Die effektivste Methode zur Erkennung von Teilentladungen in Heißkanalsystemen ist die Verwendung eines Hochfrequenz-Stromwandlers (HFCT) oder eines Ultra-Hochfrequenz-Sensors (UHF), gepaart mit einem Oszilloskop oder einem speziellen Teilentladungsdetektor. Durch die Erfassung der hochfrequenten Impulssignale, die durch Entladungen erzeugt werden, während das System eingeschaltet und in Betrieb ist, können diese Signale mithilfe von PRPD-Analysemustern (Phase-Resolved Partial Discharge) identifiziert und lokalisiert werden. Wenn die festgestellte Entladungsstärke 10 pC übersteigt, sollte dies als Hinweis auf eine schädliche Entladung angesehen werden, die sofortige Abhilfemaßnahmen erfordert.
1. Typische Merkmale und Erkennungsprinzipien von Teilentladungen
Unter Teilentladung versteht man winzige elektrische Durchschläge, die an Stellen mit Isolationsfehlern auftreten. Obwohl diese Ereignisse nicht sofort zu einem Kurzschluss führen, lösen sie vorübergehende hochfrequente Stromimpulse (dauerhaft) aus<1 μs) and electromagnetic waves (with frequencies reaching up to several hundred MHz).
Erkennungsbasis: Durch die Kopplung dieser Hochfrequenzsignale über Sensoren können nicht-intrusive Live--Leitungstests erreicht werden.
Wichtige Kennzahlen: Scheinbare Entladungsgröße (gemessen in pC), Entladungswiederholungsrate und Phasenverteilungseigenschaften.
Industriestandards: Gemäß IEC 60270 kann eine Teilentladung über 10 pC zu langfristigen Schäden an der Isolierung führen und erfordert daher ernsthafte Aufmerksamkeit.
2. Gängige Erkennungsmethoden und Geräteauswahl
Methode 1: Hochfrequenzstrommethode (HFCT) - Der gebräuchlichste und praktischste Ansatz
Prinzip: Ein Hochfrequenz-Stromwandler wird an das Erdungskabel oder die Stromversorgungsleitung des Heißkanalsystems geklemmt, um die Hochfrequenzströme zu erfassen, die mit Entladungsimpulsen verbunden sind, während diese sich entlang des Leiters ausbreiten.
Ausrüstung: Ein PicoScope-Oszilloskop gepaart mit einem HFCT-Sensor oder einem speziellen Teilentladungsdetektor (z. B. Fluke ii910).
Vorteile:
Einfache Installation; Das System muss nicht heruntergefahren werden.
Hohe Empfindlichkeit; ist in der Lage, Entladungen im 1-pC-Bereich zu erkennen.
Kann mit einer Phasenanalyse kombiniert werden, um zwischen echten Entladungsereignissen und Hintergrundrauschstörungen zu unterscheiden.
Bedienungstipp: Klemmen Sie den HFCT an das Erdungskabel des Heizkreises, schließen Sie ihn an das Oszilloskop an, stellen Sie die Bandbreite auf 1 MHz–30 MHz ein und beobachten Sie die Anzeige auf das Vorhandensein periodischer Hochfrequenzimpulse. Methode 2: Ultra-Hochfrequenzmethode (UHF) - Geeignet für schlecht abgeschirmte Bereiche
Prinzip: Teilentladung sendet elektromagnetische Wellen im Bereich von 300 MHz bis 3 GHz aus, die von einer UHF-Antenne erfasst werden können.
Anwendbare Szenarien: Elektromagnetische Leckstellen, z. B. Lücken in Anschlusskastenabdeckungen und Steckerschnittstellen.
Ausrüstung: UHF-Teilentladungsdetektor (z. B. von ADI empfohlene Lösungen).
Vorteile: Starke Immunität gegen Netzfrequenzstörungen; Geeignet für komplexe elektromagnetische Umgebungen.
Einschränkungen: Heißkanalsysteme verfügen typischerweise über geschlossene Metallstrukturen, die zu einer erheblichen Dämpfung der UHF-Signale führen. Daher muss die Erkennung an nicht-versiegelten Orten durchgeführt werden.
