EP4702361A1 - Verfahren und anordnung zum erkennen von teilentladungen bei einem elektrischen betriebsmittel - Google Patents

Abstract

Verfahren und Anordnung zum Erkennen von Teilentladungen bei einem elektrischen Betriebsmittel Es wird ein Verfahren zum Erkennen von Teilentladungen bei einem elektrischen Betriebsmittel, das wenigstens einen Schalter (S1,S2,S3) umfasst, angegeben, bei dem für eine Mehrzahl von potenziellen Orten für eine Teilentladung im Bereich des Betriebsmittels jeweils eine Korrekturfaktortabelle ermittelt wird, wobei jede Korrekturfaktortabelle eine Mehrzahl von Korrekturfaktoren enthält, wobei jeder der Korrekturfaktoren einer Kombination von Schalterstellungen des Betriebsmittels zugeordnet ist, mittels einer Sensoreinrichtung (16) elektrische Impulse erfasst werden, aus den Korrekturfaktortabellen eine für den Ursprungsort der Impulse passende Korrekturfaktortabelle ausgewählt wird, die erfassten Impulse oder ein Schwellwert für den Vergleich mit den Impulsen unter Verwendung desjenigen Korrekturfaktors korrigiert werden, der der vorliegenden Kombination von Schalterstellungen des Betriebsmittels zugeordnet ist.

Description

202309462 1 Beschreibung Verfahren und Anordnung zum Erkennen von Teilentladungen bei einem elektrischen Betriebsmittel Die Erfindung betrifft das Auswerten von Teilentladungssigna- len, die im Bereich eines elektrischen Betriebsmittels mit wenigstens einem Schalter auftreten. Teilentladungen sind lokale elektrische Entladungen, die bei- spielsweise in lokalen Inhomogenitäten des Isolationsmateri- als, beispielsweise in kleinen Lufteinschlüssen, innerhalb der Isolierung einer elektrischen Leitung infolge starker In- homogenitäten eines elektrischen Feldes verursacht werden. Teilentladungen können eine Isolierung lokal beschädigen und langfristig zu ihrem Versagen führen. Deshalb werden insbe- sondere elektrische Maschinen und Schaltanlagen regelmäßig auf Teilentladungen untersucht. Teilentladungen verursachen kurze elektrische Impulse mit einer typischen Pulsdauer von weniger als 1 µs und Frequenzanteilen bis weit in den UHF- Frequenzbereich. Die Impulse treten typischerweise mehrfach pro Sinuswelle der Netzspannung, beispielsweise 50Hz, auf. Für die Erfassung von Teilentladungen gibt es eine Vielzahl von teilweise, beispielsweise nach DIN EN 60270, genormten Messverfahren. Diese umfassen Offline-Messungen durchgeführt, bei denen der reguläre Betrieb eines Betriebsmittels unter- brochen wird und möglicherweise hohe Kosten entstehen, bei- spielsweise durch die Betriebsunterbrechungen und die Kosten für die Messgeräte. Solche Messungen können deshalb nur gele- gentlich durchgeführt werden. Online-Messungen während des regulären Betriebs ermöglichen ein kontinuierliches Überwachen des Betriebsmittels und ins- besondere das Erkennen von Trends bezüglich Teilentladungsak- tivitäten. Die dadurch gewonnenen Informationen können eine zuverlässige Vorhersage ermöglichen, die den Zeitraum prog- 202309462 2 nostiziert, in dem ein von Teilentladungen betroffenes Be- triebsmittel noch zuverlässig betrieben werden kann. Um eine zuverlässige Bewertung des Betriebsmittels zu ermög- lichen, ist dabei nicht nur die Messung, sondern auch die In- terpretation der gemessenen Werte notwendig. Dafür kann ein System bei Inbetriebnahme kalibriert werden, beispielsweise indem ein elektromagnetischer