Prüfungen an gasisolierten Schaltanlagen (GIS)
Gasisolierte Schaltanlagen (GIS) stellen wichtige Netzknoten dar, welche eine hohe Verfügbarkeit aufweisen müssen. Die geplante Nutzungsdauer beträgt 35 – 50 Jahre, während denen das Isolationssystem der GIS allen Spannungsbeanspruchungen wartungsfrei standhalten muss.
Das in der IEC vorgegebene Ziel von weniger als 0.001 Fehler /Jahr für die Isolationen einer Anlage wird gemäss den neusten Fehlerstatistiken der CIGRE noch immer nicht erreicht. Auch zeigen diese Statistiken auf, dass ca. 50% der dielektrischen Fehler im Betrieb bereits zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme vorhanden waren. Es werden in der Folge sorgfältigere und strengere Prüfungen in der Fabrik und insbesondere vor Ort gefordert.
Die FKH führt seit den 80er Jahren als unabhängige Institution Isolations-Prüfungen an GIS nach dem neusten Stand der Technik durch und forscht, publiziert und arbeitet zu diesem Thema in internationalen Fachgremien. Ihre neutrale Stellung erlaubt eine Fehlerbeurteilung ohne Interessenskonflikt auf der Basis von nachvollziehbaren Messungen.
Veranlassung und Nutzen von Hochspannungsprüfungen und Diagnosemessungen
Typischerweise wird eine GIS aus folgenden Gründen einer Isolationsdiagnose (z.B. TE-Messung) unterzogen:
- Als Neu-Anlage bei Inbetriebnahme (im Rahmen der Spannungsprüfung)
- Bei Erweiterungen
- Nach Havarien
- Nach Ansprechen von TE-Monitoring-Systemen (z.T. Messungen im Betrieb)
- Nach Bekanntwerden von Schwachstellen
- Zur Bestimmung des Isolationszustandes (Altanlagen, Messungen im Betrieb)
Die üblichen Prüfverfahren sind (IEC):
- Wechselspannungsprüfung
- Teilentladungsmessung
- Blitzstossprüfung
Die FKH unterstützt ihre Kunden in allen Aspekten: durch Isolationsprüfungen von GIS, sowie durch Begleitung und Beratung während des gesamten Projektes:
- Prüfspezifikationen bei Ausschreibungen inklusive der Platzierung von
UHF-Sensoren - Prüfanweisungen (z.B. für die Hochspannungs-Abnahmeprüfung)
- Durchführung aller Isolationsprüfungen des Primärteils
- Auch integrale Prüfungen mit angeschlossenen Hochspannungskabeln
- Diagnose und Fehlerabklärung im Betrieb
- Expertisen
Prüf- und Messmöglichkeiten
- Wechselspannungsprüfung mit Serie-Resonanzanlagen
- Konventionelle TE-Messungen nach IEC
- UHF-TE-Messung inkl. Durchführung des Empfindlichkeits-Checks nach CIGRE; Es wird die empfindlichste aller UHF-TE-Messmethoden angewendet:
Die Schmalband-Messung mit visueller Selektion der Messfrequenz zusammen mit 50 dB Vorverstärker direkt am UHF-TE-Sensor. Damit können insbesondere auch kritische Fehler mit sehr geringer TE-Amplitude (wie z.B. Partikel auf Isolierstoff) detektiert werden, die bei transienter Beanspruchung (z.B. Blitz) zum Durchschlag im Betrieb führen können. - Blitzstossprüfungen (ggf. mit schwingenden Stössen)
- Ortung von Prüfdurchschlägen mit einem Durchschlagsortungs-System
- Ortung und Identifikation von TE-Befunden durch
- Grobortung via TE-Frequenzspektren und Sektionierung der GIS
- Elektrische Laufzeitmessung mit modernsten Oszilloskopen
- Akustische TE-Messung mittels Ultraschallsensoren
- Videoendoskopie mit in die GIS eingeführten, ferngesteuert schwenkbaren Kameras
- Charakterisierung von Partikeln / Befunden, Empfehlungen für Massnahmen
- Beurteilung von Befunden
Fehlertypen
Die Anwendung von Prüfverfahren ist nur ein Teilaspekt der Prüfung. Bei der Diagnose von dielektrischen Fehlern, insbesondere während der TE-Messung, ist die Erfahrung des Prüfingenieurs entscheidend für einen effizienten und effektiven Ablauf der Prüfung. Die kompetente Beurteilung der TE-Ereignisse, die Elimination der TE-Quelle und die Abwägung der Notwendigkeit von weiteren Untersuchungen kann ausschlaggebend sein für die Verhinderung von künftigen Ausfällen der GIS.
