Die dielektrische Frequenzganganalyse

Abbild Prüfaufbau

Bild 2: Prüfaufbau (Quelle: Megger)

Abbild DFR-FDS-Tan-Delta-Messungen

Bild 3: DFR FDS Tan Delta Messungen (Quelle: Megger)

Abbild Feuchtigkeitsanalyse

Bild 4: Feuchtigkeitsanalyse (Quelle: Megger)

Abbild Verlustfaktor

Bild 5: Verlustfaktor (Quelle: Megger)

1995 wurden die ersten Vor-Ort-Geräte für die Dielectric Frequenzy Response (DFR) und die Frequenzy Domain Spectroscopy (FDS) an Transformatoren, Durchführungen und Kabeln eingeführt (Bild 2). Seither gab es zahlreiche Weiterentwicklungen in diesen leistungsfähigen Technologien. Inzwischen erklären mehrere internationale Projekte und Berichte die dielektrische Frequenzganganalyse zur besten Methode zur Beurteilung des Feuchtigkeitsgehalts im Isolieröl von Leistungstransformatoren (Bild 3 und Bild 4).

Bei DFR-Prüfungen werden die Kapazität und der Verlust-/Leistungsfaktor gemessen. Das Messprinzip und der Aufbau sind im Prinzip das Gleiche wie für das 50/60-Hz-Prüfen. Jedoch werden die Isolationseigenschaften im Bereich von mHz bis kHz gemessen. Die Ergebnisse werden als Kapazität bzw. als Tan-Delta/Leistungsfaktor gegen die Frequenz dargestellt. Die Fähigkeit des DFR, den dielektrischen Verlustfaktor als Funktion der Frequenz zu messen, gibt dem Anwender ein leistungsfähiges Werkzeug zur Diagnoseprüfung in die Hand.

Die beiden Kurven in Bild 4 stellen zwei Transformatoren dar. Beide haben den gleichen dielektrischen Verlustfaktor bei 60 Hz, aber einen unterschiedlichen Alterungszustand. Transformator 1 (rot) hat gutes Öl, muss aber getrocknet werden. Transformator 2 (schwarz) hat einen geringen Feuchtigkeitsgehalt, benötigt aber einen Ölwechsel oder eine Ölaufbereitung.

Diagnose von Durchführungen

Die Alterung von Hochspannungsdurchführungen ist ein Problem – sowohl für Hersteller als auch für Energieversorger. Um solche alterungsbedingten Durchführungsprobleme zu entdecken, bevor sie zu Ausfällen führen, können verschiedene Methoden eingesetzt werden. Dazu gehören in erster Linie die Online-Überwachung und die Offline-Diagnosemessung.
Herkömmliches 50/60-Hz-Prüfen des dielektrischen Verlustfaktors/Leistungsfaktors kann einen wichtigen Hinweis auf den Alterungszustand bzw. auf den Grad der Feuchtigkeit im Öl liefern, besonders dann, wenn wie in Bild 5 gezeigt, das Prüfen bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt wird.

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