SF₆-Leckdetektor zeigt wechselnde Werte: Hintergrundkonzentration und Empfindlichkeit richtig prüfen

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Bei der SF₆-Lecksuche scheint die Ursache zunächst eindeutig: Die Messspitze wird an eine Verschraubung gehalten und der Detektor schlägt aus. Wenige Sekunden später sinkt das Signal wieder ab. An einer benachbarten Verbindung steigt es erneut an und schließlich reagiert das Gerät beinahe überall im Raum.

Dieses Verhalten bedeutet nicht automatisch, dass der Leckdetektor defekt ist. Bereits freigesetztes SF₆ kann sich in der Umgebungsluft verteilen und den Hintergrundwert erhöhen. Wird anschließend mit hoher Empfindlichkeit weitergesucht, erkennt das Gerät nicht mehr nur die eigentliche Leckfahne, sondern auch bereits im Raum vorhandenes Gas.

Auch Messabstand, Bewegungsgeschwindigkeit der Sonde, Luftströmungen, Lüftung, verschmutzte Filter und ein ungeeigneter Nullabgleich beeinflussen die Lecksuche. Für reproduzierbare Ergebnisse muss daher zwischen der allgemeinen SF₆-Hintergrundkonzentration und der lokalen Konzentration direkt an einer Leckstelle unterschieden werden.

Geeignete Geräte finden Sie in der ICS-Kategorie SF₆-Detektionsgeräte. Weitere Geräte und Komponenten für Befüllung, Rückgewinnung, Analyse und Überwachung sind unter SF₆-Gas-Lösungen zusammengefasst.

Was misst ein SF₆-Leckdetektor?

Ein SF₆-Leckdetektor sucht nicht direkt nach einem Loch oder einer beschädigten Dichtung. Er erfasst SF₆ beziehungsweise eine daraus resultierende Änderung des Sensorsignals in der angesaugten Umgebungsluft.

Bei einem schnüffelnden Leckdetektor wird Umgebungsluft über die Messspitze angesaugt und zum Sensor transportiert. Befindet sich in dieser Luft SF₆, reagiert das Gerät mit:

• einem Konzentrationswert,
• einem akustischen Signal,
• einer optischen Anzeige
• oder einer Kombination dieser Signale.

Das Signal hängt deshalb nicht ausschließlich von der Größe der eigentlichen Undichtigkeit ab. Entscheidend ist, wie viel austretendes SF₆ zum Zeitpunkt der Messung tatsächlich die Messspitze erreicht.

Ein kleines Leck kann bei optimaler Position der Sonde ein deutliches Signal erzeugen. Ein größeres Leck kann dagegen schwer lokalisierbar sein, wenn starke Luftbewegung das austretende Gas sofort verteilt.

Qualitative und quantitative Lecksuche unterscheiden

Vor Beginn der Prüfung sollte festgelegt werden, welche Fragestellung beantwortet werden soll.

Qualitative Lecksuche

Bei der qualitativen Lecksuche lautet die Frage:

Wo tritt SF₆ aus?

Das Gerät wird langsam entlang möglicher Leckstellen geführt. Steigt das Signal reproduzierbar an einer bestimmten Position an, wird die Stelle näher untersucht.

Typische Prüfstellen sind:

• Flanschverbindungen,
• Verschraubungen,
• Ventile,
• Füllanschlüsse,
• Gasdichtewächter,
• Durchführungen,
• Dichtungen,
• Schweißnähte,
• Servicekupplungen.

Quantitative Leckbewertung

Bei einer quantitativen Prüfung soll dagegen die Größe einer Leckage beziehungsweise eine Leckrate bewertet werden.

Dafür ist ein hierfür vorgesehenes Messgerät und ein definiertes Messverfahren erforderlich. Eine einzelne erhöhte SF₆-Konzentration in ppmv direkt neben einer Verschraubung darf nicht ohne weiteres in eine Leckrate in g/Jahr umgerechnet werden.

Die lokal gemessene Konzentration wird zusätzlich beeinflusst durch:

• Abstand zwischen Sonde und Leck,
• Ansaugvolumenstrom,
• Bewegungsgeschwindigkeit der Sonde,
• Luftströmung,
• Geometrie der Leckstelle,
• Gasdruck innerhalb der Anlage,
• bereits vorhandenes SF₆ in der Umgebung.

Für eine quantitative Leckratenbestimmung sind deshalb die Vorgaben des verwendeten Messsystems maßgeblich.