Referenz-Impuls bereitgestellt und gemessen wird. Ein solcher Referenz-Impuls kann bei- spielsweise ein kurzer Strompuls sein, für den in bekannter Weise als Integral der Stromstärke über der Zeit eine La- dungsmenge bestimmt werden kann. Ein von der Teilentladungs- Messung bestimmtes Signal kann dann in seiner Höhe oder Flä- che oder anderen Merkmalen mit der so bestimmten Ladungsmenge assoziiert werden. Darüber kann ein Schwellwert festgelegt werden, bei dessen Erreichen oder Überschreiten ein kriti- scher Zustand erkannt wird. Um weiterführende Methodiken wie eine zustandsbasierte War- tung zu ermöglichen, ist es wichtig, dass Schwellwerte weder zu gering (= Fehlalarm) noch zu hoch (= mögliche Zerstörung des Betriebsmittels) gewählt werden. Insbesondere bei Tei- lentladungen im Bereich von Betriebsmitteln mit einem oder mehreren Schaltern wird die richtige Wahl der Schwellwerte oder die richtige Interpretation der gemessenen Werte er- schwert durch die Möglichkeit unterschiedlicher Schalterstel- lungen, die erheblichen Einfluss auf die von Teilentladungen erzeugten Impulse nehmen können. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Einrichtung zum Erkennen von Teilentladungen bei einem elektrischen Betriebsmittel anzugeben, mit denen eine erhöhte Fehlersicherheit bezüglich der Anwendung der Schwellwerte erreicht wird. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Weiterhin besteht eine Lösung in der Anordnung mit den Merkmalen von Anspruch 6. 202309462 3 Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erkennen von Teilent- ladungen bei einem elektrischen Betriebsmittel, das wenigs- tens einen Schalter umfasst, wird für eine Mehrzahl von po- tenziellen Orten für eine Teilentladung im Bereich des Be- triebsmittels jeweils eine Korrekturfaktortabelle ermittelt wird, wobei jede Korrekturfaktortabelle eine Mehrzahl von Korrekturfaktoren enthält, wobei jeder der Korrekturfaktoren einer Kombination von Schalterstellungen des Betriebsmittels zugeordnet ist. Weiterhin werden mittels einer Sensoreinrichtung elektrische Impulse erfasst. Aus den Korrekturfaktortabellen wird eine für den Ursprungsort der Impulse passende Korrekturfaktorta- belle ausgewählt und die erfassten Impulse oder ein Schwell- wert für den Vergleich mit den Impulsen unter Verwendung des- jenigen Korrekturfaktors korrigiert werden, der der vorlie- genden Kombination von Schalterstellungen des Betriebsmittels zugeordnet ist. Vorteilhaft wird dadurch erreicht, dass eine verbesserte Ge- nauigkeit beim Vergleich von gemessenen Signalen von Teilent- ladungen mit einem Schwellwerte erreicht wird und Unterschie- de, die sich durch die momentane elektrische Situation, also insbesondere Schalterstellungen ergeben, besser ausgeglichen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den ab- hängigen Ansprüchen hervor. Dabei kann die Ausführungsform der unabhängigen Ansprüche mit den Merkmalen eines der Unter- ansprüche oder vorzugsweise auch mit denen aus mehreren Un- teransprüchen kombiniert werden. Demgemäß können noch zusätz- lich folgende Merkmale vorgesehen werden: Bei einer initialen Schalterstellung kann eine Kalibrierung vorgenommen werden, wobei in diesem Fall die erfassten Impul- se oder ein Schwellwert für den Vergleich mit den Impulsen zusätzlich unter Verwendung desjenigen Korrekturfaktors kor- 202309462 4 rigiert werden, der der initialen Kombination