Fachkommission für Hochspannungsfragen

Kabelprüfungen

P1040059Bei der Vor-Ort-Spannungsprüfung von Hochspannungskabelverbindungen steht der Nachweis einer einwandfreien Montage der Kabelsysteme im Vordergrund.

Die heute weltweit eingesetzte Vor-Ort-Wechselspannungsprüftechnik an Hochspannungs-kabeln wurde gemeinsam von der ETH Zürich und der FKH entwickelt und in den achtziger Jahren von der FKH eingeführt. Sie beruht auf dem Serieresonanz-Prinzip mit abstimmbarer Frequenz. In Ergänzung zur Spannungsprüfung werden verschiedene Diagnosemethoden, insbesondere Teilentladungsmessungen (TE) angeboten.

Hochspannungs-Serieresonanzprüfungen an Kabelanlagen

Schema der Serie-Resonanaz-Anlage

Schema der Serie-Resonanaz-Anlage

Vor Inbetriebnahme einer neuen oder nach Abschluss von grösseren Umbauarbeiten an einer bereits bestehenden Kabelanlage empfiehlt sich vor einer Inbetriebnahme eine Spannungsprüfung, um folgende Fehler auszuschliessen:

  • Montagefehler bei Endverschlüssen
  • Montagefehler an Kabelmuffen
  • Beschädigung des Kabelmantels oder des Halbleiterbelags

 

Kabel Tabelle

Empfohlenes Prüfverfahren in Abhängigkeit der Systemspannung

Aufgrund langjähriger Erfahrung empfiehlt die FKH, Kabel in Abweichung zu IEC 60840 bzw. 62067 und in Anlehnung an CENELEC HD 632 bei Vor-Ort-Abnahmetests mit höherer Prüfspannung, dafür aber während reduzierter Prüfdauer zu belasten.

Im Prüfkreis wird in Serie zur Prüflingskapazität Cx eine Induktivität L hoher Güte geschaltet. Unter Resonanzbedingungen baut sich über dem Prüfling eine Spannung UP auf, welche wesentlich höher ist als die Spannung UT des Einspeisetransformators. Die Prüffrequenz ergibt sich dabei aus der bekannten Beziehung:Kabel_Cx

Kabel Formel

Durch die modularen Induktivitäten lässt sich die Prüfanlage für eine ausreichend hohe Prüffrequenz konfigurieren, so dass Hochspannungswandler nicht in magnetische Sättigung geraten und deshalb für die Prüfung nicht ausgebaut werden müssen.

 

Vorteile der Hochspannungs- Serieresonanzprüfung gegenüber anderen Methoden

  • Geringe Einspeiseleistung notwendig
  • Sinusförmige, oberwellenfreie Spannung am Prüfling
  • Minimaler Energieumsatz an der Fehlerstelle bei Durchschlag des Prüflings
  • Möglichkeit der Wahl einer ausreichend hohen Frequenz durch Parallelschaltung der Induktivitäten, so dass Spannungswandler mitgeprüft werden können.
  • Option, weitere, über Schaltanlagen angeschlossene Kabelverbindungen und Apparate mitzuprüfen: Konzept der integralen Prüfung von Gesamtanlagen

 

Teilentladungsmessung und andere Diagnoseverfahren

Bei wichtigen Kabelstrecken und höheren Spannungsebenen wird zusätzlich eine Teilentladungsmessung empfohlen. Hierbei werden gezielt die Endverschlüsse und Muffen auf Isolationsfehler überprüft. Fehlerhafte Stellen, die noch keinen unmittelbaren Durchschlag zur Folge haben, jedoch das Risiko eines unerwarteten Isolationsversagens bergen, können so erkannt werden.

Folgende TE-Prüfmethoden und Ankopplungsarten werden von der FKH angewendet:

  • Konventionell über eine Koppelkapazität
  • Mit eingebauten TE-Sensoren in den Garnituren (Muffen, Endverschlüssen)
  • Über Stromsensoren am Kabelschirm
  • Mit akustischen Körperschallsensoren

 

TE-Bild

TE-Pegel während einer Spannungsprüfung

Mit den modernen TE-Erfassungsgeräten, die von der FKH eingesetzt werden, ist es möglich, zeitsynchron an verschiedenen Stellen zu messen. Um alle Messorte gleichzeitig zu bedienen, müssen vorgängig LWL-Ver­bindungen zwischen allen Sensoren verlegt werden.

Bei ölisolierten Kabeln oder bei Messkabeln im Mittel-spannungsnetz führt die FKH auch C-tgδ-Messungen und Messungen der Polarisations- und Depolarisationsströme aus.

Kabel Bro Bild Broschüre Kabelprüfungen