PD-Testsystem mit einfachem Arbeitsablauf: 8 wesentliche Schritte

Geprüft vom DEMIKS-Technikteam · Fokus-Keyword: PD-Testsystem mit einfachem Workflow

Ein einfacher Arbeitsablauf zur Teilentladungsmessung bildet eine vollständige Kette von der Messmethode bis zur Berichterstattung. Er vermeidet unnötige Übergaben und behält dabei Messgröße, Stromkreis, Geräuschaufzeichnung, Kalibrierungsgrundlage und Zustand der Anlage(n) im Blick.

Ein PD-Prüfsystem mit einfachem Workflow verarbeitet einen Anlagendatensatz in acht Schritten: Ergebnis definieren, Prüfpfad auswählen, Schaltung konfigurieren, Hintergrund festlegen, Kalibrierung und/oder Empfindlichkeit überprüfen, Messung unter festgelegten Bedingungen durchführen, nachvollziehbaren Bericht erstellen und versionierte Vorlage speichern. Einfachheit bedeutet weniger versteckte Entscheidungen. Die Sensorausgaben werden nicht vereinheitlicht.

Elektrische Teilentladungen sind lokale Entladungen, die die Isolation nicht vollständig überbrücken. Der Begriff „Teilentladungsmessung“ ist in allgemeinen Suchanfragen mehrdeutig, daher beschränkt sich dieser Leitfaden auf den Kontext der Hochspannungsprüfung. Die aktuelle öffentliche Seite der IEC 60270:2025 beschreibt ladungsbasierte Messungen für Wechselstrom bis 500 Hz oder Gleichstrom; sie wandelt jedoch nicht jedes elektromagnetische, akustische oder UHF-Signal in eine scheinbare Ladung um.

1. Beginnen Sie die Teilentladungsprüfung mit dem gewünschten Ergebnis.

Beginnen Sie mit der Angabe des Anlagennamens, der Entscheidung und der benötigten Menge. Eine Offline-Gebührenmessung, eine Online-Zustandsanalyse und eine Screening-Untersuchung können zwar Teilentladungsaktivität erkennen, führen aber nicht zum gleichen Ergebnis. Die Vorgehensweise muss vor der Preisfestlegung des Instruments festgelegt werden.

Gemäß den NIST-Richtlinien für Messgrößen sollte ein methodendefiniertes Ergebnis die Messmethode identifizieren. Dies ist das erste Feld der Methoden-Ergebnis-Zuordnung.

Bei Transformatoren, Umspannwerken, Schaltanlagen, Kabelsystemen oder rotierenden Maschinen macht das einen Unterschied. Dieselbe Aufzeichnung kann die Früherkennung, die Überprüfung des Isolationszustands, die Zuverlässigkeitsplanung und die vorausschauende Instandhaltung unterstützen, wenn die Anlagen des Stromversorgungssystems, der Zustand der elektrischen Isolation und die Methode zur Teilentladungserkennung miteinander verknüpft sind. Ein Energieversorgungsunternehmen, das ein Überwachungssystem überprüft, benötigt Diagnosedaten und einen Einsatzumfang, nicht nur die Kennzeichnung „Hochspannungsanlage“.

Welche PD-Messmethode ist die beste und unter welchen Bedingungen?

Es gibt keine absolut beste Methode. Verwenden Sie eine kalibrierte elektrische Messstrecke, wenn die Spezifikation eine scheinbare Ladungsmessung erfordert, und eine Online-Messstrecke, wenn die Entscheidung von den Betriebsbedingungen und dem Trendkontext abhängt. Setzen Sie UHF-, TEV- oder akustische Sensoren ein, wenn die Anlage und der Standort diese Messverfahren rechtfertigen. Geben Sie die Methode, die Ausgabe und den Grenzwert an, bevor Sie die Ergebnisse vergleichen.

Online-Teilentladungsmessungen können zur Teilentladungsüberwachung eingesetzt werden, während die Teilentladungsüberwachung wiederkehrende Teilentladungsereignisse erfasst. Die Teilentladungserkennung kann die Fehlererkennung unterstützen, jedoch ist die Erkennung von Teilentladungen nicht gleichbedeutend mit der Diagnose eines Defekts. Diese Unterscheidung umfasst die Teilentladungserkennung, die Detektion von Teilentladungen und die Rauschunterdrückung. Das Messsystem muss Leistungstransformatoren, Oberflächenentladungen und andere anlagenspezifische Kontexte erfassen. Ein Teilentladungsdetektor kann Teilentladungssignale erkennen, während Lösungen und Maßnahmen zur Teilentladungsbehebung nach einem festgelegten Verfahren durchgeführt werden. Er unterstützt außerdem die Erkennung von Teilentladungen, die Überprüfung des Zustands von Stromversorgungsanlagen und die Auswahl des optimalen Teilentladungswegs.