von Schalters- tellungen des Betriebsmittels zugeordnet ist. Vorteilhaft wird somit berücksichtigt, dass auch bei einer Kalibrierung eine bestimmte Konfiguration der Schaltanlage vorliegt. In einer Ausgestaltung der Erfindung werden vor und nach ei- ner Änderung der Schalterstellung von einer ersten zu einer zweiten Schalterstellung Impulse einer Teilentladungsquelle aufgenommen. Ferner wird dann ein Verhältnis der Signale vor und nach der Änderung bestimmt. Für jede der Korrekturfaktor- Tabellen wird dann ein Verhältnis der Korrekturfaktoren ge- bildet wird aus den Korrekturfaktoren zur ersten und zweiten Schalterstellung und die beste Übereinstimmung zwischen den Verhältnissen der Korrekturfaktoren und dem Verhältnis der Signale bestimmt. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass durch die Änderung der Schalterstellung eine Ortsbestimmung für Signale einer Teilentladung stattfinden kann. Dabei ist es nicht nötig, dass die Änderung der Schalterstellung zu Messzwecken herbeigeführt wird. Es ist weiterhin auch unnö- tig, dass die Änderung der Schalterstellung eine Isolierung der Teilentladungsquelle vom Sensor bewirkt. Vielmehr reicht auch das Hinzufügen oder Wegnehmen von Stromwegen, die nicht direkt zwischen Sensor und Teilentladungsquelle liegen, um die Ortsbestimmung durchführen zu können. Es ist zweckmäßig, wenn als Korrekturfaktoren Vektoren mit jeweils einer Mehrzahl von Wertepaaren aus Frequenz und ska- larem Korrekturfaktor verwendet werden. Dabei liegen die ver- wendeten Frequenzen in den Wertepaaren bevorzugt in einem Be- reich zwischen 1 MHz und 2 GHz, wobei das Verhältnis zwischen einer höchsten und einer geringsten Frequenz in einem Vektor bevorzugt höchstens 100, insbesondere höchstens 10 beträgt. Die erfindungsgemäße Anordnung zum Erkennen von Teilentladun- gen bei einem elektrischen Betriebsmittel, das wenigstens ei- nen Schalter aufweist, umfasst einen Sensor zur Aufnahme von elektrischen Impulsen und eine Auswerteeinrichtung mit einer Mehrzahl von gespeicherten Korrekturfaktortabellen, die je- 202309462 5 weils eine Mehrzahl von Korrekturfaktoren enthält. Jeder der Korrekturfaktoren ist einer Kombination von Schalterstellun- gen des Betriebsmittels zugeordnet ist und jede Korrekturfak- tortabelle ist einem potenziellen Ort für eine Teilentladung zugeordnet. Die Auswerteeinrichtung ist weiterhin ausgestaltet, aus den Korrekturfaktortabellen eine für den Ursprungsort der Impulse passende Korrekturfaktortabelle auszuwählen und die erfassten Impulse oder einen Schwellwert für den Vergleich mit den Im- pulsen unter Verwendung desjenigen Korrekturfaktors zu korri- gieren, der der vorliegenden Kombination von Schalterstellun- gen des Betriebsmittels zugeordnet ist. Der Sensor ist bevorzugt eine Rogowski-Spule oder ein Hoch- frequenz-Stromwandler ist. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und er- läutert. Es zeigen: Figur 1 ein Ersatzschaltbild einer Schaltanlage für die Mittelspannung mit drei Schaltern, einem Sensor für Teilentladungen und einer Teilentladungsquelle, Figur 2 eine zu einer einfacheren Form transformierte Ver- sion des Ersatzschaltbild, Figur 3 schematisch den Ablauf eines Verfahrens zur Signal- korrektur, Figur 4 schematisch den Ablauf eines Verfahrens zur Ortsbe- stimmung für Signale einer Teilentladungsquelle. Eine Teilentladung kann vereinfacht dargestellt werden durch