Warum steigt die Hintergrundkonzentration?

Während einer längeren Lecksuche kann sich bereits ausgetretenes SF₆ im Arbeitsbereich verteilen. Besonders in einem schlecht belüfteten Schaltanlagenraum kann dadurch die allgemeine Konzentration ansteigen.

Das führt zu einem typischen Fehlerbild:

1. Zu Beginn reagiert das Gerät nur an einer bestimmten Verschraubung.
2. Nach mehreren Minuten wird auch neben der Verschraubung SF₆ erkannt.
3. Später reagiert der Detektor in einem größeren Bereich.
4. Die eigentliche Position der höchsten Konzentration ist kaum noch eindeutig.

Ein solcher Effekt kann besonders nach folgenden Arbeiten auftreten:

• Nachfüllen einer gasisolierten Anlage,
• An- und Abkuppeln von Füllschläuchen,
• Entleeren von Serviceleitungen,
• Öffnen gasführender Kupplungen,
• vorangegangener Lecksuche an einer größeren Undichtigkeit.

Das Problem ist dabei nicht nur ein verschobener Nullpunkt. Die eigentliche Leckfahne besitzt einen immer kleineren Konzentrationsunterschied gegenüber der Umgebungsluft.

Für die Lokalisierung ist deshalb häufig nicht die absolute Konzentration entscheidend, sondern der reproduzierbare Konzentrationsanstieg beim Annähern an die Leckstelle.

Nullabgleich richtig durchführen

Der Nullabgleich definiert, welches Sensorsignal das Gerät als Ausgangszustand verwendet. Wird dieser Ausgangszustand falsch gewählt, wird die gesamte weitere Lecksuche erschwert.

Ein Nullabgleich sollte grundsätzlich entsprechend der Betriebsanleitung des verwendeten Geräts durchgeführt werden.

Bei einem SF₆-spezifischen NDIR-Gerät wie dem GIR-10 muss der eigentliche Nullpunktabgleich in einer SF₆-freien Atmosphäre erfolgen.

Das bedeutet:

• nicht direkt neben der untersuchten Schaltanlage nullen,
• nicht in einer bereits mit SF₆ belasteten Ecke nullen,
• nicht unmittelbar nach einer größeren Gasfreisetzung nullen,
• gegebenenfalls saubere Außenluft beziehungsweise einen nachweislich unbelasteten Bereich verwenden.

Einige Geräte erlauben zusätzlich, eine vorhandene geringe Hintergrundkonzentration für die eigentliche Lecksuche zu tarieren. Dadurch wird der aktuelle Hintergrund als relativer Ausgangspunkt verwendet.

Diese Funktion kann bei der Lokalisierung sehr hilfreich sein, darf aber nicht mit einer echten Messung der Raumkonzentration verwechselt werden.

Wird eine bereits erhöhte Raumkonzentration einfach auf null gesetzt, verschwindet sie lediglich aus der relativen Leckanzeige. Das SF₆ bleibt physikalisch weiterhin in der Raumluft vorhanden.

Empfindlichkeit passend einstellen

Die höchste Empfindlichkeit ist bei der Lecksuche nicht automatisch immer die beste Einstellung.

Bei sehr hoher Empfindlichkeit kann der Detektor:

• bereits auf geringe Hintergrundkonzentrationen reagieren,
• eine breite statt einer lokal begrenzten Gasfahne anzeigen,
• nach einer größeren Leckstelle nur langsam wieder auf einen niedrigen Wert zurückkehren,
• die genaue Position des Maximums schwerer erkennen lassen.

Ein sinnvolles Vorgehen besteht deshalb darin, zunächst mit einer weniger empfindlichen Stufe nach deutlichen Leckagen zu suchen.

Erst wenn die grobe Position bekannt ist, wird die Empfindlichkeit erhöht, um kleine Leckstellen genauer einzugrenzen.

Beim GPD-1000 stehen beispielsweise eine Standard- und eine hohe Empfindlichkeitsstufe zur Verfügung. Damit kann die Suche an die Größe der vermuteten Leckage angepasst werden.

Bei einer sehr großen Leckage kann es sogar sinnvoll sein, zunächst Abstand von der Leckstelle zu gewinnen und sich anschließend aus sauberer Luft langsam anzunähern.

Messabstand und Schnüffelgeschwindigkeit einhalten

Ein häufiger Fehler besteht darin, die Messsonde sehr schnell über Flansche und Verschraubungen zu bewegen.

