Störunterdrückung bei Teilentladungsmessung mit einem modernen Ansatz zur differentiellen Signalauswertung

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Die Teilentladungsprüfung (TE) von Hochspannungsbetriebsmitteln nach IEC 60270 ist ein weltweit etabliertes Verfahren zur Qualitätssicherung. Diese Prüfung wird als Teil der Routinemessungen im Herstellerwerk durchgeführt. Die in Normen festgelegten oder von Kunden vorgeschriebenen Akzeptanzschwellen stellen zum Teil eine Herausforderung an die Störunterdrückung im Messaufbau dar. Eine Methode zu Reduktion von Störungen, die in der IEC 60270 erwähnt wird, ist die differenzielle Messung unter Anwendung von TE-Messbrücken. In diesem Beitrag wird ein neuartiges Verfahren für differentielle elektrische Teilentladungsmessungen vorgestellt. Dieses basiert auf einer computergesteuerten abgleichbaren Brückenschaltung in Kombination mit einem digitalen potentialgetrennten TE-Messsystem. Die Messsignale aus beiden Zweigen des Aufbaus werden hier abgeglichen und überlagert. Wie bei herkömmlichen Messbrücken kann der Messaufbau aus zwei Prüfligen oder einer Kombination von Prüfling und Koppelkondensator bestehen. Zur Auskopplung der hochfrequenten TE-Signale kommen konventionelle Messimpedanzen (Coupling Devices) zum Einsatz. Eine Störunterdrückung kann erreicht werden, da äußere Störsignale in beiden Zweigen des Aufbaus gleichsinnig wirken, während TE-Impulse an den Messimpedanzen gegensinnig wirken. Wie bei den bekannten Verfahren zur Brückenmessung werden die beiden Signale dahingehend überlagert, dass (Gegentakt-)Teilentladungsimpulse konstruktiv überlagert werden während sich die (Gleichtakt-)Störsignale auslöschen. Der Signal-Rauschabstand und damit die Messgenauigkeit kann so in vielen Fällen verbessert werden. Durch die Kombination mit einem digitalen potentialgetrennten TE-Messsystem kann die Schaltung sehr flexibel angewendet werden. Der kompakte Aufbau verringert zudem die Störeinstreuung. Durch die softwarebasierte Steuerung kann die Bedienung vereinfacht werden.