Teilentladungsmessungen an einer Nadelspitze in VPE unter zusammengesetzten Spannungen bestehend aus Gleich- und Wechselspannungsanteilen

Johanna Pietzonka (TU Dresden)

Teilentladungsmessungen sind in der Elektroenergieversorgung essenziell zur Bewertung des Zustands und der Zuverlässigkeit von Betriebsmitteln. Dabei erfolgt unter Wechselspannung die Auswertung phasenaufgelöster Teilentladungsmuster zum Detektieren und Identifizieren von Fehlstellen im Isoliersystem. Unter Gleichspannung hingegen kann aufgrund des fehlenden Phasenbezugs keine Auswertung phasenaufgelöster Teilentladungsmuster erfolgen. Zudem ist oftmals die Impulswiederholrate sehr niedrig, was zu langen Messzeiträumen führt. Gleichzeitig gestaltet sich unter diesen Aspekten die Unterscheidung zwischen Teilentladungssignal und externen Störimpulsen insbesondere bei Vor-Ort-Messungen (offline und online) herausfordernd. Vernetztes Polyethylen (VPE) ist das am häufigsten verwendete Isoliermaterial für Mittel- und Hochspannungskabel. Bei Belastung mit Gleichspannung akkumulieren sich im VPE-Ladungsträger. Die so entstehenden Raumladungen bauen sich auch im Falle eines Freischaltens und Erdens nur langsam, über Stunden bis Tage, wieder ab. Bei einem Polaritätswechsel am zuvor mit Gleichspannung belasteten Kabel besteht aufgrund verbleibender Raumladungen folglich die Gefahr starker elektrischer Feldüberhöhungen im VPE. Ein vorzeitiges Isolierversagen im Kabel ist dann möglich. Deshalb sollten nach erfolgter Gleichspannungsbelastung bei offline Vor-Ort-Prüfungen keine TE-Messungen mit Wechselspannung erfolgen. Aktuell ist aufgrund der beschriebenen Effekte keine Standardisierung für eine Vor-Ort-TE-Messung im Falle einer (Wieder-)Inbetriebnahme in der Hochspannungsgleichstromübertragung vorhanden.