Kabelprüfung und Diagnose

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1 Kabelprüfung und Diagnose Damit der Strom fließt

2 Kostenoptimierte Instandhaltung durch Kabeldiagnose Die Mantel- und Kabelprüfung unterstützt Sie bei der Beurteilung, ob eine Kabelanlage zum Zeitpunkt der Prüfung betriebssicher und einsatzbereit ist. Immer mehr Netzbetreiber setzen jedoch verstärkt auf die Kabeldiagnose, da sie wichtige Hinweise auf versteckte Mängel an den Anlagen und speziell im Kabelnetz liefert. Investitionen zielgerichtet tätigen Mit der Kabeldiagnose lösen Sie den Zielkonflikt zwischen maximaler Netzverfügbarkeit und minimalen Instandhaltungs- und Reparaturkosten. Denn mit unseren Diagnosesystemen bieten wir die passenden Werkzeuge, um eine zustandsorientierte und kostenoptimierte Instandhaltung umzusetzen. Reparaturkosten senken Dank des Wissens um den Kabelzustand brauchen Sie teure Umbau- oder Wartungsmaßnahmen nur dort durchzuführen, wo sie wirklich notwendig sind. Präventive Maßnahmen oder der Austausch unnötig langer Kabelstrecken gehören der Vergangenheit an. Qualitätskontrolle an neuen Anlagen Diagnoseverfahren kommen heute vermehrt auch bei neuen Kabelabschnitten zum Einsatz, beispielsweise zur Beurteilung der Qualität einer Muffenmontage. Aufwändigen Reklamationen oder späteren Schäden können Sie vorbeugen. Durch eine auf der Kabeldiagnose basierende, zustandsorientierte Instandhaltung können die Ausfallrate gesenkt und die Instandhaltungskosten reduziert werden. 2 Kostenoptimierte Instandhaltung durch Kabeldiagnose

3 Breites Gerätespektrum für Prüfung und Diagnose BAUR bietet Ihnen Produkte, mit denen Sie Kabel- und Kabelmantelprüfungen und eine Diagnose zur Zustandsbewertung schnell und zuverlässig durchführen können. BAUR bietet Ihnen die passenden Geräte und Systeme für den normgerechten Einsatz an Kabeln, Schaltanlagen, Isolatoren, Überspannungsableitern, Sammelschienen, Transformatoren und Generatoren von Prüfgeräten mit Gleich- oder Wechselspannung, Nieder- bis Hochspannung, Zustandsbewertungen, Erkennung von Teilentladungen (TE) online oder offline Online-Vorabcheck auf TE Online-TE-Schnelltest Online-TE-Ortung Offline-VLF-Diagnose Planung von Instandsetzungsarbeiten PD-SGS liona liona+ipd TD+TE Beispiel möglicher Anwendungschritte für eine effiziente Kabelprüfung und Diagnose anhand der Kombination verschiedener Methoden und Geräte Eine detailliertere Übersicht über unser Produktspektrum zur Prüfung und Diagnose von Netzkomponenten finden Sie auf den Seiten 10 und 11. Kostenoptimierte Instandhaltung durch Kabeldiagnose 3

