Rückkehrspannungsmessungen an Mehrschichtisolierungen – Möglichkeiten und Grenzen der dielektrischen Diagnostik

Abstract:
Die Messung der Rückkehrspannung ist ein effizientes Mittel zur Untersuchung des Zustandes von Isoliersystemen, die eine Serienschaltung von Isoliermaterialien mit unterschiedlichen dielektrischen Eigenschaften aufweisen. Insbesondere der Feuchtigkeitsgehalt bzw. andere Alterungsprodukte führen zu erheblichen Eigenschaftsverschlechterungen, die mit dem Verfahren der Rückkehrspannungsmessung nachgewiesen werden können. Da bei Öl-Papier-Isolierungen Wasser in der Isolierung sowohl Ursache als auch Folgeprodukt eines Abbaus der Zellulose ist, können die vom Wassergehalt hervorgerufenen Änderungen der dielektrischen Eigenschaften der Isolierung gut als Indikator benutzt werden. Speziell bei stark gealterten und/oder feuchten Isolierungen sind die sich aus dem Verlauf der Rückkehrspannungskurve – unter Annahme eines Maxwell-Modells der Serienschaltung der beiden Dielektrika Papier und Öl – berechenbaren dielektrischen Zeitkonstanten der Komponenten der Isolierung aussagefähige Diagnosegrößen. Bedingt durch den unterschiedlichen Aufbau sind die Ergebnisse von Rückkehrspannungsmessungen an Transformatoren und Kabeln unterschiedlich zu interpretieren. Speziell der als Diagnoseparameter für Kabel eingeführte p-Faktor, der sich durch eine relativ geringe Temperaturabhängigkeit auszeichnet, ist bei Transformatoren aufgrund des abweichenden Aufbaus der Isolierung nicht aussagefähig.