Möglichkeiten und Grenzen der Online-TE-Messung an Kabelanlagen

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Die Teilentladungsmessung liefert wertvolle Informationen über den Isolationszustand von Hochspannungskabeln. Durch eine Offline-TE-Messung im Werk kann der einwandfreie Zustand einer Kabellänge festgestellt werden. Hier wird in geschirmten Messkabinen oft eine Empfindlichkeit von weniger als 1 pC Grundstörpegel erreicht. Diese extreme Anforderung an die Detektionsschwelle ist insofern zwingend erforderlich, da erst die Berücksichtigung eines zweiten, reflektierten und durch seine Ausbreitung über die Kabellänge in seiner Amplitude stark reduzierten Impulsteils eine präzise Ortung der TE-Fehlstelle auf dem Kabel möglich macht (TDR-Verfahren). Ohne diesen zweiten Impuls ist zwar eine quantifizierbare TE-Messung im Sinne der Norm möglich, jedoch keine TE-Fehlerortung. Nach der Legung des Kabels und zur Inbetriebnahme der Kabelanlage kann ebenfalls eine TE-Messung durchgeführt werden, die letztlich eine Aussage über die ordnungsgemäße Montage liefern soll. Bei TE-Messungen außerhalb des geschirmten Labors ist aber zwangsläufig die Messempfindlichkeit stark herabgesetzt. Aufgrund der gegenüber den Fertigungslängen oft größeren Gesamtkabellänge erhöht sich zudem die Signaldämpfung bzw. -disperision der TE-Impulse, so dass der zur TE-Ortung notwendige zweite Impuls unter die Rauschschwelle fallen kann. Des Weiteren kommt im Falle einer Online-TE-Messung erschwerend hinzu, dass bei einer Verschaltung von mehreren Kabelsystemen, z. B. zu einem in der Mittelspannungsebene üblichen Kabelring, am Kabelende keine Reflexionsstoßstelle im klassischen Sinne mehr vorliegt. Je nach Ausführungsart der Schaltanlageneinführung läuft hier ein TE-Impuls in das nächste Kabelteilstück hinein und wird nicht vollständig zurückgeworfen. So müssen zur Online-TE-Ortung Teilreflexionen vom Kabelende oder gar teilreflektierte Impulsanteile von Verbindungsmuffen herangezogen werden. Alternativ kann der zur Ortung notwendige zweite Impuls auch künstlich generiert werden. Durch eine räumlich verteilte aktive TE-Messtechnik kann am messfernen Kabelende der sich der Rauschschwelle annähernde Impulsanteil rechtzeitig vor seiner Auslöschung, dem erneuten Durchlaufen der Kabellänge, detektiert, verstärkt und bei anliegender Netzspannung erneut in das Kabel eingespeist werden, so dass der eigentliche TE-Messempfänger am nahen Kabelende wieder klassisch zwei Impulsteile zur TE-Ortung nutzen kann. Der Tagungsbeitrag beschreibt exemplarisch einige Ergebnisse einer Messkampagne in einem städtischen Mittelspannungskabelnetz, bei der Offline-TE-Messungen und Online-TE-Messungen verglichen wurden.