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Warum Prüfgeräte für Teilentladungen oft nicht einsatzbereit sind – und wie Außendiensttechniker das Problem beheben

Der Begriff „Teilentladungsprüfgeräte nicht feldtauglich“ wird häufig von Ingenieuren gegoogelt, die kurz nach der Inbetriebnahme feststellen, dass ein Gerät, das in einer Herstellerdemonstration oder einem Werksabnahmetest einwandfrei funktionierte, nun in einem aktiven Umspannwerk unlesbare Daten liefert. Die Probleme entstehen selten durch einen einzelnen Fehler, sondern durch eine Reihe von Unvollkommenheiten und Ungenauigkeiten in Erwartung, Konstruktion und Installation – eine Abfolge vom Labortest bis zum Feldeinsatz, die einer genaueren Betrachtung bedarf. Dieses Dokument geht noch einen Schritt weiter und definiert, was „feldtauglich“ in Bezug auf Teilentladungsprüfgeräte bedeutet, beschreibt die fünf häufigsten Fehlerarten im Feld, die Teams unvorbereitet treffen, und erläutert die Entscheidungsbäume, die Ingenieure bei der Auswahl von Sensoren, der Rauschunterdrückung und der Durchführung einer aussagekräftigen Teilentladungsmessung im Feld – von der Mobilisierung bis zum Bericht – anwenden.

Inhalte erklären

Kurzübersicht – Teilentladungsprüfung im Feld auf einen Blick

Gesetzliche Standards IEC 60270: 2025 (ladungsbasiert) · IEC 62478 (UHF/akustisch) · IEEE 400.3 (Kabel) · IEEE C57.113 (Transformatoren)
Gängige Sensorfrequenzbereiche HFCT 10 kHz–100 MHz · TEV 5–80 MHz · UHF 300 MHz–2 GHz · Akustisch 20–300 kHz
Typische Empfindlichkeit gegenüber scheinbarer Ladung 1–5 pC in abgeschirmten Laboren · 50–500 pC in störungsanfälligen Umspannwerken
Feldtestmodi Online (stromversorgt, periodisch, punktuell oder kontinuierlich) · Offline (stromlos, VLF/AC-Quelle)
Vermögensdeckung Transformatoren · Mittel-/Hochspannungskabel · Schaltanlagen (AIS & GIS) · Rotierende Maschinen · Durchführungen

1. Was „feldeinsatzbereit“ bei Teilentladungsprüfgeräten tatsächlich bedeutet

1. Was „feldeinsatzbereit“ bei Teilentladungsprüfgeräten tatsächlich bedeutet

Anbieter preisen ihre Prüfgeräte stolz als „feldtauglich“ an, doch Käufer müssen strengere Kriterien definieren, bevor ein Ausfall im Feld als „nicht feldtauglich“ gilt. Ein feldtaugliches Teilentladungsmessgerät erfüllt die spezifizierten Empfindlichkeits-, Kalibrierungs- und Signal-Rausch-Verhältnis-Kriterien unter den anspruchsvollen Bedingungen von Schaltanlagen, Mittelspannungssensorkabeln und -anschlüssen, Batteriebetrieb sowie manuell beanspruchten Kabeln und Griffen – also nicht nur in einem Kühlraum oder mit einem GPS-synchronisierten Spannungssimulator. Zur Erinnerung: Teilentladung ist ein lokaler dielektrischer Durchschlag in der Isolierung, der diese angreift, lange bevor ein Fehler mit Standard-Isolationswiderstandsmessungen sichtbar wird.

Praktisch unterscheiden nur fünf Leistungsmerkmale feldtaugliche Teilentladungsdatenlogger von Geräten, die ausschließlich im Labor eingesetzt werden: (1) Rauschunterdrückung am Sensor und im Datenerfassungssystem – nicht erst bei der Nachbearbeitung der Daten; (2) Stabilität der Kalibrierungstemperatur – in einem intakten Umspannwerk schwankt die Temperatur an einem heißen Sommertag zwischen 0 und 50 °C; (3) Schutzart an Stecker, Sensorkopf und Kabel – IP65 ist die Mindestanforderung für Freiluft-Schaltanlagen; (4) Langlebigkeit und wiederholte Verwendung der Sensorschnittstellentechnologie ohne Empfindlichkeitsverlust; und (5) Bedienbarkeit der Bedienelemente, der Gerätehardware und der Informationsanzeige auch bei direkter Sonneneinstrahlung und mit Handschuhen.

Wenn es dem Anbieter nicht gelingt, Geräte nach all diesen Standards zu spezifizieren oder zu testen, kann er nicht länger eine weitere „fast einsatzbereite“ Ausrüstung in seinem Repertoire haben; es ist ein Versprechen, das niemals erfüllt werden kann, an das aber so oft geglaubt wird, dass es aus Sicht der Zuverlässigkeit praktisch so wäre.