Zwischen Ansaugen des Gases und Anzeige des Sensors vergeht jedoch eine endliche Zeit. Wird die Sonde zu schnell bewegt, erscheint das Maximum auf der Anzeige möglicherweise erst, wenn sich die Messspitze bereits einige Zentimeter weiter befindet.

Bei der Lecksuche sind deshalb drei Größen wichtig:

• Abstand zur Oberfläche,
• Bewegungsgeschwindigkeit,
• Reaktionszeit des Messsystems.

Für den GPD-1000 nennt der Hersteller beispielsweise einen Abstand von ungefähr 1 bis 2 cm zur zu prüfenden Stelle und eine Bewegungsgeschwindigkeit der Sonde von ungefähr 5 cm/s.

Grundsätzlich sollte gelten:

• Messspitze dicht und reproduzierbar an der möglichen Leckstelle führen,
• nicht direkt gegen Bauteile stoßen,
• gleichmäßige Geschwindigkeit verwenden,
• bei einem Signalanstieg kurz anhalten,
• Stelle anschließend erneut aus sauberer Richtung anfahren.

Eine Leckstelle sollte nicht allein aufgrund eines einzelnen kurzen Ausschlags festgelegt werden.

Wie entsteht eine SF₆-Gasfahne?

Aus einer kleinen Undichtigkeit tritt SF₆ zunächst lokal aus. Zusammen mit der Umgebungsluft entsteht eine räumlich begrenzte Gasfahne.

Ihre Form hängt ab von:

• Leckrate,
• Innendruck der Anlage,
• Orientierung der Undichtigkeit,
• Bauteilgeometrie,
• Temperatur,
• Luftbewegung,
• Entfernung zur Leckstelle.

Deshalb muss der höchste Messwert nicht exakt senkrecht vor der undichten Dichtung liegen.

Tritt das Gas beispielsweise auf der Rückseite einer Verschraubung aus und wird von einem leichten Luftstrom nach unten und seitlich transportiert, kann die Messspitze dort zunächst die höchste Konzentration erfassen.

Zur genauen Lokalisierung wird die Gasfahne aus verschiedenen Richtungen verfolgt. Die Stelle, an der das Signal bei möglichst kleinem Abstand reproduzierbar am stärksten und schnellsten ansteigt, ist der wahrscheinlichste Austrittsbereich.

Lüftung und Luftbewegung berücksichtigen

Ventilatoren, Klimaanlagen, geöffnete Türen und selbst die Bewegung einer Person können eine kleine SF₆-Gasfahne stark verändern.

Zu starke Luftbewegung während der lokalen Lecksuche kann:

• die Leckfahne verdünnen,
• das Gas seitlich transportieren,
• das Konzentrationsmaximum verschieben,
• kleine Leckagen scheinbar verschwinden lassen.

Umgekehrt führt fehlende Lüftung dazu, dass der allgemeine Hintergrund während der Arbeit immer weiter steigt.

Für die Praxis sind deshalb zwei unterschiedliche Situationen zu unterscheiden.

Vor der Messung

Ein durch vorherige Arbeiten belasteter Raum sollte ausreichend gelüftet werden, damit eine brauchbare Ausgangssituation entsteht.

Während der lokalen Lecksuche

Starke gerichtete Luftströmungen unmittelbar an der zu prüfenden Stelle sollten vermieden werden, sofern dies sicher und betrieblich möglich ist.

Die Lüftung darf dabei niemals entgegen betrieblichen Sicherheitsvorgaben abgeschaltet werden.

SF₆ ist schwerer als Luft: Was bedeutet das praktisch?

SF₆ besitzt eine deutlich höhere molare Masse als Luft. Bei größeren Freisetzungen und geringer Durchmischung kann sich das Gas deshalb bevorzugt in tieferen Bereichen sammeln.

Besonders zu berücksichtigen sind:

• Kabelkeller,
• Gruben,
• Bodenkanäle,
• tiefliegende Technikräume,
• schlecht belüftete Bereiche unter Schaltanlagen.

Für die unmittelbare Lecklokalisierung bedeutet das jedoch nicht, dass ausschließlich unterhalb einer möglichen Leckstelle gemessen werden sollte.

Direkt am Austritt bestimmen Leckrichtung, Gasstrahl und lokale Luftbewegungen die Verteilung. Die Messspitze muss deshalb zuerst unmittelbar entlang der potenziellen Dichtstelle geführt werden.

Die Tendenz zur Anreicherung in Bodennähe ist vor allem für die Bewertung der Raumluft und größerer Freisetzungen relevant.