die Entladung einer Teilkapazität zwischen zwei Potentialen. Eine weitere Kapazität sowie die Entwicklung der Teilentla- dungs-Leitfähigkeit in Abhängigkeit vom Spannungsabfall an 202309462 6 der Teilkapazität begrenzen dabei den Maximalstrom und ver- hindern deren vollständige Entladung. Wie jeder Stromkreis muss auch der Stromkreis der Teilentladung geschlossen wer- den. Dies erfolgt durch die restlichen Komponenten der elektrischen Betriebsmittel. Figur 1 zeigt ein beispielhaftes elektrisches Ersatzschalt- bild 10 einer Schaltanlage, wobei eine Quelle für Teilentla- dungen vorhanden ist. Die in Figur 1 dargestellten Widerstän- de sind komplexe Impedanzen 131…137, 141…149, 15. Die Tei- lentladung ist durch eine Stromquelle 12 symbolisiert. Das Ersatzschaltbild symbolisiert eine einpolige Schaltanlage mit drei Schaltern S₁…S₃. Die Impedanzen 131…137 stellen die Im- pedanzen der Schaltanlage und ihrer Sammelschiene dar. Die Impedanzen 141…149 sind Impedanzen der angeschlossenen Kabel als Repräsentation von möglichen angeschlossenen Betriebsmit- teln. Ebenfalls dargestellt ist ein Sensor 16 für Teilentla- dungen. Das in Figur 1 dargestellte Ersatzschaltbild 10 kann nach den gültigen Transformationen zu einem Ersatzschaltbild 20 gemäß Figur 2 vereinfacht werden. Die komplexen Impedanzen 21, 22 lassen sich dabei aus den ebenfalls komplexen Impedanzen 131…137, 141…149 berechnen. Das in Figur 2 gezeigte Ersatzschaltbild 20 macht deutlich, dass die komplexen Impedanzen 21, 22 die Reaktion des Sensors 16 auf Teilentladungen beeinflussen, da das Stromsignal einer Teilentladung gedämpft und gefiltert (am Sensor 16 vorbeige- leitet) wird und somit den Sensor nicht unverändert erreicht, selbst wenn die Teilentladung örtlich nahe dem Sensor 16 stattfindet. Aus dem Ersatzschaltbild 20 der Figur 2 lässt sich für eine auftretende Teilentladung ein frequenzabhängiger Korrek- turfaktor K(f) ermitteln. Dieser Korrekturfaktor kann vor- teilhaft auf ein gemessenes Signal angewendet werden, um es zu korrigieren, bevor es mit einem Schwellwert 101 verglichen 202309462 7 wird. Hierzu kann beispielsweise der Korrekturfaktor K(f) frequenzaufgelöst mit einem gemessenen Signal multipliziert werden, bevor das gemessene Signal in eine einzelne Bewer- tungsgröße umgerechnet wird. Alternativ kann auch ein verwen- deter Schwellwert 101 mit dem Korrekturfaktor korrigiert wer- den. Dabei ergeben sich für unterschiedliche Schalterstellungen der Schalter S₁…S₃ deutlich unterschiedliche Werte für die Impedanzen 21, 22 und für die Stromquelle 12. Erfahrungsgemäß ist dieser Effekt bei Mittelspannungsschaltanlagen erheblich, da die Impedanz der angeschlossenen Betriebsmittel einen we- sentlich größeren Einfluss haben kann als die der relativ kleinen Sammelschiene. Es ist daher vorteilhaft, eine Mehrzahl von Korrekturfaktoren K_n(f) zu bestimmen, wobei jedem Korrekturfaktor K_n(f) eine bestimmte Schalterstellung der Schalter S1…S3 zugeordnet ist. Eine entsprechende Tabelle 30A ergibt sich wie folgt: Faktor S₁ S₂ S₃ K₁(f) O O X K₂(f) X X X K₃(f) X O X K₄(f) O X X K₅(f) - - O Dabei steht X für den eingeschalteten (geschlossenen) Zustand eines der Schalter S₁…S₃ und O für den ausgeschalteten (ge- öffneten) Zustand. Der Sensor 16 ist in diesem Beispiel ab- seits des dritten Schalters S₃ platziert. Ist der dritte Schalter S3 geöffnet, spielen daher die Schalterstellungen der