Phasenaufgelöste Muster und Ansichten phasenaufgelöster Teilentladungen unterstützen die Mustererkennung. Eine hohe Empfindlichkeit ist nur dann sinnvoll, wenn Rauschen entfernt und die Referenzmethode bekannt ist. Der Kontext der elektrischen Energieversorgung, das Ziel der Systemzuverlässigkeit und der Zustand der Betriebsmittel müssen im selben Arbeitsbericht dokumentiert sein. Der optimale Weg zur Teilentladungsanalyse ist derjenige, der die gestellte Frage beantwortet; KI-gestützte Mustererkennung kann diese Abgrenzung nicht ersetzen.

XLPE-Kabel und HGÜ-Anwendungen können unterschiedliche Sensor- und Abnahmekriterien erfordern. Entscheidungen über Entladungen in Hochspannungsanlagen benötigen einen Systemkontext, und Überwachungs- sowie Fehlerentscheidungen sollten den Betrieb der Anlagen ermöglichen, die den Vorfall verursacht haben.

„Bei der Angabe des Schätzwertes und der Unsicherheit einer solchen Messgröße sollte stets klargestellt werden, dass die Messgröße durch eine bestimmte Messmethode definiert ist.“

Szenario: Ein Kabelteam nutzt möglicherweise Online-Daten, um zu entscheiden, ob ein Stromausfall gerechtfertigt ist, und anschließend Offline-Daten, um die Situation unter kontrollierter Spannung zu untersuchen. Die beiden Datensätze sollten getrennt geführt und nicht zu einer einzigen, unerklärlichen Zahl zusammengeführt werden.

2. Bauen Sie die Teilentladungsprüfgeräte als einen Stromkreis zusammen.

Die konfigurierte Schaltung ist das Prüfobjekt, nicht der Detektor allein. Um das Prüfobjekt zu erfassen, geben Sie die Anwendungsquelle (z. B. Kabel, Kopplung oder Sensorpfad), die Messimpedanz, das Kabel, den Erfassungskanal, die Phasenreferenz und die Softwareversion als eine Konfiguration an.

Die Schaltungsbeschreibung von HV TECHNOLOGIES erläutert einen Koppelkondensator mit Mess- und Sperrimpedanz sowie einen Detektor als Bestandteil einer Messschaltung. Die Produktseite von DEMIKS beschreibt für das Modell DJF-1kVA-7.5kV unter anderem einen Industriecomputer mit digitalem Teilentladungsmessgerät, konfigurierbarem Abschirmgehäuse, schrittweiser Spannungsregelung, Datenauswertung und A4-Bericht. Die Angaben der Hersteller lassen sich nicht ohne Weiteres auf andere Modelle und Hersteller übertragen.

Welche Ausrüstung wird für Offline-Teilentladungsprüfungen benötigt?

Der Umfang einer Offline-Messung hängt vom Messobjekt und der Messmethode ab. Eine vollständige Offline-Messung umfasst typischerweise eine zugelassene externe Testquelle, ein Koppelgerät, eine Messimpedanz, einen Detektor oder eine Datenerfassungseinheit, eine Phasenreferenz, Rauschunterdrückung, eine Kalibrier- oder Empfindlichkeitsreferenz sowie eine Software und einen Bericht/Datensatz. Der Lieferant muss genau angeben, welche Leistungen im Lieferumfang enthalten sind und welche Verantwortlichkeiten der Käufer trägt.

Die Liste darf nicht in ausführbare Anweisungen für Hochspannungsanschlüsse umgewandelt werden. Qualifiziertes Personal sollte die anlagenspezifischen Verfahren und Standortkontrollen beachten.

3. Hintergrundrauschen von der Teilentladungskalibrierung trennen

Die Antworten auf die Fragen nach Rauschen und Kalibrierung unterscheiden sich. Bei Rauschprüfungen wird geprüft, ob ein Signal erkennbar ist. Kalibrierung oder Empfindlichkeitsprüfung hingegen ermittelt, wie die gemessene Reaktion mit einer Referenzmessung zusammenhängt. Ein störungsfreier Bildschirm ist kein Beweis dafür, dass das System kalibriert oder die Empfindlichkeit geprüft wurde.