Methode 3: Ultraschallmethode (AE) - zur Hilfslokalisierung
Prinzip: Bei Teilentladungen sind leise „Knistern“-Geräusche (Ultraschallwellen, 20 kHz bis 200 kHz) zu hören, die mit piezoelektrischen Sensoren erfasst werden können.
Ausrüstung: Ultraschall-Teilentladungsdetektor (z. B. Fluke ii910).
Vorteile: Ermöglicht eine genaue Lokalisierung der Entladungsstelle (Fehler < 10 cm) und ist unempfindlich gegenüber elektrischen Störungen.
Einschränkungen: Geringere Empfindlichkeit; erfordert Nahbereichserkennung und Umgebungen mit hohen{1}Temperaturen können die Sensorleistung beeinträchtigen.
Typische Anwendung: Nachdem mit der HFCT-Methode eine Anomalie erkannt wurde, wird eine Ultraschallsonde verwendet, um den Heizstab -Abschnitt für Abschnitt-zu scannen, um den genauen Ort der Entladung zu lokalisieren.
3. Erkennungsprozess und Beurteilungskriterien
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Schritt |
Betrieb |
Vorsichtsmaßnahmen |
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1. Systemvorbereitung |
Halten Sie den Heißkanal eingeschaltet und in Betrieb. auf normale Heiztemperatur einstellen. |
Vermeiden Sie Tests im „kalten Zustand“, da es typischerweise bei hohen elektrischen Feldstärken und erhöhten Temperaturen zu Teilentladungen kommt. |
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2. Sensorinstallation |
Befestigen Sie den HFCT am Erdungskabel. Positionieren Sie die UHF-Antenne in der Nähe des Anschlusskastens. |
Sorgen Sie für einen guten Kontakt, um eine Signaldämpfung zu verhindern. |
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3. Signalerfassung |
Verwenden Sie ein Oszilloskop oder einen Teilentladungsdetektor (PD), um 1–5 Minuten lang Daten zu erfassen. |
Stellen Sie eine geeignete Bandbreite (1 MHz – 30 MHz) und einen Triggerschwellenwert ein. |
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4. Musteranalyse |
Beobachten Sie das PRPD-Muster (Phase-Amplitude-Discharge Count). |
Typische Teilentladungsmuster erscheinen als „Kaninchenohr“- oder „Schmetterlings“-Verteilungen. |
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5. Beurteilungskriterien |
Entladungsgröße > 10 pC oder das Vorhandensein kontinuierlicher Hochfrequenzimpulse. |
Mit historischen Daten korrelieren; ein steigender Trend dient als Warnsignal. |
Hilfsbeurteilung: Wenn gleichzeitig ein Ozongeruch, eine Verfärbung (Schwärzung) von Isoliermaterialien oder abnormale Schwankungen bei der Temperaturregelung festgestellt werden, wird das Vorliegen einer Teilentladung weiter bestätigt.
4. Wichtige Punkte zur Verbesserung der Erkennungseffektivität
Live-Betriebstests: Teilentladungen treten überwiegend unter Hoch-Spannungs- und Hoch-Temperaturbedingungen auf; Eine Erkennung im „kalten Zustand“ wird diese Ereignisse wahrscheinlich nicht erfassen.
Komplementäre Methoden: Nutzen Sie HFCT zur Ersterkennung und Ultraschallsensoren zur präzisen Lokalisierung, um die Genauigkeit zu verbessern.
Ausschluss von Hintergrundgeräuschen: Zeichnen Sie die Grundgeräuschpegel auf, wenn das Heizsystem inaktiv ist, um zu vermeiden, dass Störungen im Stromnetz fälschlicherweise als tatsächliche Teilentladungen identifiziert werden.
Regelmäßige Überwachung: Um ein „Teilentladungs-Trendarchiv“ zu erstellen, werden alle sechs Monate professionelle Inspektionen empfohlen.
Hinweis: Teilentladungen dienen als „Vorläufersignal“ für eine Verschlechterung der Isolierung; Eine frühzeitige Erkennung kann schwerwiegende Folgen wie einen Ausfall des Heizelements oder eine Systemauslösung verhindern.
