Untitled - Nexans

Diagnose, Monitoring
und Lebensdauer
Dr. Francis Krähenbühl
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Die Stromübertragungs- und -verteilungsnetze
stellen für die Elektrizitätsversorgungsunternehmen
eine
bedeutende Investition dar. Zudem
müssen diese Netze möglichst
zuverlässig sein, um Betriebsverluste
infolge von Systemausfällen zu vermeiden.
Zahlreiche Verbindungen
sind seit 30 Jahren oder mehr in
Betrieb, wobei die Verantwortlichen
manchmal mit der Frage
von Instandhaltung, Reparatur oder
Ersatz bestimmter kritischer Verbindungen
konfrontiert werden.
Deshalb ist es wichtig, den Zustand
der betreffenden Verbindungen,
ihre Betriebsbedingungen und die
Alterungsmechanismen in dieser
oder jener Umgebung zu kennen.
Heute gibt es zahlreiche Verfahren,
mit denen der Alterungsgrad (und
damit die Zuverlässigkeit) bestehender
Systeme diagnostiziert werden
kann. Dieser Artikel zeigt den
Stand der Kenntnisse in Bezug
auf Alterung und Diagnose auf
dem Gebiet der Papier- und Kunststoffkabel
auf.
Schliesslich haben wir auf der
Grundlage der in den letzten Jahren
gemachten Erfahrungen ein einfaches
Modell entwickelt, das die
erwartete Lebensdauer der Kunststoffkabel
in Funktion der Produktionsjahre
zwischen 1970 und
2000 beschreibt.
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KABEL MIT IMPRÄGNIERTER PAPIERISOLATION
Warum von Kabeln mit imprägnierter
Papierisolation sprechen,
da doch diese unabhängig
davon, ob es sich um
Öl- oder Massekabel handelt,
nur noch einen kleinen Anteil
an den heute verlegten Kabeln
haben ? Es sind diese Kabel,
die gegenwärtig am längsten
in Betrieb sind und für die sich
in erster Linie die Frage nach
Ersatz stellt. Soll man sie vorbeugend
ersetzen oder warten, bis
sie durchschlagen ? Welches
sind die vorherrschenden Gründe
für einen Ersatz ? Betrachten
wir jedoch zuerst die häufigsten
Alterungsmechanismen.
Alterungsmechanismen
Die häufigsten Ursachen für die
Alterung der Kabel findet man im
Papier selbst. Sie sind vor allem
mit der Reduktion des Polymerisationsgrades
des Papiers verbunden.
Dieses Phänomen wird stark
von der Temperatur beeinflusst
und kann zwischen den einzelnen
Stellen des Kabels stark variieren
(zum Beispiel beim Entstehen
überhitzter Stellen). Diese Beschädigung
hat eine Herabsetzung der
Durchschlagsfestigkeit des Papiers
und dann des Kabels sowie eine
Erhöhung der dielektrischen Verluste
zur Folge. Manchmal bewirkt sie
Teilentladungen mit der Entwicklung
von Gasen ( CO, CO 2 , H 2 , CH 4 ,
C 2 H 6 , C 2 H 4 ), die sich in der
Imprägnierflüssigkeit auflösen.
Abbildung 1 zeigt zwei Beispiele
von durch solche irreversible Schäden
angebrannten Papieren.