Laut HV TECHNOLOGIES hängt der Skalierungsfaktor von der Koppelvorrichtung, dem Detektor, dem Prüfobjekt und den Kabeln ab. Daher kann eine veränderte Schaltung eine erneute Kalibrierung erforderlich machen. Der IET-HFCT-Fall liefert ein nützliches Gegenbeispiel zu der Aussage, dass ein HFCT niemals pC liefern kann. Die Autoren charakterisierten den Sensor und verwendeten eine Kalibrierkonstante basierend auf dem integrierten Impuls. Dieses Ergebnis ist spezifisch für den konstruierten Sensor und das Testverfahren.

Die GIS-Studie zu Sensoren setzt einen anderen Grenzwert. Sie besagt, dass die UHF-Wellenform nicht direkt mit der Ladung korreliert und eine Empfindlichkeit von 1.138 V/m im Feldversuch erreicht. Mit der im Labor angewandten Methode konnte die Empfindlichkeit unter den Testbedingungen von 1.8 V/m auf 1.138 V/m verbessert werden. Diese Ergebnisse gelten spezifisch für das getestete UHF-System und geben keine pC-Werte an.

Die aus den überprüften Quellen entnommenen, nützlichen numerischen Referenzwerte sind Methodenkennzeichnungen, keine universellen Grenzwerte: IEC 60270:2025 listet Wechselstrom bis 500 Hz oder Gleichstrom auf; die GIS-Studie verwendete ein Signal-Rausch-Verhältnis von mindestens 2 und berichtete von 1.8 V/m gegenüber 1.138 V/m; in einem Statorbeispiel wurden ein 80-pF-Koppler, eine 50-Ω-Last und ein 500-kHz-Tiefpassfilter verwendet; die TVA-Studie fasste die dreiphasigen Daten alle 10 Minuten zusammen. Jeder Wert sollte der zugehörigen Methode und Quelle zugeordnet werden.

Häufiger Fehler: Filtern, bis das Signal rauschfrei erscheint. Ein Teilnehmer eines Ingenieurforums aus dem Jahr 2009 beschrieb ein werkseitiges Gate, das neben Rauschen auch echte Teilungsänderungen entfernte. Die Lehre daraus: Den Filter-/Gate-Status und, falls unterstützt, eine native oder Rohaufzeichnung speichern und anschließend einen qualifizierten Prüfer die unterdrückten Signale überprüfen lassen.

4. Erfassen Sie PD-Daten unter den angegebenen Testbedingungen.

Zwei Messungen lassen sich nur vergleichen, wenn Methode, Sensorpfad, Bandbreite, Phasenreferenz und die relevanten Betriebs- oder Testbedingungen identisch sind. Dokumentieren und geben Sie diese Bedingungen in jedem Datensatz, Diagramm und Alarm an.

In einem Fallbericht zu einem Generator der TVA/Camlin wurden neben der Teilentladung auch Wirk- und Blindleistung, Stator- und Kühltemperaturen sowie weitere Umgebungsbedingungen erfasst. Die Ergebnisse wurden nach Betriebsbedingungen gruppiert. Ein separater Artikel von Doble erläutert die Bedeutung dieser Daten: Änderungen der Bandbreite und der Kopplerkonditionierung beeinflussten die indizierte Ladung, und die Autoren wiesen darauf hin, dass ihr Beispiel nicht verallgemeinert werden sollte.

Beispiel : Erzeugt der Generator nur bei hohen Temperaturen und unter Volllast einen hohen Teilentladungswert (TE-Wert) und zeigt ein Wochenverlauf eine temperaturkompensierte Wertreduzierung, die die Temperatur außer Acht lässt, kann dieser Trend einen normalen Betriebszustand aufzeigen und rechtfertigt daher möglicherweise keine Fehlerdiagnose. Zustandsangepasste Gruppen erhalten den Kontext für die Entscheidung.

5. Erstellen Sie einen PD-Testbericht aus demselben nativen Datensatz.

Ein aussagekräftiger Bericht verknüpft die Schlussfolgerung mit den zugrunde liegenden Daten. Er sollte Angaben zu Anlage, Methode, Konfiguration, Kalibrierung oder Empfindlichkeit, Bedingungen, Rauschen, Diagrammen, Interpretation und Akzeptanzkriterien enthalten.