Messspitze und Filter kontrollieren

Viele Schnüffelgeräte saugen die Probe durch eine kleine Messspitze und einen Partikelfilter an. Bereits geringe Verschmutzungen können den Gasstrom reduzieren.

Zu prüfen sind:

• Messspitze frei und unbeschädigt,
• Filter sauber,
• Ansaugöffnung nicht durch Öl oder Fett verschlossen,
• Schwanenhals nicht geknickt,
• Probenleitung nicht beschädigt,
• Pumpe hörbar beziehungsweise über Diagnose funktionstüchtig.

Eine reduzierte Ansaugmenge kann dazu führen, dass der Sensor:

• langsamer reagiert,
• kleine Lecks nicht sicher erkennt,
• ein deutlich kleineres Signal zeigt,
• erst mit großer Verzögerung auf die Leckstelle reagiert.

Filter und Messspitzen dürfen nur entsprechend der Geräteanleitung gereinigt beziehungsweise ersetzt werden.

Kreuzempfindlichkeiten richtig bewerten

Ob andere Stoffe das Messergebnis beeinflussen, hängt vom verwendeten Sensorprinzip ab.

Ein SF₆-spezifischer NDIR-Sensor kann eine wesentlich höhere Selektivität besitzen als ein universeller Halogendetektor.

Der GIR-10 reagiert nach Herstellerangabe speziell auf SF₆ und ist gegenüber Luftfeuchtigkeit sowie üblichen flüchtigen organischen Verbindungen unempfindlich.

Andere Detektortypen können dagegen zusätzlich auf halogenierte Kältemittel oder weitere Stoffe reagieren.

Deshalb sollte bei unerwarteten Anzeigen geprüft werden:

• welches Sensorprinzip verwendet wird,
• für welche Gase das Gerät spezifiziert ist,
• welche Kreuzempfindlichkeiten der Hersteller angibt,
• ob gleichzeitig Reinigungs- oder Lösungsmittel verwendet wurden,
• ob in der Umgebung Kältemittelanlagen vorhanden sind.

Eine vermeintliche Kreuzempfindlichkeit darf allerdings nicht angenommen werden, solange eine tatsächliche SF₆-Freisetzung nicht ausgeschlossen wurde.

Funktionstest vor der Lecksuche durchführen

Eine Nullanzeige in sauberer Luft beweist nicht automatisch, dass der Detektor auf SF₆ noch ausreichend reagiert.

Vor einer wichtigen Lecksuche sollte deshalb entsprechend den Herstellerangaben geprüft werden:

• Batterie beziehungsweise Stromversorgung,
• Ansaugpumpe,
• Messspitze und Filter,
• Nullpunkt,
• Reaktion auf ein geeignetes Referenz- oder Prüfgas,
• akustische und optische Anzeige.

Ein definierter Funktionstest ist besonders wichtig, wenn:

• das Gerät längere Zeit nicht benutzt wurde,
• der Sensor oder Filter gewechselt wurde,
• das Gerät heruntergefallen ist,
• ungewöhnliche Messwerte auftreten,
• eine dokumentationspflichtige Dichtheitsprüfung durchgeführt wird.

Die regelmäßige Kalibrierung beziehungsweise Überprüfung nach Herstellervorgabe bleibt davon unberührt.

Leckstelle systematisch eingrenzen

Eine zuverlässige Lecksuche sollte nicht durch zufälliges Abfahren der gesamten Schaltanlage erfolgen.

Bewährt hat sich ein systematisches Vorgehen:

1. Anlage identifizieren: Gasraum, Betriebsdruck und mögliche Leckmeldung dokumentieren.
2. Raumzustand beurteilen: Prüfen, ob unmittelbar vorher SF₆ gehandhabt oder freigesetzt wurde.
3. Gerät kontrollieren: Batterie, Filter, Messspitze und Pumpenfunktion prüfen.
4. Sauberen Ausgangspunkt herstellen: Nullabgleich gemäß Geräteanleitung durchführen.
5. Mit geeigneter Empfindlichkeit beginnen: Größere Leckagen zunächst mit weniger empfindlicher Einstellung suchen.
6. Typische Dichtstellen abfahren: Flansche, Ventile, Anschlüsse und Durchführungen systematisch prüfen.
7. Gleichmäßig bewegen: Abstand und Bewegungsgeschwindigkeit konstant halten.
8. Bei Signalanstieg stoppen: Reaktionsverlauf beobachten.
9. Messspitze entfernen: Gerät wieder in möglichst unbelastete Luft bringen.
10. Stelle erneut anfahren: Prüfen, ob der Signalanstieg reproduzierbar ist.
11. Von mehreren Richtungen prüfen: Verlauf der Gasfahne bestimmen.
12. Empfindlichkeit erhöhen: Erst zur Feinlokalisierung kleiner Leckagen.
13. Hintergrund regelmäßig kontrollieren: Bei zunehmender Raumkonzentration Lüftungs- und Messbedingungen neu bewerten.
14. Leckstelle markieren: Erst nach reproduzierbarer Bestätigung.

