Diagnose und Ortung von Teilentladungen in Leistungstransformatoren auf der Basis akustischer und elektromagnetischer UHF-Signale

Abstract:
Zur Überprüfung der Isolationsqualität hochspannungstechnischer Geräte wird im Prüflabor klassischer Weise die Messung von Teilentladungen (TE) durchgeführt. Als Diagnose-Werkzeug ist die TE-Messung jedoch nicht nur für die Abnahmeprüfung neuer Produkte, sondern in zunehmenden Maße auch für gealterte Betriebsmittel ein konkretes Hilfsmittel zur Zustandsbeurteilung. Vielfach sind vor-Ort-Messungen oder auch in-Betrieb- Messungen ("online-Monitoring") gefordert. Beim Betriebsmittel Transformator kann eine Ergänzung der elektrische Methode durch die akustische oder elektromagnetische Messung (UHF-Bereich) hilfreich oder nötig sein. Bei der (Online-)TE-Messung ist eine klare Entscheidung über eine TE-Aktivität des Prüflings zu treffen. Eine Information über den TE-Ort liefert zusätzlich entscheidende diagnostische Hinweise für die Ursachenforschung und Risikoabschätzung. Für eine dreidimensionale geometrisch exakte Ortung des Ursprungs der TE sind dazu das empfindliche Messen der akustischen Laufzeiten und verlässliche Ortungsalgorithmen erforderlich. Verbesserungen bei der Signalverarbeitung und Interpretation akustischer Signale auch in Bezug auf eine objektive Laufzeitextraktion machen die Ortung in komplexen Aufbauten möglich. Sind die TE-Pegel sehr klein, helfen empfindliche UHF-TE-Messungen unter Öl bis dato akustisch nicht erfassbare Fehler durch Mittelwertbilden (Averaging) sicher zu erkennen und zu lokalisieren. Bei breitbandigen Untersuchungen von UHF-TE-Spektren konnten zweifelsfrei Hohlraumresonanzen nachgewiesen werden, die u. U. Grundlage für vorteilhafte schmalbandige Messungen darstellen. Im Beitrag werden akustische und elektromagnetische TE-Messungen aus dem Laborbereich und Online-Beispiele eines 380/220kV-Einphasentransformator vorgestellt und diskutiert. Bei den Laborbeispielen werden konsequent Vergleiche zur elektrischen TE-Messung nach IEC 60270 gezogen und Grenzempfindlichkeiten ermittelt.