Die Produktseite des OMICRON MPD 800 beschreibt geführte Arbeitsabläufe, Benutzerprofile, automatisierte Berichtsfunktionen sowie Rohdatenaufzeichnung und -wiedergabe. Im Anwendungsbeispiel „Energietechnik“ werden zugehörige Berichte zu Teilentladungen und Maschinenparametern erwähnt. Diese Beispiele veranschaulichen die möglichen Funktionen eines Systems bzw. Versuchs; sie übertragen diese Funktionen jedoch nicht auf DEMIKS und demonstrieren keine unabhängige Verifizierung/Validierung.

Kann der Prüfer den zugrunde liegenden Datensatz nicht wieder öffnen, handelt es sich bei der PDF-Datei eher um eine Präsentationsschicht als um ein vollständig überprüfbares Messpaket.

6. Speichern Sie einen wiederholbaren Arbeitsablauf, ohne dabei falsche Annahmen festzuschreiben.

Einsparungen bei Aufwand oder Zeit sollten anhand der Annahmen bewertet werden, die ihnen zugrunde liegen. Ein Profil kann die Notwendigkeit eines Wiedereintritts verringern, aber es kann ein verändertes Objekt, einen Koppler, eine Bandbreite, eine Rauschumgebung oder eine Kalibrierkette nicht mit dem Originalzustand gleichsetzen.

Verwenden Sie den 8-stufigen PD-Auftragsdatensatz : Jeder Schritt erfordert eine Eingabe, erzeugt eine Ausgabe und wird von einer Rolle ausgeführt. Auslöser für erneute Prüfungen werden ebenfalls vermerkt. Schritt 8 ist erst dann abgeschlossen, wenn ein Prüfer den nativen Datensatz öffnen und die Konfiguration/das Setup erläutern kann, die/das den Vergleich rechtfertigt.

1. Definiere Anlagegut, Entscheidung und Menge.
2. Route und Sensorfamilie auswählen.
3. Version des kompletten Schaltkreises.
4. Hintergrund und Filterstatus speichern.
5. Überprüfen Sie die Kalibrierung oder Empfindlichkeit.
6. Aufnahmebedingungen und native Signale.
7. Veröffentlichen Sie den verlinkten Bericht.
8. Prüfen Sie vor dem nächsten Auftrag, ob die Vorlage anwendbar ist.

Schätzen Sie keine prozentuale Zeitersparnis. Eine einfachere Benutzeroberfläche kann die Dateneingabe reduzieren, während andere Änderungen zusätzlichen Prüfaufwand erfordern können.

7. Was kostet ein komplettes PD-Prüfsystem und wer liefert es?

In den durchgesehenen Quellen finden sich keine öffentlich zugänglichen, vergleichbaren aktuellen Preise für ein vollständig konfiguriertes Offline-TE-Prüfsystem. Ein Käufer sollte ein detailliertes Angebot anfordern, das den Analysator von der Hochspannungsquelle, Abschirmung/Verriegelungen, Kopplung und Impedanz, Sensoren, Kalibrierung, Software, Berichten, Schulung und Service trennt.

Öffentliche Produktseiten sind hilfreich, um den Umfang abzuschätzen. DEMIKS listet die oben beschriebenen modellspezifischen Funktionen des DJF-1kVA-7.5kV auf. OMICRON und Megger beschreiben auf ihren Seiten die Funktionen ihrer MPD 800- und ICMsystem-Systeme und fordern Angebote an. Keine dieser Seiten enthält jedoch einen vollständigen Preisvergleich. Codex P0-2 fand außerdem chinesische Ausschreibungen aus dem Jahr 2025 mit einem HZJF-System für 327,000 RMB und einem TWPD-Analysator für 617,000 RMB. Diese Ausschreibungen enthalten jedoch weder die gleiche Stückliste noch einen Nachweis über eine vollständige Offline-Konfiguration. Es handelt sich bei diesen Zahlen um historische Beschaffungsinformationen, nicht um eine Marktpreisspanne oder ein aktuelles Angebot.

Für ein DEMIKS-Angebot senden Sie uns bitte Ihre Anfrage mit Angabe des Objekts, der Methode, des Messbereichs (Spannung/Strom), der Kopplungsanordnung, der zu messenden Felder und der Abnahmekriterien. So erhalten Sie ein faires Angebot, ohne den auf der Webseite angegebenen Preis zu verwenden.

8. Häufig gestellte Fragen

Wie funktioniert ein Messgerät zur Messung von Teilentladungen?