2. Die 5 häufigsten Ausfallarten von Teilentladungsprüfgeräten im Feld

2. Die 5 häufigsten Ausfallarten von Teilentladungsprüfgeräten im Feld

In veröffentlichten Fallstudien und Berichten von Technikern aus der Praxis scheinen dieselben fünf Fehlermodi für den Großteil der Fälle verantwortlich zu sein, in denen Geräte als „nicht einsatzbereit“ eingestuft werden. Keiner dieser Zustände ist rätselhaft – die Gefahr besteht darin, dass sie in Laborabnahmeprotokollen selten simuliert werden. Die folgende Betrachtung – die wir als „Fünf-Fehlermodi-Perspektive“ bezeichnen – basiert auf der Einführung von IEEE Alberta zum Thema Teilentladungen , der technischen Broschüre der CIGRE WG D1.37 sowie auf Interviews mit Ingenieuren, die von Megger und Omicron geführt wurden.

Modus 1 – Rauschsättigung am Sensorkopf

Symptom: Der Rauschpegel liegt innerhalb von 10 dB des erwarteten Teilentladungssignals oder überlagert die einzeln erfassten phasenaufgelösten Bilder mit störendem Rauschen. Ursache: Breitbandige Emissionen durch Oberschwingungen von Frequenzumrichtern, Schaltnetzteilen oder nicht angeschlossene Isolationserdung, die in die Sensoren eindringt. Lösung: Umstellung auf einen UHF- oder Schmalbandsensor, physische Neupositionierung des Erdungsleiters und Verwendung eines vollständig abgeschirmten Koppelkondensators. Ein speziell entwickelter Teilentladungsdetektor mit wählbarer Bandbreite behebt dieses Problem in der Regel innerhalb eines Vor-Ort-Besuchs.

Modus 2 – Kalibrierungsdrift zwischen Labor und Feld

Symptom: Die pC-Messwerte für denselben Defekt weichen morgens und nachmittags oder zwischen einem 22 °C warmen Kontrollraum und einem 45 °C warmen Außenschrank um 30–60 % voneinander ab. Ursache: Der im Labor verwendete Impulskalibrator wurde vor Ort nicht wieder eingesetzt, oder die Kopplungsimpedanz des Sensors hat sich mit der Temperatur verändert. Abhilfe: Kalibrieren Sie den Sensor vor jeder Messkampagne am Gerät bei Umgebungstemperatur neu – nicht nur einmal pro Quartal, wie es manche Qualitätssicherungssysteme noch fordern.

Modus 3 – Selbstverlöschende PD-Aktivität

Hier noch ein weiterer Tipp für erfahrene Teams. Wie Meggers Experteninterview zeigt, klingt die Teilentladungsaktivität im stationären Betrieb tendenziell von selbst ab, tritt aber bei Laständerungen oder Temperaturschwankungen wieder auf. Symptom: Eine einmalige Feldmessung zeigt „keine Teilentladung“ an, obwohl sich ein Defekt aktiv entwickelt. Lösung: Messen Sie eine Anlage im Feld niemals nur einmal pro Besuch; erfassen Sie Messwerte unter mindestens zwei Lastzuständen und bei mindestens zwei Umgebungstemperaturen und verfolgen Sie die Trends über mehrere Besuche hinweg.

Modus 4 – Verschlechterung von Stecker und Kabel

Symptom: Die Empfindlichkeit sinkt nach 50–100 Steckzyklen um 20–40 %, ohne dass sichtbare Beschädigungen erkennbar sind. Ursache: BNC- oder N-Steckverbinder verschleißen im praktischen Einsatz schnell, wodurch die daraus resultierende Fehlanpassung der Impedanz die höchsten Frequenzanteile der Teilentladungen zuerst dämpft. Abhilfe: Tauschen Sie die Steckverbinder vorsorglich einmal jährlich aus und prüfen Sie vor jeder Messung den Innenleiter jedes Koppelkondensators. Diese Maßnahme kostet 50 US-Dollar und verhindert eine Fehldiagnose im Wert von 50,000 US-Dollar.

Modus 5 – Interpretationslücke des Bedieners

Der am wenigsten abgedeckte Fehlermodus. Außendienstmitarbeiter verwechseln häufig Koronaentladungen, Erdschlüsse oder Funkstörungen mit echten internen Teilentladungen – ein Interpretationsfehler, der in Fachhandbüchern als häufigster Diagnosefehler genannt wird. Die Hardware hat funktioniert, der Arbeitsablauf jedoch nicht. Lösung: Jedem unerfahrenen Mitarbeiter sollte bei den ersten 20 Messungen ein erfahrener Prüfer zur Seite gestellt werden. Zudem sollten in jedem Bericht phasenaufgelöste Bestrahlungsmuster (PRPD) enthalten sein, damit eine zweite Meinung eingeholt werden kann.

