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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Seit vielen Jahren wird die Messung von Teilentladungen (TE) als eine empfindliche Methode zur Bewertung der Qualität neuwertiger Isoliersysteme verwendet sowie zur Erfassung lokaler TE-Quellen in gebrauchten elektrischen Wicklungsisolierungen, die infolge der Beanspruchungen im Betrieb entstehen. Im Vergleich zu anderen dielektrischen Prüfungen (zum Beispiel Messung des Verlustfaktors oder des Isolationswiderstandes) erlauben die differenzierenden Eigenschaften der Teilentladungsmessung auch die Identifikation lokal begrenzter Schwachstellen im Isoliersystem. Speziell die On-line-Messungen sind nicht nur empfindlich gegenüber Teilentladungen, sondern auch gegenüber verschiedenen Lichtbogen- und Funken-Erscheinungen. In Zusammenhang mit der Zustandsbewertung von drehenden Maschinen kann die Messung von Teilentladungen Information liefern bezüglich: - Schwachstellen im Isoliersystem; - Alterungsverhalten; - weiteren Maßnahmen und Zeitabständen zwischen Revisionen. Obwohl die TE-Prüfung von drehenden Maschinen eine weitverbreitete Akzeptanz gefunden hat, zeigen viele Studien, dass nicht nur zahlreiche unterschiedliche Messmethoden existieren, sondern insbesondere auch die Kriterien und Methoden zur Analyse und letztendlich zur Bewertung der gemessenen Daten oft sehr unterschiedlich und daher nicht vergleichbar sind. Demzufolge besteht die dringende Notwendigkeit zur Erstellung eines Leitfadens für Anwender, die den Einsatz von TE-Messungen zur Bewertung des Zustandes ihrer Isoliersysteme beabsichtigen. Teilentladungsmessungen an Statorwicklungen können in zwei große Bereiche unterteilt werden: a) Off-line-Messungen, bei denen die Statorwicklung vom Netz getrennt ist und eine separate Spannungsversorgung verwendet wird, um die Wicklung mit Spannung zu beaufschlagen. b) On-line-Messungen, bei denen die drehende Maschine im normalen Betrieb läuft und mit dem Netz verbunden ist. Beide dieser Ansätze haben in Bezug aufeinander Vor- und Nachteile. Eine ausführliche Diskussion der Off-line-TE-Messungen ist in DIN CLC/TS 60034-27 (VDE V 0530-27) enthalten, während dessen in dem vorliegenden Entwurf einer Technischen Spezifikation ausschließlich On-line-Methoden behandelt werden. Der Ansatz, On line- und Off-line-TE-Messungen in zwei unterschiedlichen Technischen Spezifikationen zu behandeln, wird als notwendig erachtet, um jede Spezifikation für die Nutzung im Bereich der TE-Prüfungen auch für Nicht-Spezialisten ausreichend prägnant gestalten zu können. On-line-TE-Messungen werden unter Einwirkung aller Betriebsbeanspruchungen der drehenden Maschine aufgezeichnet, der thermischen, der elektrischen, der mechanischen und der Umweltbeanspruchungen. Die On-line-TE-Prüfung hat folgende Vorteile: - die Spannungsverteilung über der Wicklung ist die gleiche wie im Betrieb, - die Messungen werden bei Betriebstemperatur durchgeführt, - es wirken die normalen mechanischen Kräfte. Auf Grund der Tatsache, dass die Wicklung während der Messungen den realen Beanspruchungen ausgesetzt ist und weil die Messung während des normalen Betriebes durchgeführt wird, ist die On-line-TE-Prüfung sehr bedeutend. Da die Installation der TE-Sensoren während einer geplanten Revision der Maschine erfolgen kann, ist keine Betriebsunterbrechung erforderlich, und da keine externe Spannungsquelle erforderlich ist, sind On-line-Prüfungen üblicherweise kostengünstiger gegenüber Off-line-TE-Messungen. Zustandsänderungen im Ständerwicklungs-Isoliersystem können auf Basis von Echtzeit-Bewertungen in einem frühen Stadium erkannt und analysiert werden und es können so die auf dem Zustand basierenden präventiven Wartungsstrategien verbessert werden. Es können empirische ermittelte und in der Praxis verifizierte Grenzwerte als Basis für die Bewertung der Prüfergebnisse benutzt werden. Weiterhin können TE-Trendanalysen und Vergleiche mit Maschinen ähnlicher Konstruktion und ähnlichen Isoliersystemen durchgeführt werden, wobei empfohlen wird, die Messungen unter ähnlichen Bedingungen und unter Benutzung der gleichen Messeinrichtungen durchzuführen, um eine zuverlässige Bewertung des Zustandes der Ständerwicklungs-Isolierung zu erreichen. Diese Technische Spezifikation befasst sich nicht mit On-line-TE-Messungen an elektrischen Maschinen, die von einem Umrichter gespeist werden, da unterschiedliche Messverfahren erforderlich sind, um zwischen Störungen, die vom Umrichter verursacht werden und den Teilentladungen, die von der Wicklung herrühren, unterscheiden zu können. Zuständig ist das K 311 "Drehende elektrische Maschinen" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE.

Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/K 311 - Drehende elektrische Maschinen