ICMflex Teilentladungsdetektor, Teilentladungs-Fehlerortungsgerät und Verlustfaktor-Messsystem

Für den Bau von Hochspannungsanlagen muss Isoliermaterial verwendet werden. Häufig verwendete Isoliermaterialien weisen aufgrund von ohmschen Strömen oder Polarisationsströmen von Dipolen Verluste auf. Oft kann das Ausmaß dieser Verluste als Indikator für die Qualität einer Isolierung verwendet werden. Bei der Beurteilung der Qualität von gealterten Isolierungen kann ein erhöhter Verlust beispielsweise auf Öl- oder Papierzersetzung (Transformatoren), Feuchtigkeit, elektrochemische Prozesse (Water Trees in Polymerkabeln) oder starke Teilentladung hinweisen. Mit einem geeigneten Kondensator (C) ist der Widerstand des Isoliermaterials (dielektrisch) unendlich groß. Wenn eine Wechselspannung (V) angelegt wird, eilt der Strom (IC) der Spannung um genau ϕ = 90° voraus. Eine Komponente in der Nähe dieses optimalen Kondensators mit einem vernachlässigbaren Widerstand sollte als Standard- (oder Referenz-)Kondensator für den Referenzzweig eines dielektrischen Verlustanalysegeräts verwendet werden. Technische Isoliersysteme bestehen in der Regel aus suboptimalem Isoliermaterial, sodass ein kleiner Strom (IR) phasengleich zur Versorgungsspannung (V) fließt. Dieser Strom kann durch einen Parallelwiderstand (R) zu einem optimalen Kondensator (C) beschrieben werden. Die Phasendifferenz zwischen dem tatsächlichen Strom (I) und dem Idealstrom (IC) kann als Phasenwinkel beschrieben werden: „Delta“. Da P = Q x tanDelta gilt, werden die Verluste, die proportional zu tanDelta sind, in der Regel als tanDelta-Wert angegeben, um die Qualität von Isoliermaterialien auszudrücken. Daher werden der Winkel „Delta“ als „Verlustwinkel“ und tanDelta als „Verlustfaktor“ bezeichnet. Bei gut isolierten verlustarmen Kondensatoren (tanDelta = ~0° und Phi = ~90°) entspricht der Idealstrom (IC) ungefähr dem tatsächlichen Strom (I). Daraus ergibt sich eine vernachlässigbare Abweichung der tanDelta- und cos phi-Werte. Zur Beschreibung der dielektrischen Verluste wird in Europa hauptsächlich der Verlustfaktor tanDelta verwendet, während in Nordamerika dazu meistens der Leistungsfaktor (PF = cos phi) verwendet wird. Die Software des ICMflex zeigt beide Werte zusammen mit der berechneten Kapazität, den Spannungen und der Frequenz an.

TE-Messungen sind eine zuverlässige und genaue Methode zur Bestimmung der Lebensdauer und Qualität von Statorstangen und -wicklungen in Hochspannungsgeneratoren und Elektromotoren. Bisher gibt es jedoch keine internationale Norm, in der die Akzeptanzstufen für Teilentladungen bei Werksabnahmeprüfungen für diese Arten von Hochspannungskomponenten definiert sind. Während TE-Abnahmeprüfungen noch nicht ausreichend standardisiert sind, ist dies bei tanDelta-Messungen aufgrund von IEC 600034-27-3, die 2015 von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission veröffentlicht wurde, nicht der Fall. Diese Norm definiert die Akzeptanzkriterien für vorgeformte Statorstangen mit Nut-Koronaschutz und eine Nennspannung von 6 kV oder höher. Die Genauigkeit und der Wirkungsgrad von Offline-TE-Hochfrequenzmessungen ergänzen also tanDelta-Niederfrequenzmessungen, sodass die Vorteile beider Verfahren kombiniert werden.

Der ICMflex kann mit jeder ortsfesten oder tragbaren Hochspannungsversorgung verwendet werden, z. B. mit Transformatoren, Hi-Pot-Prüfgeräten, Resonanzprüfsystemen, motorbetriebenen Stromaggregaten und VLF-Systemen.