3. Online- vs. Offline-Feld-PD-Tests: Eine Entscheidungsmatrix

3. Online- vs. Offline-Feld-PD-Tests: Eine Entscheidungsmatrix

Online-TE-Prüfungen erfassen die Aktivität, wenn das Gerät mit normaler Betriebsspannung betrieben wird; Offline-Prüfungen erfordern eine Abschaltung und eine externe Spannungsquelle (oder ein Resonanzgerät). Beide Verfahren haben ihren Platz in einem Feldprogramm. Ein häufiges Missverständnis ist, sie als konkurrierende Lösungen anstatt als logisches Paar zu betrachten: Online-Prüfungen erkennen gravierende Probleme unter realer Belastung; Offline-Prüfungen bestätigen verdächtige Online-Ergebnisse unter kontrollierter Belastung.

Entscheidungskriterium Online gewinnt, wenn… Offline gewinnt, wenn…
Ausfalltoleranz Anlagen dürfen nicht außer Betrieb genommen werden (24/7-Produktion, Krankenhäuser, Rechenzentren). Ein geplantes Wartungsfenster besteht bereits oder die Anlage wird in Betrieb genommen.
Sensibilität erforderlich Die Erkennung von Defekten auf groben Ebenen (≥100 pC) ist für die Entscheidungsfindung ausreichend. Der Abnahmetest erfordert eine Empfindlichkeit unter 10 pC bei geregelter Spannung.
Defektlokalisierung Die Identifizierung auf Anlagenebene („Welcher Transformator?“) genügt. Lokalisierung der Unterkomponenten erforderlich (welche Wicklung, welche Verbindung?).
Einhaltung von Standards Zustandsüberwachung gemäß IEC 62478-Rahmenwerk Abnahme gemäß IEC 60270-gebührenbasierter Methodik
Betriebskosten Geringere Kosten pro Erhebung; kein Produktionsausfall Höhere Kosten pro Untersuchung (Ausfall + Spannungsquelle), aber sauberere Daten

Diese Entscheidung ist nie eine Alles-oder-Nichts-Entscheidung. Ein gängiges mehrstufiges Verfahren umfasst eine Online-Schnellanalyse jedes Umspannwerks, identifiziert die 5–10 % der Anlagen mit hoher Auslastung und plant anschließend eine Offline-Validierung nur für diese Anlagen. Dadurch werden Ausfallzeiten bei Anlagen minimiert, bei denen die Online-Daten Zweifel aufkommen lassen.

4. Was die IEC 60270 für Feldmessungen vorschreibt (und wo sie ihre Grenzen hat)

4. Was die IEC 60270 für Feldmessungen vorschreibt (und wo sie ihre Grenzen hat)

IEC 60270:2025 – die neueste Ausgabe, die die langjährige Ausgabe von 2000 ersetzt – ist der maßgebliche Standard für die ladungsbasierte Teilentladungsmessung. Er definiert die Scheinladung in Pikocoulomb, fordert eine Impulskalibrierung vor jeder Messung und legt Akzeptanzgrenzen für Hochspannungsprüfverfahren fest. Er ist die beste Referenz für Werksabnahmeprüfungen in abgeschirmten Räumen. Für Feldtests stößt er jedoch an seine Grenzen.

Welche Empfindlichkeit ist gemäß IEC 60270 erforderlich?

Die mit Abstand häufigste Definition von Feldqualität: gar keine Definition! Es ist nicht schwer, Werte festzulegen, aber die Messmethode muss im Voraus vereinbart werden, um Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit zu gewährleisten. IEC 60270 setzt den Standard: Die Kalibrierung muss wiederholbar und nachvollziehbar sein. Typische Labormessungen nach IEC 60270 zeigen eine Empfindlichkeit von 1–5 pC, während dasselbe Messgerät vor Ort Werte zwischen 50 und 500 pC erreicht, begrenzt nur durch das Grundrauschen. Die idealisierten Annahmen der IEC 60270 zur Signalerfassung (perfekt niedriges Umgebungsrauschen, geringe Bandbreite usw.) treffen in einer Umspannwerksumgebung nicht zu. Dies ist kein grundsätzlicher Fehler der IEC 60270, sondern verdeutlicht lediglich die Grenzen ladungsbasierter Prüfungen außerhalb einer zeit- und rauschkontrollierten Umgebung.

Für die unkonventionellen Methoden, auf die in diesem Bereich tatsächlich angewiesen ist – UHF und Schallemissionsanalyse – gilt die Norm IEC 62478. Die technische Broschüre der CIGRE WG D1.37 behandelt die Grenzbedingungen zwischen den beiden Normen detailliert und verdeutlicht, unter welchen Bedingungen die jeweiligen Messungen am erfolgreichsten sind. IEEE 400.3, die Industrienorm für kabelspezifische Feldprüfungen, stellt in der IEEE-Alberta-Referenz lediglich fest, dass sie „weder im Widerspruch zu IEC 60270 steht noch diese unterstützt“ – eine der deutlichsten Aussagen darüber, dass für Kabelfeldprüfungen eine andere Norm gilt als für laborbasierte Prüfungen.

