Warum die frühzeitige Erkennung von Teilentladungen die Anlagenverfügbarkeit erhöht
Teilentladungen (Partial Discharges, PD) sind kleine, lokal begrenzte elektrische Funken, die in Isolationsfehlern auftreten – etwa an Rissen, Fremdkörpern oder an Oberflächen in Isolierstoffen. Auch wenn diese Entladungen zunächst nur geringe Schäden verursachen, führen sie langfristig zu Defekten oder Komplettversagen von Anlagenkomponenten.
Durch kontinuierliche PD‑Überwachung lässt sich:
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ein frühzeitiger Wartungszeitpunkt erkennen, bevor kritische Ausfälle auftreten,
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ungeplante Stillstände vermeiden,
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und die Lebensdauer der Anlage signifikant verlängern.
Damit steigern Betreiber sowohl die Verfügbarkeit als auch die Betriebssicherheit.
Moderne Messtechniken im Vergleich: Ultraschall vs. High-Frequency Sensorik
Das AI‑Series PD‑Modul (AI56) von Hikmicro nutzt modernste Messtechniken, um PD‑Phänomene zuverlässig zu detektieren und zu visualisieren – auch in anspruchsvollen Umgebungen:
| Technik | Wirkweise & Vorteile | Anwendungsbereiche |
|---|---|---|
| Ultraschall | Misst akustische Emissionen (<100 kHz) durch PD. Ideal bei starker elektromagnetischer Umweltstörung. Mit AI‑Overlay auf 5 MP‑Foto werden Hotspots exakt identifiziert. | GIS, Kabelendverschlüsse, Luft/Gasräume |
| HF‑Sensorik | Misst HF‑Impulse (30 kHz–300 MHz+), realisiert eine automatische Analyse in Echtzeit (Korona, Oberflächen-, Teil‑ oder Partikeldischarge). | Schaltanlagen, Kondensatoren, Transformatoren |
Ai-Serie (AI76) Akustische Bildgebungskamera
- 136 rauscharme MEMS-Mikrofone, Echtzeit-Lokalisierung der Schallquelle
- Echtzeitschätzung von Leckrate, Leckkosten und Leckniveau für die Gasleck-Detektion
- Teilentladungsdetektion kann Corona-, Schwimm-, Oberflächen- und Partikelentladungen identifizieren
- Analyzer-Akustiksoftware zur Analyse von Bildern und zum Exportieren von Berichten
- Auflösung 800 × 480, 4,3’LCD-Touchscreen
- Unterstützt 8 akustische Paletten
AI56 im Vergleich:
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Echtzeit‑Detektion aller PD‑Typen mit sofortiger Anzeige – ermöglicht schnelle Diagnosen und sofortige Dokumentation
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Kraftvolle Filteralgorithmen unterdrücken Umgebungsrauschen
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5 MP Foto‑Overlay mit akustischer oder PD‑Einblendung inklusive Kommentar/Sprachaufnahme – effizient für Inspektionsberichte
AI56 vs. konventionelle PD‑Messtechnik
| Merkmal | AI56 Ultraschall+HF (AI‑Series) | Konventionelle Offline‑Messung (IEC60270) |
|---|---|---|
| Einsatzform | Online → permanente Überwachung, schnelle Inspektion | Offline → laborähnliche Umgebung, punktuelle Prüfung |
| PD-Erkennung | Korona, Oberflächen, Partikel‑PD inkl. Ultraschall‑Alarm | PD-Pulsanalyse, Laborkalibrierung |
| Visualisierung | Foto-Overlay + akustische/PD‑Markierung, direkt vor Ort | Keine Bildintegration, separate Datenaufbereitung |
| Rauschunterdrückung | KI-gestützte Filter & Echtzeit‑Visualisierung | Elektromagnetische Filterung, manuelle Analyse |
| Dokumentation | Lokale Berichte mit Markierungen, Sprache & Text | Datenexport → späterer Berichtserstellung |
Normen, Grenzwerte & Praxisbeispiele
1. IEC 60270: Das Grundlagenwerk für PD‑Messung
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Standardisierte Definition der scheinbaren Ladung q (in pC) als Messgröße
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Vorgaben für Messaufbau (Kopplungskapazität Cₖ, Rauschunterdrückung durch Filter) und Kalibrierung mittels definierter Impulse
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Anforderungsprofil: Bandbreite 30–100 kHz bis unter 1 MHz, Rauschlevel ≤1 pC
2. Grenzwerte & Alarmstufen
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1–10 pC: Wartungssignal – eine Inspektion wird angeraten
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>10–100 pC: kritische Alarmzone – sofortige Instandsetzung empfohlen
Hinweis: Werte sind beispielhaft; exakte Schwellen hängen vom Anlagenhersteller ab.