Messgeräte zur Teilentladungsmessung erfassen lokale Entladungsaktivitäten über eine methodenspezifische Kopplung oder einen Sensorpfad, bereiten das Signal auf und speichern es zur späteren Auswertung. Ein ladungsbasiertes System kann eine scheinbare Ladung anzeigen. UHF-, TEV- und akustische Systeme verwenden unterschiedliche Messverfahren. Schaltung, Kalibrierungs- oder Empfindlichkeitsnachweise, Hintergrundstörungen und Testbedingungen bestimmen die Interpretation des Messergebnisses.

Kann PD-Ausrüstung online verwendet werden?

Manche Systeme ermöglichen Messungen im laufenden Betrieb, sofern die Sensorinstallation und das genehmigte Verfahren dies zulassen. Andere sind für Offline-Tests mit einer separaten Datenquelle ausgelegt. Online-Überwachung und Offline-Abnahmetest dienen unterschiedlichen Zwecken; die Wahl der Testmethode und des zu erbringenden Ergebnisses sollte daher vor der Wahl des Messgeräts erfolgen.

Welche Normen regeln die TE-Messung?

Die anzuwendende Norm hängt vom Messverfahren und den Spezifikationen des Anlagenteils ab. Die öffentliche Zusammenfassung der IEC 60270:2025 behandelt die ladungsbasierte Teilentladungsmessung für Wechselstrom bis 500 Hz oder Gleichstrom. Andere Verfahren erfordern möglicherweise weitere Richtlinien. Die Nennung einer Norm auf einer Produktseite begründet weder eine Zertifizierung durch Dritte noch eine allgemein gültige Akzeptanzgrenze oder die Eignung für jede Anlage.

Welche Defekte lassen sich am besten durch Offline-PD-Tests erkennen?

Offline-Tests können Entladungsaktivitäten aufzeigen und die Lokalisierung sowie die Entscheidungsfindung bei der Abnahme unterstützen. Sie garantieren jedoch nicht die Erkennung jedes einzelnen Fehlers. Die Erkennung hängt vom Objekt, der Anregung und weiteren Faktoren ab.

Kann Software jeden PD-Test mit einem Bestehen oder Nichtbestehen bewerten?

Software kann helfen, Daten zu organisieren und Trends sowie Muster zu erkennen. Sie kann jedoch keine fehlende Anlagenspezifikation ersetzen oder die Gleichwertigkeit ungleicher Sensoreinheiten gewährleisten. Der Bericht muss die Methode, die Bedingungen, die Akzeptanzgrundlage und die Interpretationsgrenzen darlegen. Eine automatische Klassifizierung liefert dem zuständigen Prüfer einen Entscheidungsvorschlag, dieser benötigt jedoch die betreffende Anlage und stichhaltige Beweise, bevor er eine Entscheidung treffen kann.

Ersetzt ein einfacher Arbeitsablauf die Bedienerschulung?

Nein. Zwar kann geführte Software die Anzahl wiederholter Eingaben und fehlender Felder reduzieren, qualifiziertes Personal muss jedoch weiterhin über die anlagenspezifische Sicherheits- und Messkompetenz sowie die entsprechende Interpretationsmöglichkeit verfügen. Die Schulung sollte Geräuschmessungen, Methodengrenzen und die zugehörigen Daten für die Übergabemeldung umfassen.

Sollte ich PD-Messwerte von verschiedenen Sensormethoden vergleichen?

Vergleichen Sie nur bei logischer Begründung. Ein pC-Wert, eine TEV-Antwort, eine UHF-Feldstärkeanzeige und ein akustisches Signal sind nicht gleichwertig, nur weil sie auf demselben Display angezeigt werden. Berücksichtigen Sie bei jeder Methode die Einheiten, die Antwort, die Empfindlichkeit, die Nachweise und die Betriebsbedingungen. Wenn eine bestimmte Größe benötigt wird, stellen Sie sicher, dass die verwendete Methode diese liefern kann, bevor Sie die Ergebnisse akzeptieren.

Siehe die Anforderungen an die Prüfung von Teilentladungen , die Anleitung zur Einrichtung von tragbaren Teilentladungstests und die Analyse der Nachbearbeitung im Rahmen des Teilentladungs-Workflows für angrenzende Aufgaben des Käufers. Jedes Dokument ist in sich abgeschlossen.

Ein Offline-Bericht sollte das Isolationssystem und die zur Untersuchung ausgewählten Isolationsfehler benennen. Je nach Kontext können die Begriffe Teilentladungsdetektor und Kopplung unterschiedliche Bedeutungen haben.

Bevor ein Ergebnis als akzeptabel gelten kann, muss der Gutachter auch das Isolationssystem und etwaige Isolationsmängel prüfen. Ein hochauflösendes Display ersetzt diese Prüfung nicht.