📐 Technischer HinweisGeben Sie Abnahmedokumente an, die beide Normen namentlich erwähnen: Abnahme nach IEC 60270:2025 für Offline-Werksprüfungen; Zustandsüberwachung nach IEC 62478 für Online-Feldmessungen. Dadurch werden die häufig vorkommenden, unbegründeten Reklamationen wie „Das Gerät wird zwar als konform ausgeliefert, erfüllt aber in der Praxis nicht die Anforderungen“ vollständig vermieden.

5. Sensorauswahl für Feldbedingungen: HFCT, TEV, UHF oder akustisch

5. Sensorauswahl für Feldbedingungen: HFCT, TEV, UHF oder akustisch

Es gibt keinen Sensortyp, der alle Anforderungen eines umfassenden Feldprogramms erfüllt: Die Bandbreite an Teilentladungsschweregraden, Anlagentypen, Standorten und Geometrien ist zu groß. Die Wahl des falschen Sensors ist neben der Rauschsättigung eine der Hauptursachen für enttäuschte Kundenerwartungen. Ein Feldkit sollte mindestens drei der vier gängigen Sensorfamilien enthalten, von denen jede ihre eigenen Vorteile bietet und eine klare Auswahlmöglichkeit bietet.

Welchen Frequenzbereich deckt jeder PD-Sensor ab?

Sensor Frequenzbereich Optimale Anlagenkopplung Störfestigkeit gegenüber Feldgeräuschen Schwierigkeitsgrad im Gelände
HFCT 10 kHz–100 MHz Kabelschirme, Transformator-Erdungsbänder, GIS-Abstandshalter Niedrig bis mittel (Breitband macht es rauschanfällig) Einfache Installation, reagiert empfindlich auf die Positionierung
VTE 5-80 MHz Schaltschrankabdeckungen (kapazitive Kopplung) Mittel (vorbehaltlich der Corona-Situation) Ganz einfach – magnetisch befestigt
UHF 300 MHz–2 GHz (Forschung erstreckt sich bis 4.5 GHz) GIS, Trockentransformatoren, abgeschirmte Gehäuse Hoch – Schmalbandauswahl unterdrückt die meisten Umgebungsgeräusche Erfordert ein Sichtfenster oder einen eingebauten Antennenanschluss.
Akustisch (AE) 20–300 kHz Transformatorbehälterwände, ölgefüllte Durchführungen Mittel — mechanische Geräusche stören Erfordert Triangulation zur Lokalisierung

Untersuchungen der KTH Royal Institute of Technology zu Kabelanschlüssen zeigen, dass HFCT der empfindlichste Sensor für alle Teilentladungstypen und -pegel ist. Ein Vergleich von UHF und HFCT in der Live-Detektion belegt jedoch, dass HFCT im Frequenzband von 600–800 MHz eine bessere Rauschunterdrückung aufweist. Praktische Anwendung: In rauscharmer Umgebung erzielt HFCT die höchste Detektionsempfindlichkeit. In rauschstarker Umgebung bietet UHF eine verbesserte Rauschunterdrückung.

„Bei einer stark frequentierten Vermessung in einer Schaltanlage hängt die Entscheidung für UHF oder HFCT selten davon ab, welcher Sensor ‚besser‘ ist. Entscheidend ist vielmehr, ob Rauschen oder interne Teilentladungen geringer Amplitude in Ihrer Umgebung die größte Herausforderung darstellen. Verwenden Sie beide Sensoren und ein klares Protokoll für den Wechsel zwischen ihnen, und Sie erhalten deutlich sauberere Daten.“

— Zusammengefasst aus dem Methodenvergleich der CIGRE-Arbeitsgruppe D1.37 und den Feld-Teilentladungsrichtlinien der IEEE Alberta

6. Teilentladungsprüfung im Feld an Transformatoren

6. Teilentladungsprüfung im Feld an Transformatoren

Die mobile Teilentladungsprüfung von Transformatoren im Feld erfolgt mit zwei Sensoren: elektrischen Messungen mittels Ableitstromsensoren an den Durchführungsklemmen und akustischen Messungen am Tank selbst. Keiner der Sensoren allein kann eindeutig feststellen, ob die Entladung intern oder extern erfolgt. Der IEEE-Leitfaden zur Teilentladungsmessung an flüssigkeitsgefüllten Leistungstransformatoren empfiehlt dringend die Verwendung der Durchführungsklemmenkopplung als elektrische Eingangsgröße für die Online-Prüfung und verweist auf IEEE C57.113 als Standardreferenz.

