UHF Teilentladungsdetektion und Lokalisation an einem 110-kV-Kabelendverschluss mit einer künstlichen TE-Fehlstelle

Abstract:
Die Teilentladungsmessung ist mittlerweile eine der wesentlichen Prüf- und Diagnosemethoden für elektrische Betriebsmittel, wie zum Beispiel Energieversorgungskabel und deren Garnituren. Während des Transports vor allem aber während der Montage der Betriebsmittel kann es zu elektrischen und mechanischen Fehlstellen kommen. Diese Fehlstellen können im Betrieb dazu führen, dass Teilentladungen (TE) entstehen, die dann für einen Ausfall des Betriebsmittels sorgen können. Die cigrè Studie TB 815 von September 2020 zeigt, dass im Vergleich zur vorherigen Studie (2009) vor allem bei Kabelgarnituren und insbesondere bei Kabelendverschlüssen die Fehlerrate deutlich gestiegen ist. Das zeigt, wie wichtig es ist, diese Fehlstellen frühzeitig zu erkennen, um einen Ausfall des Kabelendverschlusses im Betrieb zu vermeiden. Für Kabelendverschlüsse hat sich die unkonventionelle Teilentladungsmessung mit ultrahochfrequenten (UHF) Sensoren bereits bewährt. Das Ziel dieser Untersuchungsreihe ist es, ein Messsystem zu entwickeln, welches einen 110-kV-Kabelendverschluss schrittweise abfährt und mögliche Teilentladungsfehlstellen mit UHF-Sensoren detektiert und lokalisiert. Vorangegangene Untersuchungen in der Mittelspannungsebene haben gezeigt, dass sich künstliche TE-Fehlstellen mit den UHF-Sensoren nicht nur sicher detektieren, sondern auch lokalisieren lassen. Diese Untersuchungen sollen nun für die Hochspannungsebene, unter möglichst realen Bedingungen, wiederholt werden. Dafür wird ein mit Silikon-Öl gefüllter 110-kV-Kabelendverschluss, in den eine künstliche TE-Fehlstelle eingebracht werden kann, untersucht. Ziel ist es die künstliche TE-Fehlstelle mit den UHF-Sensoren zu detektieren und zu lokalisieren. Die UHF-Sensoren werden hierzu um den Endverschluss angeordnet und die künstliche TE-Fehlstelle wird innerhalb des Endverschlusses positioniert. Anschließend wird die Detektion und Lokalisation durchgeführt und mit verschiedenen Positionen der künstlichen TE-Fehlstelle im Endverschluss wiederholt. Diese Ergebnisse werden statistisch analysiert und ausgewertet. Der Beitrag stellt die Schritte, Messungen und Probleme während der Untersuchung der UHF-Teilentladungsdetektion und Lokalisation an einem 110-kV-Kabelendverschluss mit künstlicher Fehlstelle vor.