Wie man Teilentladungen in RMUs sicher überwacht

Die Isolierstoffabdichtung in elektrischen Geräten wird in der Regel durch mehrere Faktoren verursacht. Während des Betriebs verschlechtern sich Isoliermaterialien (wie Epoxidharz und Kabelenden) aufgrund thermischer, elektrischer und mechanischer Belastungen allmählich, was zu der Bildung von Hohlräumen oder Rissen führt. Andererseits können Verunreinigungen und Feuchtigkeit – wie Staub oder Salzablagerungen oder Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit – die Oberflächenleitfähigkeit erhöhen, was Koronadischarge oder Oberflächenlecks auslösen kann. Darüber hinaus können Blitzschlagstöße, Schaltüberspannungen oder Resonanzüberspannungen auch Entladungen an schwachen Stellen in der Isolierung induzieren. Ferner kann ein langer Betrieb unter hoher Last und übermäßigem Strom die Erwärmung der Leiter verursachen, was das thermische Altern der Isoliermaterialien beschleunigt.

Für Ringkabelverteiler (RMUs) sind diese Faktoren während des normalen Betriebs unvermeidbar. Kurzfristig ist die Energie partieller Entladungen relativ gering und kann nicht direkt zu einer Isolierstoffabdichtung führen, kann jedoch elektromagnetische Störungen (z. B. Störungen im Radiofrequenzbereich) erzeugen. Wenn jedoch unbehandelt gelassen, können solche Entladungen langfristig schwerwiegendere Folgen haben: Das Verschlechtern der Isolierung und thermische Effekte erhöhen das Systemrisiko erheblich, und in extremen Fällen können partielle Entladungen zu Durchbrüchen führen, was zu Geräteausfällen, lokalen Stromausfällen oder sogar Bränden und Explosionen führen kann. Daher sind wirksame Detektion und präventive technische Maßnahmen für partielle Entladungen in RMUs entscheidend, um einen sicheren und stabilen Betrieb zu gewährleisten.

Intelligente Überwachung und Frühwarnsysteme stellen einen hochwirksamen technischen Ansatz dar. Online-Überwachungssysteme setzen Ultraschall-Hochfrequenz- (UHF-) und Akustische-Emissions-Sensoren (AE) ein, um Entladungssignale in Echtzeit zu erfassen. Edge-Computing wird zur Filterung und Rauschunterdrückung eingesetzt, kombiniert mit KI-Algorithmen, um Entladungsarten wie Koronadischarge oder Hohlraumdischarge zu identifizieren, was eine Datenanalyse und Diagnose ermöglicht. Ein Warnmechanismus wird durch Festlegung von Schwellenwerten etabliert, um Alarmsignale auszulösen und die Quelle der Entladung zu lokalisieren.

Darüber hinaus können bei Wartungsarbeiten periodische Inspektionen mit tragbaren Detektoren verwendet werden, um Kabelverbindungen und Busbar-Verbindungen zu überprüfen. Infrarot-Thermografie kann ebenfalls eingesetzt werden, um Entladungsgebiete indirekt durch ungewöhnliche Temperaturmuster zu identifizieren. Die Kombination von UHF, AE und TEV (Transient Earth Voltage) Techniken ermöglicht eine umfassende Diagnose und verbessert die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Detektion erheblich.

Partielle Entladungen in Ringkabelverteilern sind ein frühes Indikator für den Abbau des Isoliersystems. Prävention und Kontrolle sollten durch ein multidimensionales Schutzkonzept umgesetzt werden, das Geräteentwurf, Umweltmanagement, Überwachungstechnologie und Wartungspraktiken abdeckt. Durch Umweltkontrolle, intelligente Überwachung und regelmäßige Inspektionen kann die Wahrscheinlichkeit von Fehlern, die durch partielle Entladungen verursacht werden, erheblich reduziert werden, was den sicheren und stabilen Betrieb des Stromnetzes sicherstellt.