Für die Inbetriebnahme und Abnahme werden die Teilentladungs-Einsatzspannung (PDIV) und die Teilentladungs-Ausschaltspannung (PDEV) bei angelegten Spannungssprüngen erfasst. Die Differenz zwischen PDIV und der Nennbetriebsspannung definiert die Auslegungsreserve; die Differenz zwischen PDIV und PDEV zeigt, wie leicht die Entladung nach einer Unterbrechung wieder entzündet werden kann – ein subtiles Diagnosekriterium, das viele Teams bei der PDIV-Messung vernachlässigen und als unwichtig abtun. Einige Leser werden mit diesen Informationen vertraut sein, während andere Teams mit guten PDIV-Werten, aber unbestätigten PDEV-Werten erlebt haben, wodurch die Hälfte der Diagnoseinformationen verloren geht. Moderne Transformatorenprüfgeräte erfassen beide Werte automatisch, wenn der Spannungsanstieg korrekt konfiguriert ist.

Bei Trockenentladungsgeräten verhält es sich anders. Da kein Öl als verlustbehaftetes Medium wirkt, das die Aktivität unterdrückt, bis sie sichtbar wird, sind Oberflächenkriechströme und Windungsentladungen frühzeitig erkennbar. Zudem können UHF-Antennen in der Nähe von Lüftungsgittern Aktivitäten erfassen, die bei HFCTs mit Buchsenanschluss nicht sichtbar sind. Obwohl die hörbare Rückkopplung lauter ist, wird in diesem Bereich üblicherweise in einer lauteren Umgebung gearbeitet – Trockenentladungsgeräte finden ihren äußerst erfolgreichen Einsatz häufig in der Fertigung oder anderen Bereichen mit hohem elektrischem Rauschen.

7. Teilentladungsprüfung vor Ort an Kabeln (Mittel-/Hochspannung)

7. Teilentladungsprüfung vor Ort an Kabeln (Mittel-/Hochspannung)

Die Messung von Teilentladungen in Kabeln vor Ort unterscheidet sich deutlich von der Vorgehensweise bei Transformatoren. Kabel sind verteilte Anlagen – die lange Übertragungsstrecke bedeutet, dass eine Einzelpunktmessung an einem Anschluss die Aktivität an anderen Stellen möglicherweise nicht erfasst; der Hochfrequenzanteil des Signals wird durch die Dämpfung entlang des Kabels beeinflusst; und potenzielle Fehlerquellen befinden sich eher im Zubehör – Steckverbindern, Anschlüssen, Verbindungen – als in der Kabelisolierung selbst. IEEE 400.3 ist sowohl der maßgebliche Leitfaden für die Praxis als auch, wie die oben zitierte Arbeit des IEEE Alberta zeigt, bewusst außerhalb der ladungsbasierten Technologie nach IEC 60270.

Zwei Prüfverfahren sind weit verbreitet. Offline + VLF + PD nutzt eine Niederfrequenzquelle von 0.1 Hz, um das Kabel zu erregen, während ein Koppelkondensator und ein Teilentladungsdetektor die Aktivität am B- oder B+C-Ende überwachen. Die niedrige Frequenz minimiert die Größe der Quelle – und damit die Handhabung der Geräte – und ist zerstörungsfrei für das Kabel. Online + HFCT verwendet einen Hochfrequenz-Stromwandler, der um das Erdungsband des Kabelschirms geklemmt wird und Teilentladungen erkennt, während das Kabel im Normalbetrieb unter Spannung steht. Dieses Verfahren ist schneller und einfacher, erkennt jedoch keine Defekte, die erst bei erhöhter Betriebsspannung auftreten.

Für die Inbetriebnahme neuer Mittel- und Hochspannungskabelanlagen liefert ein Verfahren – bestehend aus einem Offline-VLF+TE-Abnahmetest und einer anschließenden Online-Basismessung nach der Inbetriebnahme – sowohl die behördliche Abnahme als auch eine Referenzmessung für zukünftige Zustandsbewertungen. Ein auf die Kabelkapazität ausgelegter VLF-Generator ist dabei unerlässlich; eine zu kleine Quelle kann lange Kabelstrecken nicht mit der Prüfspannung versorgen. Ist die genaue Lokalisierung einer bestätigten Teilentladungsquelle erforderlich, wird zusätzlich ein Kabelfehlerortungssystem eingesetzt.

8. Feldkalibrierung und Rauschmanagement

8. Feldkalibrierung und Rauschmanagement

Die meisten als „nicht praxistauglich“ eingestuften Messungen lassen sich letztendlich auf Kalibrierungs- oder Störfestigkeitsprobleme zurückführen, nicht aber auf die Geräte selbst. Eine nachvollziehbare Feldmessung folgt einem vierstufigen Verfahren, bevor der erste Teilentladungsmesswert ermittelt wird.

Welcher Rauschpegel ist für Teilentladungsprüfungen im Feld akzeptabel?

