Kabelfehlerortung an Energiekabeln. Systematik der Kabelprüfung, Diagnose und Kabelfehlerortung

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1 Kabelfehlerortung an Energiekabeln Systematik der Kabelprüfung, Diagnose und Kabelfehlerortung

2 Inhalt: 1. Prüfung, Diagnose und Teilentladungsmessung 2. Kabelfehlerortung Von der Aufgabenstellung her unterscheidet man zwischen zwei Hauptgruppen: Prüfung, Diagnose und Teilentladungsmessung Zustandsorientierte Instandhaltung Lokalisierung aller Typen von Kabelfehlern Ereignisorientierte Instandhaltung 1. Prüfung, Diagnose und Teilentladungsmessung Ziel der Kabelprüfung: Überprüfung der Qualität vor der Verlegung und Montage Beseitigung von betriebsgefährdenden Schwachstellen im Kabel Bei der Kabelprüfung werden an den Schwachstellen im Kabel Überschläge erzeugt. Diese Fehlstellen müssen anschließend lokalisiert werden (Kabelfehlerortung). In Abhängigkeit der Isolierung und des Prüfobjektes werden folgende Spannungsformen vorgeschrieben: Papier-Öl-Kabel (PILC) PE/VPE Kabel Anlagenteile Gleichspannung (DC) Wechselspannung (AC) Hz VLF (0,1 Hz) Wechselspannung (AC) Hz VLF (0,1 Hz) Gleichspannung (DC) und Wechselspannung (AC) Hz 2

3 Ziel der dielektrischen Diagnose und Teilentladungsmessung: Zerstörungsfreie Überprüfung des Isolierungszustands in Kabeln und Garnituren und Lokalisierung von Fehlstellen. Dielektrische Diagnose Integrale Überprüfung des Alterungszustandes mittels IRC-Analyse (Isotherme Relaxationsstrom Analyse) an PE und VPE Isolierungen Integrale Überprüfung des Feuchtgehaltes mittels RVM-Analyse (Wiederkehrspannungsmessung) an Papier-Öl-Kabeln Teilentladungsmessung (TE-Messung) Erfassung, Ortung und Bewertung von Teilentladungen (TE) in der Isolierung und den Garnituren von Mittelspannungskabeln. Bemerkung: Diese Themen werden in weiteren Artikeln separat behandelt. 2. Lokalisierung aller Typen von Kabelfehlern Die zur Fehlerortsbestimmung notwendigen Arbeitsvorgänge lassen sich in fünf Hauptgruppen unterteilen. 1. Fehlerklassifizierung Erkennung der Fehlerart 2. Vorortung Bestimmung der Fehlerentfernung 3. Trassenortung Bestimmung der Lage des Kabels im Gelände 4. Nachortung Bestimmung der exakten Lage des Fehlers im Gelände 5. Kabelauslese Bestimmung des fehlerhaften Kabels aus mehreren Kabeln 3

4 Das folgende Diagramm zeigt die gängige Vorgehensweise zur Erkennung und Ortung von Kabelfehlern: Isolationstest (mit 500 V oder 1000 V) Bestimmung fehlerhafter Leiter und Fehlerklassifizierung kein Fehler erkannt niederohmiger Fehler (R ) hochohmiger Fehler (R ) Widerstandsmessung Bestätigung der Fehlerklassifizierung DC Test Feststellen der Überschlagsspannung niederohmiger Fehler (R ) Spannungsabhängiger Fehler R(U) Fehler festgestellt Test (VLF, DC, Mantel) Prüfen des Kabels Mantelfehler erkannt Fehlerwandlung Beeinflussung der Fehlerstelle Mantelfehlervorortung (z.b. mit dem MFM 5-1) TDR-Messungen (Teleflex, IFL) Vorortung der Fehlerstelle Vorortung Hochspannungsmethoden ARM, Decay, ICE Vorortung der Fehlerstelle Trassenortung und Nachortung Ermittlung der Kabeltrasse Nachortung der Fehlerstelle mittels akustischer und induktiver Methode Mantelfehlernachortung Nachortung der Mantelfehlerstelle 4

5 Messmethoden Kabelfehlerortung: Isolierungstest, Widerstandsmessung des Fehlers Prüfen DC-Test (Bestimmung der Überschlagsspannung) Mantelfehlerprüfung VLF-Test (Bestimmung der Überschlagsspannung) Vororten Teleflex-Messung (Impulsreflexionsmessung, TDR Messung) ARM (Arc Reflection Method, Lichtbogenstoßen) ARM Plus (Arc Reflection Method Plus, Lichtbogenstoßen) ARM-Brennen (Lichtbogenbrennen) Decay Plus (Lichtbogenstoßen Zündung des Fehlers durch DC Generator) Decay (Wanderwellenmethode, Ausschwingmethode) Stromauskopplung (ICE) Dreiphasige Stromauskopplung (ICE) ICE Plus (nur Niederspannungsnetze) Hochspannungs-Brückenmethode (Mantelfehlervorortung) Spannungsabfallmethode (Mantelfehlervorortung) Fehlerumwandlung Brennen Leistungsbrennen Trassenortung Leitungsortung Leitungstrassierung Nachortung Tonfrequenzgenerator (Drallfeldmethode, Minimumtrübungsmethode) Stoßen (Schallfeldmethode, akustische punktgenaue Ortung) Mantelfehlernachortung Kabel- und Phasenauslese Phasenauslese im geerdeten Zustand Phasenauslese und Phasenbestimmung an spannungsführenden Systemen 5