4 Normgerecht und aussagekräftig Prüfung und Diagnose nach Norm Intensive Forschung, internationale Praxiserfahrungen und der Dialog mit Anwendern und Verbänden haben dazu geführt, dass die VLF-Kabelprüfung und Diagnose an Mittelspannungsanlagen von allen wichtigen Gremien und Verbänden anerkannt ist. Das bedeutet für Sie, dass Kabel- und Mantelprüfung sowie Diagnosemessungen normkonform erfolgen. Sie müssen sich nicht um normgerechte Arbeitsabläufe kümmern, denn das haben wir bereits für Sie erledigt. Sie wählen, nach welchem Standard Sie arbeiten möchten, die entsprechenden Abläufe sind in unseren Geräten hinterlegt. Normenübersicht Prüfnormen für Mittelspannungskabel Inhalt Abnahmeprüfung Instandhaltungsprüfung IEC kV- bis 30-kV-Kabel Neue IEC-Norm, beschreibt die VLF-Prüfung als Abnahmeprüfung VLF-Prüfung 3 x U 0, 15 Min., 0,1 Hz, begleitende TD- oder TE-Diagnose empfohlen Nicht beschrieben Cenelec HD , VDE 6- bis 30-kV-Kabel Harmonisierungsdokument für IEC, VDE Europäische Norm für Abnahmeprüfungen seit 1996 VLF-Prüfung 3 x U 0, 1 Stunde, 0,1 Hz Nicht beschrieben IEEE bis 30-kV-Kabel Guide für Feldtest und Evaluierung der Isolation von geschirmten Energiekabelnetzen über 5 kv. Detaillierter Überblick über Prüfung und Diagnosemethoden VLF-Prüfung: einfache Spannungsprüfung und Monitored Withstand Test VLF-Prüfung: einfache Spannungsprüfung und Monitored Withstand Test IEEE Guide für Feldtest von geschirmten Energiekabelnetzen mit VLF- Prüfspannung. Detaillierter Guide für VLF-Prüfung und Diagnose VLF-Prüfung: Monitored Withstand Test, VLF-TD- Diagnose, VLF-TE-Diagnose, detaillierte Auswertekriterien VLF-Prüfung: Monitored Withstand Test, VLF-TD- Diagnose, VLF-TE-Diagnose, detaillierte Auswertekriterien IEC Beschreibt die Anforderungen an die Eigenschaften der VLF- Spannungsform Verpflichtend, truesinus Verpflichtend, truesinus IEC Beschreibt die Teilentladungsmessung Verpflichtend Verpflichtend IEC Mantelprüfung für Mittelspannungskabel empfohlen für Mittelspannungskabel empfohlen IEEE 433 Empfohlene Vorgehensweise für Isolationsprüfungen an AC-Maschinen mit VLF- Hochspannung Akzeptiert, VLF-Prüfung für rotierende Maschinen Akzeptiert, VLF-Prüfung für rotierende Maschinen 4 Normgerecht und aussagekräftig

5 Kompakt und kraftvoll unsere truesinus -Spannungsquellen Die BAUR-truesinus -Spannungsquellen sind handlich und eignen sich für alle relevanten täglichen Aufgaben ob Kabelprüfung oder Diagnose. Sie sorgen für höchst zuverlässige Ergebnisse und bieten dank der von BAUR entwickelten truesinus -Technologie eine ideal geformte, niederfrequente Sinusspannung sowie die für die Mantelprüfung erforderliche Gleichspannung. Höchst genaue tan-δ-messung Dank des ideal geformten truesinus können Sie sich auf eine äußerst präzise Messung des tan δ (Tangens delta oder TD), aussagekräftige Ergebnisse bei der Teilentladungsmessung sowie auf eine gute Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der Messwerte verlassen. Das spricht für die truesinus -Technologie Für die zur Zustandsbewertung wichtige tan-δ-messung ist die VLF-0,1-Hz-Sinusspannung deutlich besser geeignet als andere übliche Spannungsformen oder Frequenzen. Der ideale, langwellige Sinus ermöglicht höchst auflösende TD-Messergebnisse. Mit diesen Ergebnissen können kleine Anstiege und Detailverhalten erkannt und bewertet werden. Bzgl. der Verlustfaktormessung ist die Messung mit truesinus sensibler als eine Messung bei Betriebsfrequenz. Die Vorteile des truesinus Kompakt und kraftvoll unsere truesinus -Spannungsquellen 5