Als allgemeine Richtlinie gilt, dass der Umgebungsgeräuschpegel mindestens dreimal unter dem niedrigsten im Rahmen der Messung ermittelten Teilentladungswert liegen sollte. In einem Umspannwerk mit einer angestrebten Empfindlichkeit von 100 pC bedeutet dies ein Rauschen unterhalb von etwa 30 pC äquivalent – ​​ein Wert, der in den meisten Feldumgebungen ohne Rauschunterdrückung nicht realisierbar ist. In GIS-Systemen umgehen UHF-Messungen die Scheinladungseinheit vollständig und zeigen die Teilentladungsquelle in dBm oder μV an, wobei ein Mindestabstand von 10 dB zwischen Teilentladungssignal und Rauschen eingehalten werden sollte.

💡 Profi-Tipp – Vortestsequenz
  1. Inbetriebnahme des Systems – Einspeisung eines Impulses mit einer bestimmten Ladung (in der Regel 100 pC) am Kopplungspunkt, Aufzeichnung und Speicherung der Ergebnisse der Systemantwort für den Kalibrierungsfaktor dieser Sitzung.
  2. Ermitteln Sie den Grundrauschpegel – erfassen Sie 60 Sekunden lang Hintergrunddaten, während das Gerät stromlos ist oder sich in einem bekannten, geräuscharmen Betriebszustand befindet. Notieren Sie die Frequenzen und die Amplitude des Hintergrundrauschens.
  3. Konfigurieren Sie Abtastgatter – wenden Sie Zeitbereichs- oder Frequenzbereichsgatter an, die dazu dienen, die in Schritt 2 gemessenen Rauschquellen zu eliminieren. Stellen Sie sicher, dass die Gatter das relevante PD-Frequenzband nicht ausblenden.
  4. Bestimmen Sie die optimale Bandbreite – ein schmalbandiger Filter unterdrückt das Rauschen pro Hertz effektiver, ein breitbandiger Filter erfasst mehr Teilentladungsenergie. Treffen Sie diese Auswahl anhand des dominanten Rauschmusters im Zeit- und Frequenzbereich. Verwenden Sie schmalbandige Filter für Oberwellen im Netz und breitbandige Filter für Impulsrauschen.

Die Anwendung dieses Verfahrens zu Beginn jedes Messtages und nicht nur einmal pro Quartal ist der bedeutendste Fortschritt in der Prozessdisziplin, den ein Team beim Übergang vom Labor zur Feldmessung für Teilentladungsprüfungen erzielen kann.

9. Arbeitsablauf für die Feld-PD-Prüfung: 7-Punkte-Checkliste

9. Arbeitsablauf für die Feld-PD-Prüfung: 7-Punkte-Checkliste

Das nachfolgend beschriebene Verfahren ist ein integrierter Arbeitsablauf, der auf dem IEEE Field Guide für die Teilentladungsprüfung von Transformatoren und den Ergebnissen von CIGRE D1.37 zum Methodenvergleich basiert. Es legt den Schwerpunkt auf Prozess- und Entscheidungsschritte anstatt auf direkte Messkorrelationen. Es übersetzt zwischen Anlagenklassen, nicht zwischen Teilentladungssignaturen.


  • Schritt 1 – UmfrageplanungListen Sie die Anlagen nach Priorität auf (Kritikalität × Alter × bekannte Historie). Rechnen Sie mit 30–60 Minuten pro Anlage für eine Stichprobenprüfung; bei Anlagen, die zum ersten Mal erfasst werden und bei denen die Sensorplatzierung experimentell ermittelt werden muss, dauert es länger.

  • Schritt 2 – SicherheitseinstellungenPrüfen Sie, ob elektrische Genehmigungen, Erdung und persönliche Schutzausrüstung (PSA) vorliegen und ob die Schutzeinrichtung des Geräts im Teststrompfad nicht auslöst. Bei Online-Prüfungen ist zu vergewissern, dass die gewählte Sensorkopplung keine Unterbrechung der Schutzleiterverbindung erfordert.

  • Schritt 3 – Kalibrierung am Anlagenobjekt: Führen Sie die Vortestsequenz in Abschnitt 8 durch. Speichern Sie den Kalibrierungsprotokoll mit Zeitstempel und Umgebungstemperatur.

  • Schritt 4 – Lärmmessung60 Sekunden Hintergrunddaten aufzeichnen, dominante Rauschquellen und Frequenzen dokumentieren. Vor der Messung die Gate-Einstellungen anpassen.

  • Schritt 5 – Platzierung und Messung des SensorsErfassen Sie mindestens ein phasenaufgelöstes Muster pro Messpunkt. Bewegen Sie den Sensor an eine zweite Position, um sicherzustellen, dass das Muster kein Platzierungsartefakt ist.

  • Schritt 6 – Überprüfung mehrerer Bedingungen: Erfassen Sie einen zweiten Datensatz unter einer anderen Lastbedingung oder nach einer thermischen Einwirkzeit. Dadurch wird das in Abschnitt 2 beschriebene selbstverlöschende Teilentladungsmuster erfasst.

