Zustandsbewertung von Messwandlern

Hochspannungs-Messwandler sind wichtige Betriebsmittel von Kraftwerken und Energieverteilnetzen. Zum Zweck ihrer Zustandsüberwachung wurde vor etwa 30 Jahren die „Gas-in-Öl-Analyse“ (Dissolved Gas Analysis, DGA) eingeführt, die heute die wichtigste Methode zur Zustandsbeurteilung von Messwandlern geworden ist. Sie hat die Erkennung unterschiedlicher Fehlerarten ermöglicht, da diese an den charakteristischen Verteilungsmustern der im Öl gelösten Gase identifizierbar sind.

Zuletzt zeigten Zeitreihen der DGA-Werte von Ölproben aus einigen Messwandlern auffällige und zunächst unerklärbare Konzentrationsreduktionen bestimmter Gase. Bereits aus ersten Laboruntersuchungen war erkennbar, dass sich die Verteilungsmuster der Gas-in-Öl-Konzentrationen maßgeblich verändern, wenn den Ölproben Papier zugesetzt wird. Da solche Effekte die Treffsicherheit der Interpretationsschemata von DGA-Werten beeinträchtigen können, wurde ein Forschungsprojekt zur Erweiterung der Versuche auf reale Objekte beantragt.

Im Fokus der dafür vorgesehenen Untersuchungen stand der mittelfristige Konzentrationsverlauf charakteristischer Zersetzungsgase, welche dem Isolieröl von sechs Messwandler-Modellen zugesetzt wurden. Um die möglichen Ursachen für die veränderten Gasmuster einzugrenzen, wurden die Probanden sowohl mit Porzellan- als auch mit Verbundisolatoren ausgeführt. In zwei Probanden wurden dabei Spannungswandler-Aktivteile eingebaut, die anderen waren nur ölgefüllt. Mit zusätzlich eingebauten Temperatursensoren sollte außerdem die Temperaturverteilung in den Probanden unter dem Einfluss unterschiedlicher Aufstellungsbedingungen erfasst werden.

Primärziel des Forschungsprojekts in Zusammenarbeit mit Kärnten-Netz GmbH, Pfiffner Messwandler AG, VERBUND Hydro Power AG und Österreichs E-Wirtschaft war es, die Ursachen der Konzentrationsabnahmen spezifischer Gase festzustellen. Ebenso war beabsichtigt, den jahreszeitlich optimalen Zeitraum für Routine-Ölprobenahmen herauszufinden. Ein weiteres Untersuchungsziel war es auch, quantitative Informationen zur Wasserdampf- und Gasdichtheit von Verbund-Hohlisolatoren zu erlangen.

Die Untersuchungsergebnisse führten zur unerwarteten Schlussfolgerung, dass nicht nur Wasser und Kohlendioxid bevorzugt von Isolierpapier sorbiert werden, sondern auch weitere wesentliche Fehler- bzw. Schlüsselgase.