E DIN EN 60034-27-1 (VDE 0530-27-1):2016-08

Drehende elektrische Maschinen -

Teil 27-1: Off-line Teilentladungsmessungen an Ständerwicklungsisolierungen drehender elektrischer Maschinen (IEC 2/1820/CD:2016)

Dieser Teil der VDE 0530, liefert eine gemeinsame Basis für die Handhabung der Offline-Teilentladungsmessungen an der Ständerwicklungsisolierung von drehenden elektrischen Maschinen, wenn diese mit sinusförmiger Wechselspannung mit Betriebsfrequenz 50/60Hz oder mit Frequenzen im Bereich 45 Hz bis 65 Hz geprüft werden. Diese Norm gilt für drehende Maschinen und Wicklungskomponenten bestehend aus Stab- oder Formspulenwicklungen mit Außenglimmschutz. Dies ist üblicherweise für Maschinen mit Bemessungsspannung von 6 kV und höher der Fall.
Die in dieser internationalen Norm beschriebenen Messmethoden können auch für Maschinen ohne Nutteilglimmschutz, für Maschinen mit Runddrahtwicklungen oder bei Prüfungen mit deutlich abweichenden Frequenzen, z.B. 0,1Hz bis 400Hz, angewendet werden. Da die Ergebnisse jedoch unterschiedlich sein können, werden für solchen Maschinen zutreffende Richtlinien für die Interpretation in der vorliegenden Norm nicht behandelt. Die Prüfung von Niederspannungsmaschinen wird an anderer Stelle behandelt, z.B. in Normen für umrichtergespeiste Maschinen wie in DIN EN 60034-18-41 (VDE 0530-18-41).
Seit vielen Jahren wird die Messung von Teilentladungen (TE) als eine empfindliche Methode zur Bewertung der Qualität neuwertiger Isoliersysteme verwendet sowie zur Erfassung lokaler Teilentladungen-Quellen in gebrauchten elektrischen Wicklungsisolierungen, die infolge der Beanspruchungen im Betrieb entstehen. Im Vergleich zu anderen dielektrischen Prüfungen (z. B. Messung des Verlustfaktors oder des Isolationswiderstandes) erlauben die differenzierenden Eigenschaften der Teilentladungsmessung auch die Identifikation lokal begrenzter Schwachstellen im Isoliersystem.
Die Teilentladungen-Prüfung von drehenden Maschinen wird auch bei der Qualitätskontrolle von neu montierten und fertigen Statorwicklungen, neuen Wicklungskomponenten (z. B. Formspulen und Ständerstäbe, HS-Durchführungen usw.) und vollständig imprägnierte Ständer verwendet.
In Zusammenhang mit der Wartung und Revision von drehenden Maschinen kann die Messung und die Analyse von Teilentladungen auch Information liefern bezüglich:
- Existenz von Alterungseinflüssen und potentielle Schwachstellen im Isoliersystem;
- Alterungsverhalten;
- notwendige weitere Maßnahmen und Zeitabstände zwischen Revisionen.
Obwohl die Teilentladungen-Prüfung von drehenden Maschinen eine weitverbreitete Akzeptanz gefunden hat, zeigen viele Studien, dass nicht nur unterschiedliche Messmethoden existieren, sondern insbesondere auch die Kriterien und Methoden zur Analyse und letztendlich zur Bewertung der gemessenen Daten oft unterschiedlich und daher nicht vergleichbar sind. Demzufolge besteht die dringende Notwendigkeit zur Erstellung eines Leitfadens für Anwender, die den Einsatz von Teilentladungen Messungen zur Bewertung des Zustandes ihrer Isoliersysteme beabsichtigen.
Teilentladungsmessungen an Ständerwicklungen können in zwei große Bereiche unterteilt werden:
a) Off-line-Messungen, bei denen die Ständerwicklung vom Netz getrennt ist und eine separate Spannungsversorgung verwendet wird, um die Wicklung mit Spannung zu beaufschlagen.
b) On-line-Messungen, bei denen die drehende Maschine im normalen Betrieb läuft und mit dem Netz verbunden ist (IEC/TS 60034-27-2).