6 Die Verlustfaktormessung (tan-δ-messung) Die Verlustfaktormessung (tan-δ-messung) ist ein zerstörungsfreies und integrales Verfahren und dient der Zustandsbewertung einer gesamten Kabelstrecke. Mit dem dielektrischen Verlustfaktor tan δ wird das Verhältnis von Wirkleistung zu Blindleistung des Kabels gemessen. Die Messung liefert klare Informationen zum Zustand der Kabelisolation und deren Alterungszustand. Mit der Verlustfaktormessung entdecken Sie durch Wasser geschädigte Stellen (Water-Trees) in der Isolierung von VPE- Kabeln, die später zu Electrical-Trees führen und die natürliche Ursache eines Kabelfehlers repräsentieren, Störstellen in der Isolierung von Papiermasse-Kabeln durch Austrocknen, unzureichende Isolierung von Papiermasse-Kabeln wegen Feuchtigkeit, Feuchtigkeit in Garnituren (Muffen/Endverschlüssen) und mögliche Teilentladungen. Water-Trees, hier durch Einfärbung sichtbar gemacht Ablauf der tan-δ-diagnose Die Messung des tan δ erfolgt über mehrere Spannungsstufen, die in unseren Geräten hinterlegt sind. Bei gealterten Kabeln ergibt sich ein charakteristischer Anstieg des Verlustfaktors bei steigender Messspannung. So ist eine Klassifikation der Kabel möglich, die bei der Planung der Instandhaltungsmaßnahmen wertvolle Dienste leistet. Electrical-Trees tan delta unterschiedlich gealteter Kabel 0,1 Hz Verlustfaktor stark gealtert moderat gealtert 0,5 leicht gealtert neu 1 1,5 2 U 0 Auswertekriterien für betriebsgealterte Kabel nach IEEE tan-δ-verlaufskurve unterschiedlich gealteter Kabel Zustandsbewertung VLF-TD Zeitstabilität (VLF-TDTS) gemessen mittels Standardabweichung bei U 0 [10-3 ] VLF-TD-Anstieg (VLF-TDT) Differenz der Mittelwerte VLF-TD zwischen 0,5 U 0 und 1,5 U 0 [10-3 ] Mittelwert VLF-TD bei U 0 [10-3 ] VPE-Kabel Papiermasse- Kabel VPE-Kabel Papiermasse- Kabel VPE-Kabel Papiermasse- Kabel betriebsbereit < 0,1 < 0,1 und < 5-35 bis 10 und < 4 < 85 betriebsgealtert 0,1 bis 0,5 0,1 bis 0,4 oder 5 bis 80 nicht betriebsbereit > 0,5 > 0,4 oder > bis -50 oder 10 bis 100 < -50 oder > 100 oder 4 bis bis 200 oder > 50 > 200 Klassifikation von betriebsgealterten VPE-Kabeln und Papiermasse-Kabeln anhand des tan δ, Auswahl aus IEEE Die Verlustfaktormessung (tan-δ-messung)

7 Die Teilentladungsmessung Die Teilentladungsmessung erfolgt nach der Norm IEC Teilentladungen (TE) treten an Fehlerstellen im Kabel auf, zum Beispiel an Electrical-Trees, an Muffen und Endverschlüssen. Mit der Teilentladungsmessung kann unter anderem Folgendes erkannt werden: Defekte an neuen und alten Garnituren, beispielsweise fehlerhaft montierte Muffen oder auch Garnituren, die Isolierwirkung beeinträchtigende Defekte in der Isolierung kunststoffisolierter Kabel wie Electrical-Trees, unzureichende Papiermasse-Isolierung aufgrund einer ausgetrockneten Isolierung, oder mechanische Beschädigungen am Kabelmantel. Ergebnis einer Teilentladungsmessung an einem VPE-Kabel Folgendes kann mit BAUR-TE-Messgeräten diagnostiziert werden: TE-Lokalisierung TE-Pegel TE-Einsetzspannung/Aussetzspannung TE in Endverschlüssen, Muffen und Kabeln (auch Mischkabel) Ergebnis einer Teilentladungsmessung an einem Mischkabel Unterstützende Funktionen: Phasenaufgelöste Darstellung pro Fehlerstelle TE-Störfilterfunktion Muffenlokalisierung Phasenaufgelöste Darstellung einer Teilentladung bei 0,1 Hz Phasenaufgelöste Darstellung (PRPD) Durch modernste Auswertemethoden können Sie die Phasenlage von Teilentladungen bestimmen. Das verschafft Ihnen die Möglichkeit, den Fehler verschiedenen Fehlertypen zuzuordnen und Folgemessungen sowie Reparaturmaßnahmen zielgerichtet sowie zeit- und kostensparend zu planen. Phasenaufgelöste Darstellung einer Teilentladung bei 50 Hz Teilentladungsmessung ungefiltert Teilentladungsmessung mit Störfilterfunktion Die Teilentladungsmessung 7