Durch dieses Vorgehen wird verhindert, dass bereits angesaugtes oder im Raum verteiltes SF₆ fälschlich einer benachbarten Dichtstelle zugeordnet wird.

Wann ist eine quantitative Bewertung sinnvoll?

Für Wartungsarbeiten reicht häufig zunächst die qualitative Aussage aus, an welcher Stelle Gas austritt.

Eine quantitative Leckratenbestimmung ist sinnvoll, wenn beispielsweise:

• eine Abnahmemessung durchgeführt wird,
• unterschiedliche Reparaturmaßnahmen verglichen werden sollen,
• eine Leckrate dokumentiert werden muss,
• eine Trendbewertung erforderlich ist.

Dabei dürfen Konzentration und Leckrate nicht miteinander verwechselt werden.

ppmv beschreibt eine Gaskonzentration in der angesaugten Luft.

g/Jahr oder cc/s beschreibt dagegen eine Gasmenge beziehungsweise ein Gasvolumen, das innerhalb einer bestimmten Zeit austritt.

Die Überführung einer lokalen Konzentration in eine Leckrate setzt ein dafür vorgesehenes und entsprechend kalibriertes Messverfahren voraus.

Bei einer reinen Schnüffelsuche sollten Messwerte deshalb primär zur Lokalisierung und zum relativen Vergleich verwendet werden, sofern das verwendete Gerät nicht ausdrücklich eine quantitative Leckratenbestimmung unterstützt.

Systematischer Diagnoseablauf bei wechselnden Werten

1. Messumgebung prüfen: Wurde kurz zuvor SF₆ gefüllt, zurückgewonnen oder abgekuppelt?
2. Hintergrund prüfen: Messgerät in einen nachweislich unbelasteten Bereich bringen.
3. Nullpunkt kontrollieren: Nullabgleich entsprechend der Betriebsanleitung durchführen.
4. Filter kontrollieren: Ansaugweg und Messspitze auf Verschmutzung prüfen.
5. Empfindlichkeit reduzieren: Prüfen, ob das Signal anschließend räumlich besser lokalisierbar wird.
6. Leckstelle langsam anfahren: Gleichmäßigen Messabstand und konstante Geschwindigkeit verwenden.
7. Maximum bestätigen: Messstelle verlassen und erneut anfahren.
8. Luftströmungen beobachten: Lüfter, Türen und Konvektion berücksichtigen.
9. Niedrige Bereiche kontrollieren: Bei größerer Freisetzung mögliche SF₆-Anreicherung beachten.
10. Funktionstest durchführen: Bei weiterhin unplausiblen Werten Sensorreaktion mit geeignetem Prüfgas kontrollieren.
11. Messung dokumentieren: Hintergrund, Empfindlichkeitsstufe und Umgebungsbedingungen festhalten.

Praxisbeispiel: Lecksuche nach einer SF₆-Nachfüllung

An einer gasisolierten Schaltanlage wurde SF₆ nachgefüllt. Anschließend soll die Dichtheit des Füllanschlusses kontrolliert werden.

Direkt nach dem Abkuppeln reagiert der Leckdetektor deutlich am Serviceanschluss. Wenige Minuten später wird jedoch auch an einem benachbarten Flansch und unterhalb der Anlage SF₆ erkannt.

Zunächst entsteht der Eindruck, dass mehrere Leckstellen vorhanden sind.

Bei der systematischen Prüfung werden folgende Punkte festgestellt:

• Beim Abkuppeln wurde eine kleine Restgasmenge aus der Kupplung freigesetzt.
• Der Raum besitzt nur geringe Luftbewegung.
• Das Messgerät arbeitet auf seiner höchsten Empfindlichkeitsstufe.
• Der Bediener hat die Messspitze mehrfach unmittelbar durch die vorhandene Gaswolke geführt.