ersten beiden Schalter S₁, S₂ nur eine sehr geringe Rol- le. Daher gibt es hierfür keine weitere Fallunterscheidung, sondern nur den einheitlichen Korrekturfaktor K₅(f). Typischerweise findet für die Bewertung von Teilentladungen eine Kalibrierung statt. Bei der Kalibrierung wird eine Tei- 202309462 8 lentladung simuliert, also künstlich in das System einge- bracht. Dabei ist die eingebrachte Ladungsmenge bekannt, sie ergibt sich aus dem Strom-Integral über die Zeit. Mit dem Sensor 16 wird das Signal bestimmt, das sich für diese künst- liche Teilentladung ergibt und anhand der Sensorantwort ein Schwellwert festgelegt, bei dem von einem kritischen Zustand ausgegangen wird, also mit anderen Worten echte Teilentladun- gen als problematisch angesehen werden und eine Warnung aus- gelöst wird. Zur Zeit der Kalibrierung liegt eine bestimmte Schalterstel- lung der Schalter S₁… S₃ vor. In der Umrechnung zwischen dem gemessenen Signal und einer Bewertungsgröße zum Vergleich mit dem Schwellwert liegt daher schon ein Korrekturfaktor vor. Da eine weitere Korrektur nicht nötig ist, ist der Korrekturfak- tor K_n(f) zu dieser Schalterstellung 1. Sind beispielsweise bei der Kalibrierung alle Schalter S₁…S₃ geschlossen, wäre K₂(f) = 1. Die durch die Kalibrierung erhaltene Umrechnung kann aber auch in die Korrekturfaktoren K_n(f) eingerechnet werden, dann wären alle K_n(f) <> 1. Aus den Ersatzschaltbildern 10, 20 ist ersichtlich, dass die Korrekturfaktoren K_n(f) auch davon abhängen, wo die Teilent- ladung stattfindet und wo der Sensor 16 sich befindet. Der Ort des Sensors 16 ist bekannt und ändert sich nicht. Der Ort der Teilentladungen ist hingegen nicht vorab bekannt. Daher werden vorteilhaft in diesem Ausführungsbeispiel für die Erfindung weitere Tabellen 30B, C, D von Korrekturfakto- ren K_nm(f) ermittelt. Allgemein ist es zweckmäßig, eine Ta- belle 30A…D von Korrekturfaktoren K_nm(f) für jeden separaten Ursprungsort von Teilentladungen zu bestimmen. Für jede Ver- änderungsmöglichkeit des Stromnetzes in unmittelbarer Umge- bung, also in diesem Beispiel jeden Schalter S1…S3 kann die Teilentladung zu beiden Seiten des Schalters auftreten. Es ergeben sich also sechs Ursprungsorte für die drei Schalter S₁…S₃. Die drei Ursprungsorte auf Seiten der Sammelschiene entsprechen einander, es verbleiben also vier unterscheidbare 202309462 9 Ursprungsorte, neben der Umgebung der Sammelschiene sind das die Kabelbereiche jenseits der drei Schalter S₁…S₃. Die Umgebung der Sammelschiene wird hier mit dem Index A ge- kennzeichnet. Da im Ersatzschaltbild 10 der Figur 1 die Stromquelle 12, die die Teilentladungen darstellt, im Bereich der Sammelschiene angeordnet ist, sind die oben beschriebenen Korrekturfaktoren K_n(f) also K_n,A(f). Es ergeben sich weitere Korrekturfaktoren K_n,B(f), K_n,C(f) und K_n,D(f) für Teilentladungen, die in den Kabelbereichen jen- seits der Schalter S₁…S₃ auftreten. Es versteht sich, dass die Korrekturfaktoren und ihre Verhältnisse untereinander da- bei sehr unterschiedlich sein können, da die Signale der Tei- lentladungen abhängig von ihrem Ort sehr unterschiedlich von den Schalterstellungen beeinflusst werden. In anderen Be- triebsumgebungen können die Korrekturfaktoren und speziell ihre Verhältnisse zueinander aber auch sehr ähnlich sein. Zusätzlich zu der oben angegebenen Tabelle 30A ergeben sich also weitere Tabellen 30B…D: Angenommener Ursprungsort der Teilentladung: Im Kabelbereich jenseits des ersten Schalters S₁ Faktor S₁ S₂ S₃ K_1,B(f) O O X K_2,B(f) X X X K_3,B(f) X O X K_4,B(f) O X X K_5,B(f) - - O Angenommener Ursprungsort der Teilentladung: Im Kabelbereich jenseits des zweiten Schalters S₂ Faktor S₁ S₂ S₃ K_1,C(f) O O X K_2,C(f) X X X K_3,C(f) X O X 202309462 10 K_4,C(f) O X X K_5,C(f) - - O Angenommener Ursprungsort der Teilentladung: Im Kabelbereich jenseits des dritten Schalters S₃ Faktor S₁ S₂ S₃ K_1,D(f) O O X K_2,D(f) X X X K_3,D(f) X O X K_4,D(f) O X X K_5,D(f) - - O Es ist dabei möglich, dass die Korrekturfaktoren anhand des Ersatzschaltbilds 20 berechnet werden. Alternativ ist es auch möglich, dass ein Teil der Korrekturfaktoren oder alle Kor- rekturfaktoren geschätzt werden. Generell werden die Korrek- turfaktoren vor der eigentlichen Verwendung bestimmt und so- mit im laufenden Betrieb bei der Messung von Teilentladungen einer Datenbank oder einem anderen Speicher entnommen. Figur 3 zeigt schematisch das weitere Vorgehen. Wird im Be- trieb der Schaltanlage nun in einem ersten Schritt 31 ein Signal 100 einer Teilentladung gemessen, dann kann in einem zweiten Schritt 32 eine Korrektur des Signals unter Verwen- dung der Korrekturfaktoren K_n,m(f) in den Tabellen 30A…D stattfinden. Dazu wird zweckmäßig ein erster Korrekturfaktor K_k,m(f) ermittelt, der dem Schalterzustand bei Kalibrierung zugeordnet ist. Weiterhin wird ein zweiter Korrekturfaktor K_a,m(f) ermittelt, der der aktuell vorliegenden Schalterstel- lung zugeordnet ist. Das Signal der Teilentladung wird dann mit dem Verhältnis K_a,m(f) / K_k,m(f) korrigiert. Die Korrektur erfolgt dabei zweckmäßig in einer frequenzaufgelösten Multi- plikation, d.h. für alle f_i wird das Signal TE(f_i) mit K_a,m(f_i) / K_k,m(f_i) multipliziert. In realen Anwendungen wird zweckmä- ßig lediglich ein Ausschnitt aus dem Frequenzspektrum be- trachtet, der typischerweise im Bereich zwischen 1 MHz und mehreren GHz liegt und dessen Breite typischerweise deutlich geringer ist als der genannte Bereich ist. Beispielsweise 202309462 11 kann ein konkreter Sensor den Frequenzbereich zwischen 10 MHz und 200 MHz betrachten und dafür 3 Einzelwerte bei 10 MHz, 50 MHz und 200 MHz betrachten. In diesem Bereich wird das Signal für eine Auswahl an Frequenzen betrachtet, sodass das Signal TE(f) einem Vektor mit Wertepaaren aus Frequenz und Signal- stärke entspricht. Für die Korrekturfaktoren ist es zweckmä- ßig, einen ebensolchen Vektor mit denselben Frequenzen zu er- mitteln und zu speichern. Die beschriebene Korrektur erfordert eine Auswahl des zu ver- wendenden Ursprungsorts für die Teilentladung, damit die richtigen K_n,m(f) ausgewählt werden können, speziell mit Bezug auf dem Index m. Ist dieser noch nicht bekannt, kann die Kor- rektur trotzdem durchgeführt werden, wenn die Korrekturfakto- ren K_n,m(f) oder das jeweilige relevante Verhältnis einander ähneln. Wird die Korrektur als Beispiel mit dem zweiten und dritten Korrekturfaktor als K₃ / K₂ ausgeführt, also bei ei- ner Kalibrierung mit geschlossenen Schaltern S₁…S₃ und bei derzeitig offenem zweiten Schalter S2, dann ist die Korrektur unproblematisch, wenn K_3,A / K_2,A ≈ K_3,B / K_2,B ≈ K_3,C / K_2,C ≈ K_3,D / K_2,D. In diesem Fall kann eines der Verhältnisse herangezo- gen werden. Nach der Korrektur wird in einem dritten Schritt 33 das kor- rigierte Signal 100 