Erweiterte Kabelprüfung und -diagnose: Vier wichtige Methoden

Um die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Stromkabel sicherzustellen, sind effektive Prüf- und Diagnosetechniken erforderlich. Wie in unserem ersten Blog der Serie zu MV-Kabelprüfungen und -diagnose beschrieben, spielt die VLF-Prüfung (Very Low Frequency) eine entscheidende Rolle bei der Identifizierung von Isolationsschwächen, der Detektion potenzieller Fehler und der Aufrechterhaltung der Integrität von Energiesystemen. Da jedoch mehrere Erregerspannungsoptionen verfügbar sind, ist die Auswahl der richtigen Option für die jeweilige Anwendung entscheidend für die Erzielung genauer Ergebnisse und die Optimierung der Wartungsstrategien.

Dieser Blog, der zweite Teil unserer VLF-Prüfserie, befasst sich mit vier wichtigen Erregerspannungen, die bei Kabelprüfungen und -diagnosen verwendet werden: Gleichspannung (DC-Spannung), 0,1-Hz-VLF-Sinusspannung, 0,1 Hz VLF-Cosinus-Rechteckspannung (50 Hz Slope) und gedämpfte Wechselspannung (DAC). Jede Methode bietet einzigartige Vorteile und ist für spezifische Prüfszenarien geeignet. Durch die Kenntnisse der Stärken und Grenzen der einzelnen Spannungsformen können Ingenieure und Techniker fundierte Entscheidungen treffen, die die Prüfeffizienz verbessern, Ausfallzeiten reduzieren und die Zuverlässigkeit des Energieversorgungsnetzes gewährleisten.

 

DC-Spannung
 

Jahrzehntelang war Gleichspannung (DC) der Standard für Kabelprüfung. Heute wird es nur noch für HVDC-Kabel verwendet, da das Risiko von Isolationsschäden besteht und bestimmte Arten von Defekten nicht erkannt werden können.

Warum ist die DC-Spannung immer noch relevant? In erster Linie ist dies für die Mantelprüfung gemäß IEC 60229, typischerweise bei 5–10 kV, unerlässlich. Wenn ein Mantelfehler festgestellt wird, ermöglicht die gepulste DC-Spannung die genaue Fehlerortung, wodurch die DC-Prüfung ein unverzichtbares Werkzeug für die Bewertung der Mantelintegrität ist.

0,1-Hz-VLF-Sinusspannung

Welche der beiden VLF-Technologien, die in die All-in-one-TDM-Systeme integriert sind, wird für Kabelprüfung bevorzugt? Die Antwort ist klar: VLF-Cosinus-Rechteckspannung ist die optimale Wahl für Stehspannungsprüfungen. Warum also eine VLF-Sinusspannung von 0,1 Hz verwenden? Wenn Sie die Alterung der Isolation beurteilen möchten, ist die Messung des dielektrischen Verlusts (Tan Delta) mit der 0,1 Hz VLF-Sinusspannung unerlässlich. Außerdem gewährleistet sie die standardkonforme Prüfung für kurze Kabel. Wenn Tan Delta integriert ist, wird eine überwachte Stehspannungsprüfung empfohlen, bei der die dielektrischen Verluste ähnlich wie bei der Messung des Ableitstroms mit VLF-Cosinus-Rechteckspannung verfolgt werden. 

Während der VLF Sinus mit 0,1 Hz auch für TE-Messungen (Teilentladung) verwendet werden kann, ist dies nicht die empfohlene Lösung. Aufgrund der Einschränkungen bei der Erkennung von Schwachstellen empfiehlt Megger die VLF-Cosinus-Rechteck-Technologie. Die Zuverlässigkeit der TE-Prüfungen wurde in realen Fallstudien nachgewiesen.

0,1 Hz VLF-Cosinus-Rechteckspannung/50 Hz-Slope-Technologie

Die VLF-Cosinus-Rechteckspannung von Megger, auch als 50 Hz-Slope-Technologie bezeichnet, ist die ultimative Lösung für Kabel-prüfungen – sowohl bei kurzen als auch bei langen Kabeln! Durch die Kombination von betriebsnahen Frequenzen (20–500 Hz) und niedrigem Stromverbrauch sorgt dieses innovative Prüfgerät für effiziente Prüfungen bei normgerechten 0,1 Hz und garantiert die Sicherheit von Kabelsystemen. Die Möglichkeit, gespeicherte Energie wiederzuverwenden, ermöglicht die Prüfung selbst der längsten Kabel mit einer standardisierten Frequenz. Darüber hinaus zeichnet es sich durch Teilentladungsmessungen aus, die die realen Betriebsbedingungen genau simulieren und so präzise Ergebnisse liefern. Durch die Überwachung des Leckstroms kann die Qualität der Isolierung während der Prüfung bewertet werden, also ist es die ideale Wahl für Inbetriebnahme- und Abnahmeprüfungen.

Gedämpfte Wechselspannung (DAC)

Die vierte Prüf- oder Diagnosespannung ist die gedämpfte Wechselspannung (DAC). Mit DAC-Messungen können Teilentladungsfehler erkannt werden, die bei einer typischen Kabelprüfung nicht immer sofort zum Ausfall führen, aber dennoch ein langfristiges Risiko für die Kabellebensdauer darstellen. Bei gedämpftem AC wird das Kabel so kurz wie möglich der Spannung ausgesetzt, was besonders für alternde Kabelabschnitte entscheidend ist. 

Bei der Prüfung stark gealterter Kabel besteht das Ziel darin, Diagnosen durchzuführen, ohne das Kabel unnötigen Risiken auszusetzen. DAC minimiert das Potenzial für Ausfälle während oder nach der Prüfung, indem eine zeitlich begrenzte Spannungsbelastung angelegt wird. Die DAC-Spannungsform und -Frequenz sind sehr effektiv bei der Erkennung von Defekten, die anfällig für eine Teilentladung sind. Das Prinzip der Spannungserzeugung basiert auf einem frei oszillierenden Schaltkreis, der minimale Störungen gewährleistet, wodurch DAC eine ideale Spannungsform für die Teilentladungsdiagnose neuer und veralteter Kabel darstellt.
 

Summary

Dieser Vergleich verdeutlicht, wie wichtig es ist, den richtigen Diagnoseansatz basierend auf dem Kabeltyp, dem Prüfziel und den Betriebsbedingungen auszuwählen. Durch den Einsatz der fortschrittlichen Prüflösungen von Megger können Ingenieure eine genaue Fehlererkennung, verbesserte Systemzuverlässigkeit und proaktive Wartung gewährleisten und so Ausfälle verhindern, bevor sie auftreten.

In unserem nächsten Blog zur MV-Kabelprüfungen und -diagnosesehen wir uns eine Fallstudie aus der Praxis an, die zeigt, wie die Implementierung dieser Methoden entscheidend für die Lokalisierung und Behebung eines kritischen Kabeldefekts war.