahr hätte zum Beispiel mit TE-Wartungsroutinen mit dem PD Scan zuverlässig vermieden werden können. Damals hatte ein verborgener Isolationsfehler in einem MS-Kabel den kompletten Flughafen außer Betrieb gesetzt. Durch den Kurzschluss wurden viele weitere Kabel beschädigt, sodass insgesamt 42 Kabelstränge neu verlegt werden mussten.
PD Scan für alle Service-, Wartungs- und Reparatur-Teams
Spezialisierte Prüf- und Wartungstechniker zum Beispiel für die Kabelmess- und Schutztechnik sowie für Leistungsschalter, Transformatoren oder Lasttrenner und alle in Schaltanlagen tätigen Reparatur-Teams sind qualifiziert genug, um nach ihrem »spezialisierten« Prüf-, Wartungs- oder Reparaturauftrag noch einen »standardisierten« Rundgang mit dem PD Scan durchzuführen. Aufwendige und teure Schulungsmaßnahmen sind dafür nicht erforderlich, denn das Prüfgerät lässt sich intuitiv bedienen.
Der richtige TE-Wartungsplan für jeden Schaltanlagentyp
Es gibt viele unterschiedliche Konfigurationen in Umspannwerken und Schaltanlagen. Die Auswahl der notwendigen Sensoren hängt dabei vom Anlagentyp – luft- oder gasisoliert – sowie vom generellen Aufbau der Anlage ab. Für jede Konfiguration lässt sich ein optimaler Einsatzplan für PD-Scan-Messungen erstellen. Für eine moderne MS-Schaltanlage wäre der im Folgenden dargestellte Einsatzplan ideal.
Möglicher Einsatzplan für eine MS-Schaltanlage
Für TE-Untersuchungen in einer MS-Schaltanlage werden vier unterschiedliche Sensoren benötigt: einen Sensor zur Bestimmung der Temperatur- und der Luftfeuchte sowie jeweils einen TEV-, Körperschall- und HFCT-Sensor. Damit lässt sich eine gasisolierte Mittelspannungsschaltanlage mit dazugehörigem Transformator und zum Beispiel zehn Schaltfeldern in nur 20 min prüfen, denn für jedes Schaltfeld müssen lediglich rund 2 min veranschlagt werden. Ein Grund dafür ist die intelligente Plug-and-Play-Technologie des PD Scan, sodass alle externen Sensoren automatisch erkannt werden.
Schritt 1: Bestimmung von Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit und Störpegel
Die Stärke von TE-Aktivitäten hängt im hohen Maß von der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit ab. Daher ist es wichtig, vor jeder Untersuchung einmalig die für TE relevanten Umweltbedingungen zu erfassen und zu protokollieren. So können die gemessenen Aktivitäten auch richtig bewertet werden. Anschließend folgt eine Funktionsprüfung mit einem externen Zusatzgerät. Im nächsten Schritt wird in einer 10-s-Messung einmalig der Umgebungsstörpegel ermittelt. Dieser ist wichtig für den Einsatz der TEV- und HFCT-Sensoren.