mit dem Schwellwert 101 verglichen. Über- schreitet das korrigierte Signal 100 den Schwellwert 101, wird von einem kritischen Zustand ausgegangen und in einem vierten Schritt 34 beispielsweise ein Warnsignal ausgelöst. Sind die Verhältnisse wie K₃ / K₂ dagegen verschieden vonei- nander, ist es zweckmäßig, den Ursprungsort der Teilentladung zu bestimmen. Vorteilhaft kann gerade die Tatsache, dass die Verhältnisse der Korrekturfaktoren verschieden sind, für die verschiedenen angenommenen Ursprungsorte der Teilentladung, dazu verwendet werden, den Ursprungsort zu detektieren. Dazu ist eine Schalthandlung 103 von wenigstens einem der Schalter S1…S3 erforderlich. Eine solche Schalthandlung 103 kann zu 202309462 12 Messzwecken herbeigeführt werden oder im Betrieb aus anderen Gründen auftreten. Unabhängig von der Ursache der Schalthandlung 103 führt diese zu einer Änderung des vom Sensor 16 aufgenommenen Signals der Teilentladung. Der Grund dafür liegt darin, dass der Strom- puls der Teilentladung nach einer Schalthandlung andere Wege nehmen kann als davor, oder anders ausgedrückt, in veränder- ten Impedanzen im Ersatzschaltbild 20 der Figur 2. Das Vorgehen ist schematisch in Figur 4 dargestellt. Da Tei- lentladungen einer Teilentladungsquelle typischerweise wie- derholt auftreten, wird ein Signal TE_V(f) einer solchen Tei- lentladung vor der Schalthandlung 103 und ein Signal TE_N(f) nach der Schalthandlung vorliegen. Im Folgenden kann in einem ersten Schritt 41 ein frequenzabhängiges Verhältnis der bei- den Signale gebildet werden. Wie schon vorher liegen die Sig- nale in einer realen Umsetzung beispielsweise als Vektor von Wertepaaren vor. Das Verhältnis kann somit pro Frequenz ge- bildet werden, so dass ein Verhältnisvektor V(f) entsteht mit V(f_i) = (f_i, V_i) = (f_i, TE_N,2(f_i) / TE_V,2(f_i)), wobei TE_N,2(f_i) und TE_V,2(f_i) die Signalkomponenten des jeweiligen Wertepaars bei der Frequenz f_i bezeichnen. In einem zweiten Schritt 42 werden Verhältnissen der Korrek- turfaktoren ermittelt, die zu der Schalthandlung 103 passen, also den Zustand nachher und vorher abbilden. Wird beispiels- weise aus einem Zustand mit geschlossenem dritten Schalter S₃ zusätzlich der zweite Schalter S₂ geschlossen, dann ist das dazu passende Verhältnis der Korrekturfaktoren K₄(f) / K₁(f). Von diesem Verhältnis der Korrekturfaktoren existieren aus jeder der vier oben angegebenen Tabellen eines (K_4,m(f) / K_1,m(f)), die sich durch den angenommenen Ursprungsort der Teilentladung unterscheiden. In einem dritten Schritt 43 wird dieses Verhältnis mit dem tatsächlichen Verhältnis der Signale verglichen werden. Die- jenigen Korrekturfaktoren, bei denen die beste Übereinstim- 202309462 13 mung auftritt, zeigen damit den wahrscheinlichen Ursprungsort der Teilentladung an. Stimmt das Signalverhältnis V(f) am besten mit dem Verhältnis K_4,C(f) / K_1,C(f) überein, dann kann als Ursprungsort der Teilentladung das an den zweiten Schal- ^{ter S} ₂ ^{angeschlossene Kabel angenommen werden.}

202309462 14 Liste der Bezugszeichen 10, 20 Ersatzschaltbild 12 Stromquelle 131…137 komplexe Impendanz 141…149 komplexe Impendanz 15 komplexe Impendanz 16 Sensor 21, 22 komplexe Impendanz 30A…D Korrekturfaktor-Tabellen 31…34 Verfahrens-Schritte 41…43 Verfahrens-Schritte 100 Signal 101 Schwellwert

Claims