  • Schritt 7 – BerichterstattungPRPD-Screenshots, Kalibrierungsprotokoll, Rauschmessaufnahme und explizite Entscheidung (keine Maßnahmen / Überwachung / Offline-Bestätigung / sofortiges Eingreifen). Ein Bericht ohne diese vier Elemente ist unvollständig und nicht vertretbar.

Teams, die diesen Workflow regelmäßig nutzen, liefern Berichte, die von externen Experten geprüft und validiert werden. Teams, die die Schritte 4 und 6 überspringen, werden bei Prüfungen durch die Anlagenbetreiber beanstandet und erneut getestet. Im Vergleich zu einer unvollständigen Bestandsaufnahme ist mit einer Zeitersparnis von ca. 30 Minuten pro Anlage bei der Zusammenstellung und Durchführung zu rechnen. Ein erneuter Test kann den gesamten Mobilisierungsprozess in Anspruch nehmen.

10. Was ändert sich bei der Teilentladungsprüfung im Feld im Jahr 2026?

Drei Trends verändern die Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit von PD-Projekten im Jahr 2026 – jeder mit konkreten Auswirkungen auf die Beschaffungs- und Workflowplanung.

Die kontinuierliche Online-Überwachung wächst schneller als periodische Messungen. Der globale Markt für Teilentladungsüberwachungssysteme erreichte 2025 ein Volumen von 562 Millionen US-Dollar mit einer prognostizierten durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von über 5.2 %. Die Online-Überwachung soll laut Congruence Market Insights von 540 Millionen US-Dollar (2024) auf 798 Millionen US-Dollar ansteigen. Periodische Messungen sind zwar weiterhin dominant – gemessen am Stückvolumen –, doch die am schnellsten wachsende Budgetkategorie sind mehrjährige Verträge für die kontinuierliche Überwachung kritischer Anlagen. Planen Sie für den Investitionszyklus 2026–2028 sowohl den periodischen Gerätekauf als auch Serviceverträge für die kontinuierliche Überwachung ein; die Annahme, „mehr Messgeräte kaufen“ sei die einzige Option, verkennt diese Entwicklung.

KI-gestützte Mustererkennung hält Einzug in die Praxis. Techniker im Außendienst werden im Jahr 2026 zunehmend KI-markierte PRPD-Muster auswerten, anstatt jede Messung einzeln zu analysieren. Für die Beschaffung bedeutet dies, dass die Cloud-Plattform hinter dem Sensor genauso wichtig ist wie der Sensor selbst. Spezifizieren Sie daher die Abdeckung der Musterbibliothek der Analyseplattform und deren Aktualisierungsfrequenz in derselben Ausschreibung wie die Hardware.

Die IEC 60270 liegt nun in der Ausgabe 2025 vor. Ausschreibungsunterlagen und Abnahmeprüfprotokolle, die auf der IEC 60270:2000 basieren, sollten überprüft und neu herausgegeben werden. Die Ausgabe 2025 präzisiert mehrere Messbestimmungen, und die Verwendung der vorherigen Ausgabe für zukünftige Ausschreibungen kann bei der Abnahme zu Streitigkeiten führen. Wenn Sie Geräteanschaffungen oder Werksabnahmeprüfungen nach dem dritten Quartal 2026 planen, stellen Sie sicher, dass Ihre Spezifikationen die IEC 60270:2025 explizit erwähnen. Feldtaugliche Hochspannungsprüfgeräte, die heute beschafft werden, sollten mit einer Dokumentation ausgeliefert werden, die auf die aktuelle Ausgabe verweist.

Häufig gestellte Fragen – Feld-TEP

F: Was ist die Teilentladungsprüfung von elektrischen Geräten?

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Die Teilentladungsprüfung (TE-Prüfung) misst die Teilentladungsaktivität in der Isolierung von Mittel- und Hochspannungsanlagen. Teilentladungen entstehen, wenn kleine, lokale elektrische Funken die Isolierung vorzeitig beschädigen, im Vergleich zur normalen Isolationswiderstandsprüfung. Wichtige Erkenntnisse und Trends der Teilentladungsaktivität warnen den Bediener frühzeitig vor drohenden Isolationsausfällen an Transformatoren, Schaltanlagen, Kabeln und rotierenden Maschinen.

F: Was ist ein Offline-PD-Test?

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Die Offline-Teilentladungsprüfung wird an der spannungslosen Anlage durchgeführt. Die Prüfung erfolgt extern über eine Spannungsquelle – in der Regel eine VLF- (Very Low Frequency) oder Resonanzquelle – zur Erzeugung der Spannung. Ein Koppelkondensator und ein Teilentladungsdetektor messen die Aktivität. Offline-Prüfungen bieten eine höhere Empfindlichkeit und bilden die Grundlage für die Abnahme nach IEC 60270, erfordern jedoch eine Abschaltung und sind pro Messung teurer als Online-Prüfungen.

