Teilentladung (TE) ist der häufigste und heimtückischste potenzielle Fehler bei harzgegossenen Trockentransformatoren. Es ist ein Hauptgrund für die Alterung und den Ausfall der Isolierung und führt häufig zum Totalausfall der Ausrüstung. Da viele Fehler im Frühstadium von Trockentransformatoren auf geringfügige Teilentladungen zurückzuführen sind, ist das Verständnis ihrer Ursachen, der damit verbundenen Risiken und Erkennungstechniken für die Gewährleistung eines stabilen Gerätebetriebs von entscheidender Bedeutung.
Die Hauptursachen für Teilentladungen lassen sich im Allgemeinen in drei Kategorien einteilen. Erstens gibt es Mängel im Herstellungsprozess: Beim Harzvergießen von Wicklungen können durch unzureichende Harzimprägnierung Luftblasen, Verunreinigungen oder Hohlräume entstehen. Sobald das Gerät mit Strom versorgt wird, konzentriert sich das elektrische Feld an diesen Blasenstellen und löst eine Teilentladung aus. Zweitens können Probleme bei der Installation vor Ort – wie Reststaub, falsch ausgerichtete Kabel oder unzureichender Isolationsabstand – zu lokalen Verzerrungen des elektrischen Feldes führen. Drittens kann eine langfristige Betriebsalterung – verstärkt durch längere Einwirkung von hohen Temperaturen, Feuchtigkeit oder Überlastungen – dazu führen, dass die Harzisolierung altert, Risse bekommt und mikroskopisch kleine Entladungskanäle entsteht.
Die von Teilentladungen ausgehenden Gefahren sind sowohl fortschreitend als auch zerstörerisch. In den frühen Stadien erzeugt eine geringfügige Teilentladung keine offensichtlichen ungewöhnlichen Geräusche oder einen Temperaturanstieg, was es schwierig macht, sie bei routinemäßigen manuellen Inspektionen zu erkennen. Eine anhaltende, langfristige Entladung erodiert jedoch allmählich die Harzisolierung, was zu Karbonisierung, Rissbildung und Delaminierung führt, während sich der von der Entladung betroffene Bereich weiter ausdehnt. Wenn sich der Fehler verschlimmert, kann es sein, dass das Gerät ungewöhnliche Geräusche von sich gibt, übermäßige Temperaturanstiege erfährt und einen Rückgang des Isolationswiderstands aufweist. Letztendlich kann dies zu Wicklungskurzschlüssen oder Isolationsausfällen führen, was zu Geräteausfällen, Durchbrennen oder sogar schwerwiegenden Sicherheitsvorfällen führen kann.
Derzeit setzt die Branche hauptsächlich zwei Arten der Erkennung ein: Offline-Tests und Online-Überwachung. Offline-Tests sind ein Standardverfahren, das vor der Inbetriebnahme oder während der geplanten Wartung durchgeführt wird. Dabei wird ein Teilentladungsdetektor verwendet, um die Nennspannung an die Transformatorwicklungen anzulegen und die Stärke einer etwaigen Entladung zu messen, um den Zustand der Isolierung zu beurteilen. Dieser Prozess ist ein obligatorischer Schritt sowohl für die Werksabnahmeprüfung als auch für die Inbetriebnahme vor Ort. Die Online-Überwachung ist auf kritische Geräte in Rechenzentren, unterirdischen Umspannwerken und wichtigen industriellen oder kommerziellen Stromverteilungssystemen anwendbar. Durch die Installation von Teilentladungssensoren (TE) sammelt das System TE-Daten in Echtzeit, 24 Stunden am Tag. Dies ermöglicht eine frühzeitige Warnung vor abnormaler Entladung, ermöglicht die proaktive Identifizierung potenzieller Fehler und trägt dazu bei, unerwartete Ausfallzeiten zu verhindern.
Um Probleme im Zusammenhang mit Teilentladungen grundsätzlich zu vermeiden, ist es wichtig, den Herstellungsprozess streng zu kontrollieren und sicherzustellen, dass das Harz-Vakuumgießen frei von Blasen und Verunreinigungen ist. Darüber hinaus kann die Einhaltung ordnungsgemäßer Installationsstandards vor Ort und die Durchführung regelmäßiger Wartungs- und Inspektionsarbeiten – wie z. B. die Prüfung auf Isolationsalterung, Feuchtigkeitseintritt oder Staubansammlung – die Lebensdauer von Trockentransformatoren erheblich verlängern.
