Frequenzselektive Multi-Sensor Teilentladungsmethode für die Zustands- und Risikobewertung von Hoch- und Mittelspannungskomponenten

// Elektronik und Elektrotechnik // Energietechnik // Physikalische Technik // Sensorik und Messgeräte
Ref-Nr: 17056

Einleitung / Abstract

Für die Erhöhung der Betriebssicherheit wird ein Verfahren zur Überwachung von Hochspannungs-Komponenten vorgestellt. Trotz Umgebungsrauschen und externen Teilentladungssignalen kann die teilentladungsbehaftete Komponente identifiziert und die Art des Fehlers klassifiziert werden. Realisiert wird dies durch einen Multi-Sensor-Ansatz. Durch eine kostengünstige Implementation könnte eine flächendeckende Überwachung von elektrischen Betriebsmitteln der Hochspannungstechnik im gesamten Stromnetz bereits ab Werk eingesetzt werden.

Abb. 1: Multi-Sensor Teilentladungsmethode

Hintergrund

Aktuell wird die Teilentladungsfreiheit von Hochspannungsanlagen und Komponenten meist während der Inbetriebnahme oder während Wartungsarbeiten überprüft. Online Monitoringsysteme werden nur für die kostenintensiven gasisolierten Schaltanlagen (GIS), Generatoren und Transformatoren eingesetzt. Bekannte Verfahren sind das Gating Verfahren sowie Verfahren nach IEC 60270 und IEC 62478.

Lösung

Erfindungsgemäß sollen verschiedene Sensoren, die in unterschiedlichen Frequenzbereichen sensitiv sind, gleichzeitig die Teilentladungssignale von einer Anlage erfassen, um die Zuverlässigkeit gegenüber den bekannten Messverfahren zu erhöhen. Wenn eine Komponente bzw. Anlage teilentladungsbehaftet ist, werden ihre breitbandigen Teilentladungssignale mit mehreren Sensoren in unterschiedlichen Frequenzbereichen erfasst. Liegt ein tieffrequentes (hochfrequentes) Rauschsignal vor, wird es nur durch die tieffrequenten (hochfrequenten) sensitiven Sensoren gemessen. Wenn benachbarte Komponenten eines Hochspannungsbetriebsmittels teilentladungsbehaftet sind, werden die tieffrequenten Anteile daher nur die tieffrequenten Sensoren stören.

Vorteile

Die Erfindung kombiniert unterschiedliche Sensoren, die Teilentladungen von Hochspannungskomponenten in verschiedenen Frequenzbereichen gleichzeitig messen. Die Erfindung erhöht die Zuverlässigkeit der Teilentladungs-Identifikation durch den Einsatz kostengünstiger, einfach zu installierender, nicht konventioneller Sensor-Kombinationen gegenüber bekannten Verfahren deutlich. Da die beschriebene Messmethode kostengünstig realisierbar ist, können die Sensoren und Auswerteeinheiten dauerhaft an der zu überwachenden Komponente installiert werden und ermöglichen so eine langfristige flächendeckende Zustandsüberwachung.

Anwendungsbereiche

Überwachung von Hochspannungskomponenten

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