F: Was ist eine Teilentladungsprüfung an einem Stromwandler?

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Zur Beurteilung der Isolationsintegrität an der Primär-Sekundär-Schnittstelle (niedrigste Wandspannung des Stromwandlers) wird eine Punkt-zu-Punkt-Dielektrizitätsprüfung an einem Stromwandler durchgeführt. Werksprüfungen an Stromwandlern erfolgen gemäß den ladungsbasierten Prüfnormen der IEC 60270. Die Akzeptanzgrenzen richten sich nach der Stromwandlerklasse und der Nennspannung. Vorinstallierte Stromwandler können im Rahmen von Umspannwerksinspektionen mit einem Hochfrequenz-Stromwandler oder einem Transientenereignisdetektor vorgeprüft werden.

F: Wie genau ist die Teilentladungsprüfung vor Ort im Vergleich zur Laborprüfung?

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Feldmessungen sind mit derselben Ausrüstung etwa eine Größenordnung ungenauer als Labormessungen – 50–500 pC im Feld gegenüber 1–5 pC im abgeschirmten Labor. Dies ist kein Hardwaredefekt, sondern entspricht dem Rauschpegel. Feldtests bleiben dennoch nützlich, da wir eher an der Erfassung überdurchschnittlicher Aktivität als an der „tatsächlichen“ Ladung dieser Aktivität interessiert sind.

F: Worin besteht der Unterschied zwischen PDIV und PDEV?

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PDIV ist die Einsatzspannung bei Teilentladungen – die Spannung, bei der mit steigender Spannung Teilentladungen auftreten. PDEV ist die Auslöschspannung bei Teilentladungen – die Spannung, bei der mit sinkender Spannung die Teilentladungen erlöschen. Die Differenz zwischen PDEV und der Nennbetriebsspannung ist die Auslegungsreserve.

Der Unterschied zwischen PDIV und PDEV besteht in der Leichtigkeit, mit der sich die Entladung nach einer Unterbrechung wieder entzünden lässt, und ist ein gutes sekundäres Diagnosekriterium.

F: Wie oft sollten Teilentladungsprüfungen an Feldgeräten durchgeführt werden?

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Die Häufigkeit der Überprüfung richtet sich nach der Kritikalität und der Historie der Anlage. Üblicherweise erfolgt die Überprüfung jährlich für Mittelspannungsanlagen ohne erhöhte Aktivität in der Vergangenheit, halbjährlich für Anlagen, die sich dem Ende ihrer Lebensdauer nähern, und kontinuierlich online für die meisten kritischen Anlagen (z. B. große Generatortransformatoren, Unterverteilungskabel). Sobald ein erhöhter Messwert festgestellt wird, wird die Überprüfungsfrequenz erhöht, bis eine Diagnoseentscheidung getroffen wird.

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Über diesen Feldführer

Eine Synthese der Praxis der Teilentladungsprüfung (TE) im Feld gemäß IEC 60270:2025, IEC 62478, IEEE 400.3, IEEE C57.113, der technischen Broschüre der CIGRE WG D1.37 und den relevantesten aktuellen, von Experten begutachteten Sensorvergleichsstudien. Fünf Fehlermodi der TE und ein Arbeitsablauf mit sieben Elementen wurden aus diesen Quellen sowie aus veröffentlichten Fallstudien abgeleitet; spezifische Betriebsschwellenwerte sind anlagen- und umgebungsabhängig und unterliegen lokalen Normen. Geprüft vom DEMIKS Power-Ingenieurteam.

Referenzen & Quellen

  1. IEC 60270:2025 — Hochspannungsprüfverfahren: Ladungsbasierte Teilentladungsmessung — Internationale Elektrotechnische Kommission
  2. IEEE-Praxisleitfaden für die Teilentladungsmessung an flüssigkeitsgefüllten Leistungstransformatoren — IEEE Transformers Committee, Dielectric Test Subcommittee
  3. Einführung in die Teilentladung: Ursachen, Auswirkungen und Erkennung — IEEE Southern Alberta PES/IAS Chapter
  4. Technische Broschüre der CIGRE WG D1.37 – Richtlinien zur Teilentladungserkennung mit konventionellen und unkonventionellen Methoden — Internationaler Rat für große elektrische Systeme (CIGRE)
  5. Anwendung von HFCT- und UHF-Sensoren bei Online-Teilentladungsmessungen — PubMed Central (peer-reviewte Forschung)
  6. Überwachung von Teilentladungen an Kabelendverschlüssen — KTH Königliches Institut für Technologie
  7. Markt für Systeme zur Überwachung von Teilentladungen – Größe, Anteil und Wachstumsbericht — ResearchNester
  8. Teilweise Entlassung: Ein Interview mit den Experten — Megger Electrical Tester (Fachpublikation)
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