Der Arbeitsbereich wird entsprechend den betrieblichen Vorgaben gelüftet. Anschließend wird das Messgerät in unbelasteter Umgebung kontrolliert und der erforderliche Nullabgleich durchgeführt.

Die erneute Lecksuche beginnt mit geringerer Empfindlichkeit. Der Serviceanschluss, die Kupplung und die benachbarten Flansche werden mit konstantem Abstand und geringer Geschwindigkeit abgefahren.

Nun zeigt sich ein reproduzierbarer Signalanstieg ausschließlich an einer Verschraubung des Füllanschlusses.

Nach dem Nachziehen beziehungsweise der fachgerechten Instandsetzung wird die Stelle erneut geprüft. Ein lokaler Signalanstieg ist anschließend nicht mehr feststellbar.

Das Beispiel zeigt, weshalb unmittelbar nach dem Umgang mit SF₆ ein erhöhter Hintergrund nicht mit mehreren tatsächlichen Leckstellen verwechselt werden darf.

Typische Fehler bei der SF₆-Lecksuche

Fehler	Mögliche Folge	Geeignete Maßnahme
Nullabgleich direkt neben einer Leckstelle	Erhöhte SF₆-Konzentration wird als Ausgangswert übernommen	Nullpunkt gemäß Geräteanleitung in geeigneter unbelasteter Umgebung einstellen
Immer höchste Empfindlichkeit verwendet	Hintergrundgas erschwert die genaue Lokalisierung	Grobe Suche mit geeigneter niedrigerer Empfindlichkeit beginnen
Sonde zu schnell bewegt	Leck wird überfahren oder räumlich falsch zugeordnet	Herstellerangabe zur Schnüffelgeschwindigkeit beachten
Messabstand ständig verändert	Messwerte sind nicht vergleichbar	Abstand zur Prüfoberfläche konstant halten
Nach einem starken Signal sofort benachbarte Stelle geprüft	Restgas beeinflusst die Folgemessung	Messspitze zunächst in unbelastete Luft bringen
Raumhintergrund nicht berücksichtigt	Großer Bereich erscheint undicht	Hintergrundkonzentration und Lüftung kontrollieren
Starke Luftströmung direkt auf die Prüfstelle	Leckfahne wird verdünnt oder verlagert	Messbedingungen berücksichtigen und Prüfung reproduzierbar gestalten
Nur unterhalb des Bauteils gesucht	Lokaler Austritt kann übersehen werden	Dichtstelle zunächst unmittelbar entlang ihres gesamten Umfangs prüfen
Verschmutzter Filter	Reduzierter Ansaugstrom und längere Ansprechzeit	Filter und Messspitze nach Herstellerangabe kontrollieren
Keine Funktionsprüfung durchgeführt	Empfindlichkeitsverlust bleibt unentdeckt	Gerätefunktion vor der Messung mit vorgesehenem Verfahren prüfen
ppmv direkt als Leckrate interpretiert	Falsche quantitative Bewertung	Konzentrationsmessung und Leckratenmessung unterscheiden
Erhöhten Hintergrund einfach auf null gesetzt	Tatsächliche SF₆-Raumkonzentration wird bei der Interpretation übersehen	Relative Lecksuche und Raumüberwachung getrennt betrachten

Was gehört in die Dokumentation?

Eine nachvollziehbare Lecksuche sollte mindestens dokumentieren:

• Anlage und Gasraum,
• Messstelle,
• Datum und Uhrzeit,
• verwendeter Leckdetektor,
• Seriennummer,
• Sensorprinzip,
• Kalibrierstatus,
• durchgeführter Funktionstest,
• gewählte Empfindlichkeitsstufe,
• Nullabgleich beziehungsweise Tarierung,
• Hintergrundkonzentration soweit messbar,
• Messabstand,
• ungefähre Schnüffelgeschwindigkeit,
• Lüftungszustand,
• besondere Luftströmungen,
• lokalisierte Leckstelle,
• Messwert beziehungsweise Signal vor der Reparatur,
• durchgeführte Instandsetzung,
• Ergebnis der abschließenden Kontrollmessung.

Bei wiederkehrenden Leckagen ist zusätzlich ein Foto der Messstelle sinnvoll. Dadurch lässt sich bei späteren Prüfungen exakt dieselbe Verschraubung, Dichtung oder Durchführung kontrollieren.

Welche Produkte und Lösungen eignen sich?

