Welche wesentlichen Prüfungen müssen qualifizierte kombinierte Instrumententransformatoren durchlaufen

Hallo zusammen, ich bin Oliver und arbeite seit fast acht Jahren in der Branche für Messtransformatoren. Vom absoluten Neuling bis hin zu jemandem, der Dinge nun selbstständig bewältigen kann, habe ich über die Jahre an dutzenden Inspektionen von kombinierten Messtransformatoren teilgenommen.

Heute möchte ich mit Ihnen teilen: Welche Tests muss ein qualifizierter kombinierter Messtransformator durchlaufen, bevor er das Werk verlässt oder in Betrieb genommen wird? Schließlich handelt es sich um ein sehr kritisches Gerät im Stromnetz – hier ist kein Platz für Nachlässigkeiten.

1. Isolationsprüfung: Ist die „Schutzschicht“ zuverlässig?

Zuerst und vor allem steht die Prüfung der Isolierleistung an. Kombinierte Messtransformatoren arbeiten in der Regel bei hohen Spannungen wie 35kV. Wenn die Isolierung nicht den Anforderungen entspricht, kann dies von ungenauen Messungen bis hin zu Kurzschlüssen oder sogar Explosionen führen.

Wir führen mehrere wichtige Prüfungen durch:

• Isolationswiderstandsprüfung – mit einem Megohmmeter wird der Isolationswiderstand zwischen den Wicklungen gemessen, der in der Regel mindestens 1000MΩ betragen sollte.

• Netzfrequenz-Durchbruchspannungsprüfung – Simulation extremer Spannungsbedingungen, um zu prüfen, ob der Transformator kurzfristig Spannungsspitzen über seinem Nennwert standhalten kann.

• Partielle Entladungsprüfung – zur Erkennung kleiner interner Defekte wie Blasen oder Risse, die während des langfristigen Betriebs zu größeren Problemen führen könnten.

Ich hatte einmal einen Kundenvorfall, bei dem der Transformator nach nur wenigen Monaten des Betriebs ausfiel. Die Ursache war eine mangelhafte Isolierung. Dieser Schritt darf also wirklich nicht übersprungen werden!

2. Verhältnis- und Fehlerprüfung: Genauigkeit ist entscheidend!

Eine der Kernfunktionen eines kombinierten Messtransformators ist die genaue Messung von Strom und Spannung, was bedeutet, dass sein Verhältnis genau sein muss und der Fehler innerhalb der Normen liegen muss.

Wir führen normalerweise folgende Prüfungen durch:

• Verhältnisprüfung – Überprüfung, ob das Spannungs- und Stromverhältnis zwischen Primär- und Sekundärseite den Spezifikationen entspricht.

• Fehlerprüfung (Verhältnisfehler und Phasenfehler) – insbesondere für Transformatoren der Messklasse muss der Fehler innerhalb von ±0,2 % kontrolliert werden.

Manchmal sagen Kunden Dinge wie: „Mein Transformator sieht gut aus, aber die Stromrechnungen stimmen nie.“ In solchen Fällen vermuten wir, dass der Fehler die akzeptablen Grenzen überschritten hat. Dieser Schritt beeinflusst also direkt die Interessen der Nutzer.

3. Polaritätsprüfung: Wenn die Richtung falsch ist, geht alles schief!

Unterschätzen Sie diesen Schritt nicht – die Polaritätsprüfung ist wirklich wichtig. Wenn die Polarität des Transformators umgekehrt ist, kann dies dazu führen, dass der Schutzrelais fälschlicherweise reagiert und sogar das gesamte Schutzsystem außer Kraft gesetzt wird.

Wir verwenden entweder die Gleichstrommethode oder die Wechselstrommethode, um die Polarität des Transformators zu bestätigen. Besonders bei kombinierten Transformatoren, die sowohl Spannungs- als auch Stromkomponenten enthalten, muss die Polarität exakt übereinstimmen – andernfalls könnte das gesamte System versagen.

4. Volt-Ampere-Kennlinienprüfung: Die „ultimative Herausforderung“ für Stromtransformatoren

Diese Prüfung gilt hauptsächlich für den Stromtransformator-Teil. Die Volt-Ampere-Kennlinie spiegelt die Magnetisierungsleistung des Eisenkerns wider und hilft uns, festzustellen, ob der Transformator unter Störstrom ohne Sättigung korrekt funktionieren kann.

