Warum die Messung von nur 3 Gasen ausreicht und dir Geld einspart
Das ECOSENSE® ACTIVE PART misst die Konzentration von drei Komponenten: Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Wasser. Andere, teurere Geräte bieten Messungen von fünf oder mehr gelösten Gasen. Welches Gerät sollten man kaufen? Sind mehr Gase immer besser?
In diesem Artikel wird die Idee hinter einem günstigeren, schlanken Sensor wie ECOSENSE® ACTIVE PART erläutert. Wir hoffen, dass nach der Lektüre klar ist, ob sich der Aufpreis für einen Multigassensor lohnt.
Motivation
Motivation
Der Hauptnutzen der DGA-Sensoren liegt in der Erkennung und Identifizierung von Transformatorfehlern. Schauen wir uns dies etwas genauer an. Die Reihenfolge der Ereignisse sieht oft wie folgt aus:
- ein unentdeckter Fehler tritt auf
- Gase sammeln sich an
- der Fehler wird von einem DGA-Monitoringsystem erkannt
- eine Ölprobe wird zur Bestätigung des Ergebnisses an ein Labor geschickt
- die Ergebnisse werden interpretiert und ein Fehlertyp wird identifiziert
- Maßnahmen werden ergriffen
Es ist zu beachten, dass dieser Prozess nicht von der Anzahl der gemessenen Gase abhängt. In den meisten Versorgungsunternehmen und in der Industrie wird so oder so ein zusätzlicker Check durch eine Laboruntersuchung durchgeführt, auch wenn bereits ein besonders aufwendiger Sensor installiert ist. Daher bieten die zusätzlich gemessenen Gase eines komplexeren Sensors für die Fehlerkategorisierung keinen zusätzlichen Nutzen. Stattdessen können die Laborergebnisse verwendet werden.
Der Vorteil von Mehrgas-DGA-Sensoren liegt letztlich in der höheren Fehlererkennungsrate. Nicht alle Transformatorfehler können mit DGA erkannt werden. So haben beispielsweise Durchführungsfehler in der Regel keine Schnittstelle zum Trafoöl.
Risikoreduzierung
Risikoreduzierung
Der Hauptvorteil von Multigas-DGA-Sensoren liegt also in einer erhöhten Wahrscheinlichkeit, Fehler zu erkennen. Das hat natürlich seinen Preis. Mehrgas-DGA-Sensoren sind deutlich teurer. Einfachere Sensoren bieten den Großteil der Vorteile zu einem geringeren Preis. Dies wird hier veranschaulicht.
Auswahl der gemessenen Gase
Da nicht jeder Fehler mit jedem Gas erkannt werden kann, ist es besonders bei weniger komplexen DGA-Sensoren wichtig, sinnvolle Gase auszuwählen. Warum haben wir Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Feuchtigkeit ausgewählt?
Wasserstoff
Wasserstoff
Für Wasserstoff ist die Antwort einfach. Es ist das Gas, das über den größten Bereich von Fehlerbedingungen hinweg erzeugt wird. Dies wird beispielsweise in der folgenden Abbildung deutlich, die der IEEE-Norm C57.104 entnommen ist:
Kohlenmonoxid
Die Hauptursache für die Kohlenmonoxidproduktion ist die Alterung der Papierisolierung. Diese hängt direkt mit der verbleibenden Lebensdauer eines Transformators zusammen. Der Austausch der Papierisolierung ist in den meisten Fällen zu teuer, und wenn die Alterung zu weit fortgeschritten ist, muss der Transformator verschrottet werden.
Situationen, die zu einer beschleunigten Alterung führen, sind daher kritisch - nicht unter Sicherheitsaspekten, sondern unter finanziellen Gesichtspunkten.
Feuchte
Feuchte
Transformatorenöl ist ein guter elektrischer Isolator, das ist einer der Hauptgründe für seine Verwendung. Diese Eigenschaft hängt jedoch vom relativen Feuchtigkeitsgehalt des Öls ab. Schon bei 40% relativer Feuchtigkeit kann die Durchschlagsspannung auf die Hälfte des ursprünglichen Wertes absinken. Bei 20 Grad Celsius entspricht dies nur etwa 25 ppm.
Ein Isolationsdurchbruch kann schnell zu erheblichen Problemen führen. Es ist daher wichtig, Feuchtigkeitsprobleme frühzeitig zu erkennen.
Doch lieber ein Multigas-DGA?
Doch lieber ein Multigas-DGA?
Mehrgas-DGA-Sensoren haben eine höhere Wahrscheinlichkeit, Fehler zu erkennen, sind aber teurer und haben mehr Teile, die ausfallen können. Die höhere Wahrscheinlichkeit kann in einen erwarteten Nutzen umgerechnet werden, der proportional zu den Folgekosten eines Transformatorausfalls ist. Wenn der zusätzliche Nutzen höher ist als der Aufpreis für einen komplizierteren DGA-Sensor, dann lohnt sich die Anschaffung eines solchen Sensors. Wenn nicht ist es sinnvoller, stattdessen einen weniger komplexen Sensor zu kaufen. Bei dieser Berechnung ist auch zu bedenken, dass die interne Komplexität von Mehr- oder Neungas-DGA-Sensoren in der Regel zu einer geringeren Lebensdauer führt.
Es besteht also die Tendenz, dass Mehrgas-DGA-Sensoren eher in größeren Transformatoren und/oder für kritischere Anwendungen sinnvoll sind.