8 Diagnoseverfahren sinnvoll kombinieren Ob Verlustfaktor- oder Teilentladungsmessung jede der beiden Diagnosemethoden hat individuelle Stärken. Jede allein kann allerdings nicht alle Schwachstellen aufdecken. Daher ist die Kombination beider Verfahren ob nacheinander oder in einem Ablauf sinnvoll. Sie erhalten wertvolle Zusatzinformationen und steigern die Sicherheit bei der Zustandsbewertung bzw. der Fehlersuche. Der Monitored Withstand Test mehr Information in weniger Zeit Die zeitsparende Kombination von Prüfung und Diagnose ist bekannt als Monitored Withstand Test (MWT). Der MWT verschafft Ihnen wesentliche Informationen für die Zustandsbewertung und erlaubt, die erforderliche Prüfdauer an den Kabelzustand anzupassen. Das Kombi-Verfahren ist von IEEE anerkannt und wird als sinnvolle Messmethode für betriebsgealterte Kabelanlagen empfohlen. Zustandsbewertung mit geringer Spannung Der für den MWT in den BAUR-Geräten programmierte Ablauf ist zweigeteilt: In der Anstiegsphase findet die Diagnosemessung statt, so dass Sie einen Eindruck vom Kabelzustand erhalten; überalterte Kabel werden erkannt und Sie können frühzeitig reagieren, um vorgeschädigte Kabel nicht unnötig der Prüfspannung auszusetzen. Zustandsorientierte Prüfdauer Ein großer Vorteil für Sie als Anwender ist die zustandsorientierte Prüfdauer: Auf Basis positiver Diagnosemesswerte lässt sich die Kabelprüfung auf 15 Minuten verkürzen. In der MWT-Phase, bei der parallel zur Kabelprüfung die Diagnose durchgeführt wird, erkennen Sie das Zeitverhalten des tan δ. Beim sogenannten Full MWT wird die Teilentladungsmessung begleitend ausgeführt und TE-Fehlerstellen können zeitgleich aufgezeigt und genau lokalisiert werden. VLF Test + tan δ + TE = Full MWT TE tan δ 2,0 x U 0 TE tan δ VLF-Test 1,5 x U 0 TE tan δ VLF-Test 1,0 x U 0 0,5 x U 0 TE tan δ VLF-Test VLF-Test Kabel in Ordnung (t reduziert) Kabel OK (t standard) Kabel schlecht (t verlängert) 15 Min. 30 Min. 60 Min. Das Parallelisieren von Kabelprüfung und Kabeldiagnose (mit tan-δ-messung oder Teilentladungsmessung) im Monitored Withstand Test spart Zeit und liefert wertvolle Informationen für das Asset Management 8 Diagnoseverfahren sinnvoll kombinieren

9 Kabel-Check unter Spannung Kabel lassen sich mit Hilfe des portablen BAUR-Online-TE-Messgeräts liona auch unter Spannung (online) schnell und unkompliziert auf Teilentladungen prüfen. Der DeCIFer-Algorithmus unterstützt die Erkennung von Teilentladungssignalen aus Störsignalen. Die Online-TE-Messung hilft, ohne Abschaltung der Anlage die gröbsten Schwachstellen aufzudecken und ggf. Fehler zu lokalisieren. liona in Kombination mit dem ipd-transponder ortet TE präzise und zuverlässig. Online-TE-Schnelltest-Ergebnis: Teilentladungen sind in Blau dargestellt Teilentladungen mit Handgerät orten Mit dem PD-SGS bietet Ihnen BAUR ein Handgerät zur schnellen Ersterkennung von Teilentladungen in Schaltanlagen und Kabelgarnituren. Das Gerät verfügt über zwei sicher anwendbare Verfahren zum Erkennen der Teilentladungen, die sich unter Spannung und ohne am Kabel befestigte Messaufnehmer nutzen lassen: Per kapazitivem Koppler erfasst es Teilentladungsaktivitäten, die an der metallischen Außenseite der Schaltanlagen vorkommen. Die zweite Methode arbeitet akustisch und macht Corona-Entladungen oder Entladungen an Isolatoroberflächen wahrnehmbar. PD-SGS für akustische und kapazitive Ortung von Teilentladungen in Schaltanlagen Kabel-Check unter Spannung 9