WIKA GIR-10 SF₆-Gasdetektor

Der WIKA GIR-10 ist ein hoch empfindlicher Gasdetektor auf Basis der nichtdispersiven Infrarottechnik.

Der Detektor ist speziell für die Ortung und Quantifizierung von Leckagen an SF₆-gasgefüllten Anlagen ausgelegt.

Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören:

• Nachweis kleinster SF₆-Konzentrationen bis 0,6 ppmv,
• SF₆-spezifische NDIR-Messung,
• keine Empfindlichkeit gegenüber Luftfeuchtigkeit und üblichen VOC,
• schnelle Ansprechzeit,
• kontinuierliche Probenansaugung über eine interne Pumpe,
• beweglicher Schwanenhals zur gezielten Lecksuche,
• Partikelfilter zum Schutz des Sensors,
• Kalibrierung mit zertifizierten Prüfgasen.

Ist in der Messumgebung bereits eine geringe SF₆-Konzentration vorhanden, kann dieser Hintergrund für die Lecklokalisierung tariert werden. Für eine korrekte Nullpunkteinstellung sind jedoch die Vorgaben der Betriebsanleitung zu beachten.

WIKA GPD-1000 Gasdetektor

Der WIKA GPD-1000 ist ein handlicher Detektor zur Lokalisierung von SF₆-Leckagen und zur Detektion bestimmter alternativer Isoliergase beziehungsweise halogenierter Kältemittel.

Das Gerät bietet zwei Empfindlichkeitsstufen. Dadurch kann zunächst eine gröbere Suche und anschließend eine empfindlichere Feinlokalisierung durchgeführt werden.

Für eine reproduzierbare Lecksuche gibt der Hersteller für den GPD-1000 ungefähr folgende Vorgehensweise vor:

• Messspitze etwa 1 bis 2 cm von der Prüfstelle entfernt führen,
• Sonde mit ungefähr 5 cm/s bewegen,
• bei einem Signalanstieg die betreffende Stelle näher untersuchen.

Die Standardempfindlichkeit ist für die meisten Leckagen vorgesehen. Für kleine Leckagen kann die hohe Empfindlichkeitsstufe aktiviert werden.

WIKA GA35 SF₆-Emissionsmonitor

Für die kontinuierliche Überwachung geschlossener Räume kann der WIKA GA35 eingesetzt werden.

Anders als ein handgeführter Leckdetektor dient ein stationärer Emissionsmonitor nicht primär zur Zentimeter-genauen Ortung einer Dichtung, sondern zur kontinuierlichen Überwachung der SF₆-Konzentration in der Raumluft.

Das ist eine wichtige Unterscheidung: Der Handdetektor sucht die Leckstelle, während ein Raumüberwachungssystem einen erhöhten SF₆-Gehalt in der Umgebungsluft erkennen und eine Warnung ausgeben kann.

ICS Schneider Messtechnik unterstützt bei der Auswahl von SF₆-Leckdetektoren, stationären Emissionsmonitoren, Analysegeräten sowie Service-Equipment für Befüllung, Rückgewinnung und Wartung gasisolierter Anlagen.

Fazit

Wechselnde Anzeigen eines SF₆-Leckdetektors bedeuten nicht automatisch einen Gerätefehler. Häufig verändert sich während der Prüfung die SF₆-Konzentration in der unmittelbaren Umgebung.

Bereits freigesetztes Restgas kann insbesondere in schlecht belüfteten Räumen den Hintergrund erhöhen. Dadurch wird der Konzentrationsunterschied zwischen Leckfahne und Umgebung kleiner und die genaue Lokalisierung schwieriger.

Der Nullpunkt muss entsprechend der Betriebsanleitung in einer geeigneten SF₆-freien Umgebung eingestellt werden. Eine zusätzliche Tarierung einer vorhandenen niedrigen Hintergrundkonzentration kann die relative Lecksuche erleichtern, darf aber nicht mit einer Messung der tatsächlichen Raumkonzentration verwechselt werden.

Die höchste Empfindlichkeit sollte erst zur Feinlokalisierung kleiner Leckagen verwendet werden. Bei einem hohen Hintergrund kann eine niedrigere Empfindlichkeitsstufe die räumliche Zuordnung deutlich verbessern.

Messabstand und Schnüffelgeschwindigkeit müssen konstant gehalten werden. Nach einem deutlichen Ausschlag sollte die Sonde zunächst wieder unbelastete Luft ansaugen, bevor eine benachbarte Stelle geprüft wird.