202309462 15 Patentansprüche 1. Verfahren zum Erkennen von Teilentladungen bei einem elektrischen Betriebsmittel, das wenigstens einen Schalter (S₁…S₃) umfasst, bei dem - für eine Mehrzahl von potenziellen Orten für eine Teilent- ladung im Bereich des Betriebsmittels jeweils eine Korrek- turfaktortabelle (30A…D) ermittelt wird, wobei jede Korrek- turfaktortabelle (30A…D) eine Mehrzahl von Korrekturfaktoren enthält, wobei jeder der Korrekturfaktoren einer Kombination von Schalterstellungen des Betriebsmittels zugeordnet ist, - mittels einer Sensoreinrichtung (16) elektrische Impulse (100) erfasst werden, - aus den Korrekturfaktortabellen (30A…D) eine für den Ur- sprungsort der Impulse passende Korrekturfaktortabelle (30A…D) ausgewählt wird, - die erfassten Impulse (100) oder ein Schwellwert (101) für den Vergleich mit den Impulsen (100) unter Verwendung desje- nigen Korrekturfaktors korrigiert werden, der der vorliegen- den Kombination von Schalterstellungen des Betriebsmittels zugeordnet ist. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem - bei einer initialen Schalterstellung eine Kalibrierung vor- genommen wird, - die erfassten Impulse (100) oder ein Schwellwert (101) für den Vergleich mit den Impulsen (100) zusätzlich unter Verwen- dung desjenigen Korrekturfaktors korrigiert werden, der der initialen Kombination von Schalterstellungen des Betriebsmit- tels zugeordnet ist. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem - vor und nach einer Änderung der Schalterstellung von einer ersten zu einer zweiten Schalterstellung Impulse (100) einer Teilentladungsquelle aufgenommen werden, - ein Verhältnis der Signale (100) vor und nach der Änderung bestimmt wird, 202309462 16 - Für jede der Korrekturfaktor-Tabellen (30A…D) ein Verhält- nis der Korrekturfaktoren gebildet wird aus den Korrekturfak- toren zur ersten und zweiten Schalterstellung, - die beste Übereinstimmung zwischen den Verhältnissen der Korrekturfaktoren und dem Verhältnis der Signale (100) be- stimmt wird. 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem als Korrekturfaktoren Vektoren mit jeweils einer Mehrzahl von Wertepaaren aus Frequenz und skalarem Korrekturfaktor verwen- det werden. 5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Werte für die Fre- quenzen in den Wertepaaren aus einem Bereich zwischen 1 MHz und 2 GHz stammen. 6. Anordnung zum Erkennen von Teilentladungen bei einem elektrischen Betriebsmittel, das wenigstens einen Schalter (S₁…S₃) umfasst, umfassend - einen Sensor (16) zur Aufnahme von elektrischen Impulsen (100), - eine Auswerteeinrichtung mit einer Mehrzahl von gespeicher- ten Korrekturfaktortabellen (30A…D), die jeweils eine Mehr- zahl von Korrekturfaktoren enthält, wobei jeder der Korrek- turfaktoren einer Kombination von Schalterstellungen des Be- triebsmittels zugeordnet ist und wobei jede Korrekturfaktor- tabelle (30A…D) einem potenziellen Ort für eine Teilentladung zugeordnet ist, ausgestaltet, aus den Korrekturfaktortabellen (30A…D) eine für den Ursprungsort der Impulse (100) passende Korrekturfaktortabelle (30A…D) auszuwählen und die erfassten Impulse (100) oder einen Schwellwert (101) für den Vergleich mit den Impulsen (101) unter Verwendung desjenigen Korrek- turfaktors zu korrigieren, der der vorliegenden Kombination von Schalterstellungen des Betriebsmittels zugeordnet ist. 7. Anordnung nach Anspruch 6, bei der der Sensor (16) eine Rogowski-Spule oder ein Hochfrequenz-Stromwandler ist.