3. Praxiseinsatz AI56
In einer mittelspannungsführenden Schaltanlage wurde mittels AI56 eine Oberflächendiskontinuität von 15 pC detektiert – Identifikation als „Surface Discharge“ war durch Echtzeit‑Analyse möglich. Ergebnis: gezielte Reinigung und Isolierstoffwechsel führten zur Senkung auf <5 pC – und damit zur Vermeidung eines drohenden Ausfalls.
Sicherer Betrieb: Frühwarnsysteme maximieren Anlagenverfügbarkeit
Die kontinuierliche Überwachung von Teilentladungen mit der AI-Series (z. B. AI56) erhöht signifikant die Betriebssicherheit von Hochspannungsanlagen. Durch die Echtzeit-Erkennung selbst kleinster PD-Signaturen – wie Oberflächen- oder Koronaentladungen – können Instandhaltungsmaßnahmen proaktiv geplant werden, bevor es zu Isolationseinbrüchen oder Anlagenausfällen kommt.
Ein solches Frühwarnsystem vermeidet unkontrollierte Stillstände, reduziert Reparaturkosten und schützt gleichzeitig Personal und Infrastruktur – ein zentraler Baustein für die vorausschauende Instandhaltung (Predictive Maintenance).
Effiziente Inspektion: Schnelle Analyse mit Bild, Ton und Präzision
Die AI56 wurde speziell für den mobilen Einsatz in rauen Industrieumgebungen entwickelt. Ihre Ein-Hand-Bedienung, das hochauflösende 5 MP-Foto mit Overlay-Funktion sowie die Möglichkeit zur Sprachkommentierung direkt am Messpunkt machen sie zum optimalen Werkzeug für Service- und Wartungsteams.
Techniker können damit in wenigen Minuten eine vollständige Zustandsbewertung durchführen, inklusive akustischer Visualisierung, Markierung auffälliger Stellen und sofortiger Berichtserstellung – ohne nachgelagerte Auswertung am PC.
IEC‑Konformität: AI56 erfüllt die Anforderungen der IEC 60270
Die Teilentladungsmessung der AI56 orientiert sich konsequent an der internationalen Norm IEC 60270, die den Standard für PD‑Messungen in elektrischen Betriebsmitteln definiert.
Konkret erfüllt das Gerät:
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die geforderte Bandbreite für PD‑Signale (HF, ≥30 kHz),
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die Kalibrierfähigkeit mit externen Impulsen,
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sowie die Möglichkeit zur Erkennung und Bewertung typischer PD‑Typen (z. B. Oberflächenentladung, Korona, Partikelentladung).
Dadurch ist die AI56 nicht nur ein praktisches Inspektionswerkzeug, sondern auch ein normgerechtes Prüfgerät für dokumentierte Wartungsnachweise – etwa im Rahmen von ISO 9001 oder Netzbetreiber-Richtlinien.
Return on Investment (ROI): Messbar und schnell erreicht
Die Anschaffung der AI56 amortisiert sich oft bereits nach wenigen Einsätzen. Denn durch die frühzeitige Erkennung von Problemstellen lassen sich:
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teure Notfallreparaturen vermeiden,
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planbare Stillstände optimieren (z. B. gebündelte Wartung),
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und die Lebensdauer kritischer Betriebsmittel verlängern (z. B. durch rechtzeitige Isolierstoffpflege oder Lastreduktion).
Zusätzlich reduziert die effiziente Dokumentation vor Ort den Aufwand in der Nachbereitung und spart wertvolle Arbeitszeit – ein klarer Vorteil im zunehmend engen Ressourcenumfeld der Instandhaltung.