10 Unser Produktportfolio im Überblick Offline-Prüfung und Diagnose im Mittelspannungsnetz Unsere ausgeklügelten Prüf- und Diagnosesysteme erlauben die vollautomatische VLF-Kabelprüfung und Verlustfaktormessung (Full MWT) in nur einem Ablauf. Das spart Zeit, Kosten und führt zu präzisen Aussagen. Hier spielt das BAUR smart testing seine Stärken bestens aus. VLF-Prüf- und Diagnosegeräte frida/frida TD und viola/viola TD VLF-Hochspannungsprüfgeneratoren PHG Portables TE-Diagnosesystem PD-TaD 60 Teilentladungsinduktor tracy Online-Diagnose im Mittelspannungsnetz Zuverlässig und kostensparend erfassen die Messgeräte liona und PD-SGS vorhandene Teilentladungen im normalen Netzbetrieb. Durch diese einfache Ersteinschätzung über den Zustand einer Kabelstrecke oder Schaltanlage wird die effektive Planung von weiteren, präzisen Offline-Diagnosemessungen möglich. Online-TE-Messgeräte liona Online-TE-Handscanner PD-SGS Hochspannungsprüfgeräte Die Serie PGK umfasst kompakte Gleichspannungsprüfgeräte für elektrische Anlagen. Einen größeren Funktionsumfang bieten die bewährten AC/DC-Hochspannungsprüfgeräte der Serie PGK HB mit stufenlos einstellbaren Prüfspannungen für Gleichspannungsprüfungen mit wählbarer Polarität bis 260 kv oder für Wechselspannungsprüfungen bis 190 kv eff. DC-Prüfgerät PGK AC/DC-Prüfgerät PGK HB Technische Informationen und Datenblätter für jedes unserer Produkte finden Sie unter 10 Unser Produktportfolio im Überblick

11 Anwendung / Messmethoden Offline Online Produkt-Funktionsmatrix Probieren Sie den Produktberater auf unserer Webseite unter: Betriebsmittelprüfung mit AC Betriebsmittelprüfung mit DC Kabelprüfung VLF 0,1 Hz Sinus nach IEC, CENELEC, IEEE Kabelmantelprüfung Verlustfaktormessung TD TD MWT TE-Messung Kombination TD- und TE-Messung, Full MWT Bestätigung der TE-Stelle Online-TE-Schnelltest, Kabellängenmessung, TE-Ortung Online-TE-Handscanner für Schaltanlagen Produkte Prüfung DC-Hochspannungsprüfgerät PGK 25 DC-Hochspannungsprüfgerät PGK AC/DC-Hochspannungsprüfgerät PGK HB (70-260) VLF-Prüf- und Diagnosegerät frida VLF-Prüf- und Diagnosegerät viola VLF-Hochspannungsprüfgenerator PHG 70/80 Diagnose VLF-Prüf- und Diagnosegerät frida TD * VLF-Prüf- und Diagnosegerät viola TD VLF-Diagnosesystem PHG 70/80 TD * VLF-Diagnosesystem PHG 70/80 TD/PD portables TE-Diagnosesystem PD-TaD 60 * * ** Teilentladungsinduktor tracy Online-TE-Messgerät liona + ipd-transponder Online-TE-Handscanner PD-SGS *... in Kombination frida TD + PD-TaD 60 oder viola TD + PD-TaD 60 **... in Kombination mit jeder VLF-Quelle Verwendete Abkürzungen: MWT = Monitored Withstand Test, TE oder PD = Teilentladung, TD = tan δ Professionelle Beratung und Service weltweit Für weitere Informationen oder kompetente Beratung kontaktieren Sie uns unter: Unser Produktportfolio im Überblick 11

12 Netze sind sensibel. Wir helfen Ihnen, sie zu schützen. Weitere BAUR-Broschüren Kabelmesswagen und Systeme Isolierölprüfung BAUR Produktübersicht Auf alles vorbereitet Präzise und zuverlässig BAUR-Unternehmensbroschüre BAUR-Produktübersicht Kabelfehlerortung Kabelmesswagen und Systeme Isolierölprüfung Unsere Broschüren und Handbücher finden Sie auch online unter: BAUR GmbH Raiffeisenstraße Sulz Österreich T F headoffice@baur.at Art.-Nr /16 Änderungen vorbehalten. Angaben ohne Gewähr.