Beide Ansätze haben in Bezug aufeinander Vor- und Nachteile. Unter Anerkennung des weitgehenden, weltweiten Einsatzes von on-line-Methoden und ihrem nachweislichen Wert für die Industrie beschränkt sich diese internationale Norm jedoch auf off-line-Methoden. Dies wird als notwendig erachtet, um diese Norm für die Anwendung der Teilentladungen-Prüfungen auch für Nicht-Spezialisten ausreichend prägnant gestalten zu können.
Einschränkungen:
Bei der Prüfung von Ständerwicklungen beeinflussen unvermeidlich verschiedene Faktoren die Messergebnisse, weshalb Teilentladungen-Messungen nur unter bestimmten Bedingungen vergleichbar sind.
Die Ergebnisse der Teilentladungen-Messungen werden sowohl im Umfeld der betrieblichen Fertigung als auch vor Ort von Störungen beeinflusst, es sei denn, es sind Maßnahmen zur Reduzierung der Störungen getroffen. Es werden verschiedene Hardware- und Software-Einrichtungen angewendet um beispielsweise die Bandbreite der Messfrequenz zu beeinflussen oder Algorithmen für die Unterdrückung der Grundstörungen einzusetzen, um damit Teilentladungssignale und Grundstörungen voreinander zu trennen. Die Rückrechnung der gemessenen Teilentladungssignale in entsprechende Ladungswerte hängt ebenfalls von den verwendeten Messsystemen und Einrichtungen für die Kalibrierung ab.
Die Bedingungen während der Messung wie Temperatur und Feuchte aber auch die Anordnung des Prüfobjektes beeinflussen ebenfalls das Ergebnis der Teilentladungsmessung. Bei Ständerwicklungen hängt die Dämpfung und Ausbreitung der Teilentladungsimpulse vom tatsächlichen Aufbau der Wicklung und der Entstehung der Impulse ab.
Infolge der genannten Gründe ist es schwierig, für Wicklungen drehender Maschinen absolute Teilentladungs-Grenzwerte, z.B. als Annahmekriterien für die Fertigung oder für den Betrieb anzugeben.
Darüber hinaus hängt der Umfang der Schädigung und daher das Risiko für den Ausfall des Isoliersystems vom speziellen Typ der Teilentladungen-Quelle sowie deren Lage innerhalb der Ständerwicklungsisolierung ab, die beide die Messergebnisse wesentlich beeinflussen können.
Anwender der Teilentladungen-Messung sollten sich darüber bewusst sein, dass aufgrund der Prinzipien der Messmethode nicht alle isolationsrelevanten Probleme in Ständerwicklungen mit Hilfe von Teilentladungen-Messungen erkannt werden können (z. B. Isolationsfehler mit kontinuierlichen Kriechströmen infolge leitfähiger Pfade zwischen unterschiedlichen Elementen des Isoliersystems oder impulslose Entladungsphänomene). Weiterhin können in der Praxis bestimmte Impulssignale infolge der Einwirkung elektrischer Störungen, die die Empfindlichkeit des Messsystems begrenzen, unerkannt bleiben.
Für Stäbe und Spulen ist es wegen verschiedener Einflussfaktoren ebenfalls schwierig absolute Teilentladungs-Grenzwerte anzugeben. Dies ist auf Unterschiede bei den verschiedenen Prüfeinrichtungen, dem konstruktiven Aufbau der Isoliersysteme, der Prüfanordnungen sowie der Umgebungsbedingungen einschließlich Temperatur und Feuchte zurückzuführen.
Zuständig ist das DKE/K 311 "Drehende elektrische Maschinen" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE.

Gegenüber DIN CLC/TS 60034-27 (VDE V 0530-27):2011-09 wurden folgende Änderungen vorgenommen:
a) Änderung der Benummerung in "Teil 1";
b) ausschließlich Spezifizierung von AC-Prüfungen bei 50/60Hz (und bei geringfügigen Abweichungen) Prüfungen bei 0,1Hz und 400Hz sind ausgeschlossen;
c) Präzisierung der Definitionen, z. B. Ladungswerte und abgeleitete Kenngrößen, Rauschen, Normalisierung;
d) Präzisierung der Risikobewertung möglicher Teilentladungsmessergebnisse;
e) Es bleibt bei dem Grundsatz, dass keine absoluten Grenzwerte angegeben werden, da unterschiedliche Isoliersysteme und unterschiedliche Messsysteme solche einheitlichen Grenzwerte verhindern.