Mit der Kombination von GAD-2000 und einer kontinuierlichen Onlineüberwachung des Gases lässt sich eine zustandsbasierte Instandhaltung für SF6-isolierte Schaltanlagen verwirklichen(Bild: iStockphoto)
Bei Inbetriebnahme werden SF6-isolierte Schaltanlagen mit dem Schutzgas in seiner reinen Form befüllt. Eine solche, 100-prozentige Qualität kann jedoch angesichts der realen Betriebsbedingungen kaum aufrechterhalten werden. Verunreinigungen setzen dem Lösch- und Isoliergas zu, mindern seine dielektrische Durchschlagsfestigkeit und seine Fähigkeit, sich nach Energieeinträgen bei Schaltvorgängen zu regenerieren.
Zu diesen "Angreifern" zählt Feuchtigkeit, eine der Hauptursachen für Systemfehler im Betrieb von Schaltanlagen. Diese Beeinträchtigung lässt sich nicht verhindern. SF6 nimmt aufgrund physikalischer Ausgleichsvorgänge (Sorptionen) Feuchtigkeit auf, die z.B. in Tankmaterialien vorkommt, über alternde Dichtungen eindringt oder als Folge unsachgemäßen Handlings auftreten kann. Je stärker die Kontamination, umso gravierender die Folgen: Bei der Reaktion auf Energieeinträge entstehen Zersetzungsstoffe wie Schwefeldioxid oder Fluorwasserstoff, die aufgrund ihrer korrosiven Eigenschaften die Gasräume beschädigen können.
Angesichts derart schwerwiegender Auswirkungen müssen Feuchtigkeit und andere Verunreinigungen in SF6-Systemen unterbunden, zumindest aber unter Kontrolle gebracht werden. Dies geschieht über regelmäßige SF6-Analysen und den daraus resultierenden Folgemaßnahmen. Im Fall von Feuchtigkeit handelt es sich in erster Linie um einen Gasaustausch, der üblicherweise über ein SF6-Servicegerät geschieht. Da die betroffene Schaltanlage vor allem zum Schutz vor einem Kurzschluss zuvor heruntergefahren werden muss, lässt sich mit einem Gasaustausch anstelle einer langwierigen Trocknung die kostenträchtige Stillstandszeit verkürzen.
Zahlreiche Tests haben Praxistauglichkeit nachgewiesen
Unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten würde also eine sichere Entfeuchtung des Gases bei laufendem Betrieb signifikante Vorteile bringen – mit dieser Überlegung hat sich ein großer Netzbetreiber in Deutschland an Wika gewandt, um eine entsprechende Lösung zu entwickeln. Aus dieser Kooperation erwuchs die Gastrocknungsanlage Typ GAD-2000, die bisher einzige ihrer Art. Zahlreiche Tests haben ihre Praxistauglichkeit nachgewiesen, u.a. in Deutschland, Frankreich und China.
Sobald die routinemäßige SF6-Analyse einen Servicefall feststellt, wird die GAD-2000 über eine selbstschließende Kupplung mit dem Gasraum verbunden. Das Bedienpersonal gibt die Zielfeuchte ein, die vom Betreiber selbst oder durch einschlägige Standards der IEC und des ZVEI definiert ist. Entscheidende Parameter für den automatisierten Trocknungsprozess sind zudem der Nominaldruck und der untere Grenzdruck des Gasraums, dessen Wert über dem ersten Alarmkontakt der Überwachungseinheit liegt.
Anhand der Eckdaten errechnet die Steuerungssoftware der GAD-2000 den optimalen Arbeitsbereich für das jeweilige Verfahren. Die Leistungsfähigkeit des Geräts wird auf diese Weise vollständig ausgeschöpft, ein Risiko für den Schaltanlagenbetrieb aber ausgeschlossen: Die GAD-2000 entnimmt das SF6 entsprechend der Sicherheitsvorgaben nur in kleinen Mengen, ein Magnetventil sperrt nach jedem Absaugvorgang das Füllventil direkt an der Schaltanlage. Anschließend trocknet die GAD-2000 das SF6 mit zwei parallelen 3-in-1-Filtern ebenso zügig wie wirksam und minimiert die Zersetzungsstoffe ebenfalls. Das aufbereitete Medium wird anschließend in den Gasraum zurückgeführt.