SF₆ ist deutlich schwerer als Luft und kann sich bei größeren Freisetzungen in schlecht belüfteten tiefen Bereichen anreichern. Für die unmittelbare Lecksuche bleibt jedoch die Messung direkt entlang der Dichtstelle entscheidend, da lokale Luftströmungen die Gasfahne erheblich beeinflussen.

Eine zuverlässige Dichtheitsprüfung kombiniert deshalb Gerätekontrolle, korrekten Nullabgleich, geeignete Empfindlichkeit, reproduzierbare Sondenführung und eine abschließende Wiederholungsmessung nach der Reparatur.

Häufige Fragen zur SF₆-Lecksuche

Warum zeigt mein SF₆-Leckdetektor plötzlich überall Gas an?

Nach einer SF₆-Freisetzung kann die Hintergrundkonzentration im Raum erhöht sein. Bei hoher Sensorempfindlichkeit reagiert der Detektor dann auch außerhalb der eigentlichen Leckfahne.

Darf ich den Detektor direkt neben der Anlage nullen?

Nur wenn dies der Hersteller ausdrücklich vorsieht und die Umgebung für den betreffenden Nullabgleich geeignet ist. Beim GIR-10 muss die Nullpunkteinstellung in einer SF₆-freien Atmosphäre erfolgen.

Was bringt das Tarieren der Hintergrundkonzentration?

Eine geringe vorhandene Hintergrundkonzentration kann bei dafür vorgesehenen Geräten als relativer Ausgangswert verwendet werden. Dadurch lassen sich zusätzliche Konzentrationsanstiege an einer Leckstelle leichter erkennen.

Ist nach dem Tarieren tatsächlich kein SF₆ mehr im Raum?

Nein. Die Anzeige wird lediglich relativ zum vorhandenen Hintergrund verschoben. Die tatsächliche SF₆-Konzentration der Raumluft wird dadurch nicht reduziert.

Warum sollte ich nicht immer mit maximaler Empfindlichkeit suchen?

Bei hoher Hintergrundkonzentration kann maximale Empfindlichkeit dazu führen, dass große Bereiche ein Signal erzeugen. Eine niedrigere Stufe erleichtert häufig zunächst die grobe Lokalisierung.

Wie nah muss die Messspitze an die Leckstelle?

Das hängt vom Gerät ab. Für den GPD-1000 nennt WIKA beispielsweise ungefähr 1 bis 2 cm Abstand zur zu prüfenden Stelle.

Wie schnell darf ich die Sonde bewegen?

Die Herstellerangabe ist maßgeblich. Für den GPD-1000 werden ungefähr 5 cm/s genannt. Eine zu schnelle Bewegung kann dazu führen, dass kleine Lecks übersehen oder räumlich falsch zugeordnet werden.

Warum steigt das Signal erst an, nachdem ich die Leckstelle bereits passiert habe?

Das Gas benötigt Zeit für den Transport durch Messspitze und Probenweg sowie für die Sensorreaktion. Deshalb müssen Bewegungsgeschwindigkeit und Reaktionszeit berücksichtigt werden.

Sammelt sich SF₆ immer am Boden?

Nicht unmittelbar an jeder kleinen Leckstelle. SF₆ ist deutlich schwerer als Luft und kann sich in schlecht belüfteten tiefen Bereichen anreichern. Direkt am Austritt bestimmen jedoch Gasstrahl und Luftbewegung die lokale Verteilung.

Kann Feuchtigkeit einen SF₆-Leckdetektor beeinflussen?

Das hängt vom Sensorprinzip ab. Der NDIR-Sensor des GIR-10 ist laut Hersteller gegenüber Luftfeuchtigkeit unempfindlich. Bei anderen Detektionsprinzipien müssen die jeweiligen Kreuzempfindlichkeiten geprüft werden.

Was ist der Unterschied zwischen ppmv und g/Jahr?

ppmv beschreibt die SF₆-Konzentration in der angesaugten Luft. g/Jahr beschreibt eine Leckrate beziehungsweise die pro Zeit austretende Gasmasse. Beide Größen dürfen nicht ohne ein geeignetes Messverfahren direkt gleichgesetzt werden.

Wie erkenne ich, ob der Detektor selbst ein Problem hat?

Bleibt das Verhalten auch in unbelasteter Umgebung unplausibel, sollten Nullpunkt, Filter, Messspitze, Ansaugpumpe, Batteriezustand und die Reaktion auf ein geeignetes Prüfgas kontrolliert werden.