Wir erhöhen die Spannung schrittweise, notieren die Stromänderungen und zeichnen die Volt-Ampere-Kurve auf. Wenn die Kurve abnorm ist, deutet dies auf ein Problem mit dem Kern hin, und die Einheit muss zurückgeschickt werden, um repariert zu werden.

Ich erinnere mich an ein Projekt, bei dem der Kunde berichtete, dass das Schutzsystem ständig ausfiel. Nachdem wir die Volt-Ampere-Kurve überprüft hatten, stellten wir fest, dass der Kern bereits stark gesättigt war – das war das eigentliche Problem.

5. Kurzschluss- und Offenleiterprüfung: Simulation extremer Bedingungen

Um die Leistung des Transformators unter abnormalen Bedingungen zu überprüfen, führen wir auch folgende Prüfungen durch:

• Sekundärkurzschlussprüfung – Überprüfung der Schutzeigenschaften des Spannungstransformators, wenn die Sekundärseite kurzgeschlossen ist.

• Sekundäroffenleiterprüfung – Beobachtung, ob der Stromtransformator beim Offenleiterüberstrom erzeugt.

Diese Prüfungen sind nicht Teil des regulären Ablaufs, aber sie sind für spezielle Anwendungen, wie wichtige Umspannwerke oder Projekte zur Netzintegration erneuerbarer Energien, essentiell.

6. Temperaturanstiegstest: Kann er die Hitze aushalten?

Während des langfristigen Betriebs erzeugen Messtransformatoren Wärme. Wenn die Wärmeableitungsdesign schlecht ist oder die Materialien hohe Temperaturen nicht aushalten, kann dies zu einer Alterung der Isolierung oder sogar zu Ausfällen führen.

Wir simulieren Nenn- oder sogar Überlastbedingungen und messen den Temperaturanstieg an verschiedenen Stellen, um sicherzustellen, dass er innerhalb akzeptabler Grenzen bleibt.

Dieser Test ist besonders wichtig in Umgebungen mit hohen Temperaturen oder in Gebieten mit hohen Lastanforderungen.

7. Dichtheitsprüfung (für SF6-Transformatoren)

Für SF6-Gas-isolierte kombinierte Messtransformatoren ist die Dichtheitsprüfung unerlässlich. Wenn das Gas ausläuft, beeinträchtigt es nicht nur die Isolierleistung, sondern verursacht auch Umweltverschmutzung und kann sogar die persönliche Sicherheit gefährden.

Wir verwenden Infrarotbild-Leckdetektoren oder Gasleckdetektoren, um alle Abdichtungsflächen und Schweißstellen gründlich zu überprüfen.

8. Optische und strukturelle Prüfung: Details machen den Unterschied

Denken Sie nicht, dass dies nur oberflächlich ist – die optische und strukturelle Prüfung ist tatsächlich sehr wichtig. Wir überprüfen:

• Ob der Gehäuse deformiert oder gerissen ist

• Ob die Terminalverbindungen fest und klar gekennzeichnet sind

• Ob die Typenschildinformationen korrekt sind

• Ob die Installationsstruktur vernünftig ist

Einmal fanden wir einen lockeren Erdterminal am Transformator. Obwohl es sich um eine scheinbar geringfügige Angelegenheit handelt, können die Folgen ernsthaft sein, wenn es unbeachtet bleibt und in Betrieb genommen wird.

Fazit: Qualifiziert zu sein ist nicht das Ziel – Sicherheit ist die Grundlage

Als jemand, der seit acht Jahren in der Branche für Messtransformatoren tätig ist, weiß ich aus erster Hand, dass hinter jedem qualifizierten kombinierten Messtransformator mehrere strenge Prüfungen stehen. Jede Prüfung ist nicht nur eine Formalität – sie stellt sicher, dass die Geräte in realen Bedingungen stabil, sicher und zuverlässig arbeiten können.

Wenn Sie in der Branche tätig sind, hoffe ich, dass dieser Artikel Ihnen dabei hilft, den Prüfprozess zu organisieren. Und wenn Sie ein Kunde oder Ingenieur sind, hoffe ich, dass er Ihnen ein besseres Verständnis dafür gibt, was hinter den Kulissen bei Messtransformatoren passiert.

Ein qualifizierter Messtransformator ist nicht nur ein Wort – er wird wahrhaftig „getestet“ in Existenz.

Ich bin Oliver – bis zum nächsten Mal mit weiteren Einblicken in Messtransformatoren. Tschüss!