Lösungen zur Temperaturüberwachung mittels Glasfasern für die direkte Messung von Hotspots in Wicklungen

Bei der Temperaturüberwachung mittels Glasfaser wird ein fluoreszierender Glasfasersensor direkt an einer Stellen mit hoher Temperatur angebracht, um die Temperatur in Echtzeit zu messen, wobei der Abklingvorgang der optischen Fluoreszenz in einen genauen Temperaturwert umgewandelt wird.

Glasfasersensoren sind vollständig dielektrisch, wodurch sie absolut unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen sind und sicher direkt in unter Spannung stehenden Hochspannungsanlagen installiert werden können, wo elektrische Sensoren nicht eingesetzt werden können.

Die Sensorspitze wird direkt an der Stelle angebracht, an der der Hotspot voraussichtlich auftritt, beispielsweise am Wicklungsleiter, und nicht an einer indirekten Stelle wie der Tankoberfläche.

Der Glasfaser-Temperatursensor ist die Sonde, die am Hotspot installiert ist, während das Messsystem aus der Demodulator-/Host-Hardware besteht, die die Daten des Sensors ausliest und verwertbare Daten ausgibt.

Die Öloberflächentemperatur gibt den durchschnittlichen Zustand des Öls im Tank wieder, während die Hot-Spot-Temperatur die tatsächliche Spitzentemperatur im Inneren der Wicklung angibt, die oft deutlich höher ist.

Ja – diese Methode bietet eine hohe Messgenauigkeit, in der Regel innerhalb von ±1 °C, über einen Arbeitsbereich von etwa -40 °C bis +200 °C, was präzise genug ist, um das Verhalten von Hotspots in der Wicklung direkt zu verfolgen.

Nein. Das fluoreszierende Sensorelement unterliegt weder einer alters- noch einer nutzungsbedingten Drift und erfordert daher keine regelmäßige Neukalibrierung, wie sie bei elektrischen Temperatursensoren üblicherweise erforderlich ist.

Ja – da die Messspitze keine aktive Elektronik enthält, ist die Sonde für eine Lebensdauer von mehr als 20 Jahren ausgelegt, was der Lebensdauer des Transformators selbst entspricht.

Ja. Da die vollständig dielektrische Faser kein elektrisches Potential führt, kann sie direkt an unter Spannung stehenden Wicklungen verlegt werden, ohne dass dabei die Gefahr eines Stromschlags oder eines Lichtbogens entsteht.

Da das Signal optisch und nicht elektrisch übertragen wird, sind faseroptische Sensoren unempfindlich gegenüber den starken elektromagnetischen Feldern, die im Inneren von unter Spannung stehenden Hochspannungsanlagen auftreten.

Ja. Das Messsystem gibt Daten über RS485/Modbus aus, um sie in SCADA- oder zentralisierte Zustandsüberwachungsplattformen zu integrieren.

Ja. Bei Trockentransformatoren wird üblicherweise die Temperaturüberwachung der Wicklungen mittels Glasfaserkabel als primärer Zustandsindikator herangezogen, da sie kein Öl für die DGA-basierte Überwachung verwenden.

Ja. Da die Messung den tatsächlichen Hotspot erfasst und nicht nur einen geschätzten Wert, können Alarmschwellen so eingestellt werden, dass steigende Temperaturen bereits lange vor einer Beschädigung der Isolierung gemeldet werden.

Die beiden Methoden ergänzen sich eher, als dass sie austauschbar wären – die Glasfaserüberwachung liefert einen Temperaturtrend in Echtzeit, während die DGA-Analyse Gase nachweist, die im Laufe der Zeit durch Isolationsdurchschläge entstehen.

Nein. Die Sonde und die Faser bestehen aus dielektrischen Materialien, die so ausgelegt sind, dass sie denselben Belastungen durch Isolieröl und elektrischen Beanspruchungen standhalten wie die umgebende Wicklungsisolierung.

Ja. Das gleiche Prinzip der dielektrischen Sensorik gilt auch für GIS-Feldanlagen und andere geschlossene Hochspannungsanlagen, bei denen der Einsatz elektrischer Sensoren nicht praktikabel wäre.

Die Messwerte stehen als lokal angezeigter Wert, als relaisgesteuertes Alarmsignal oder als digitale RS485-/Modbus-Datenübertragung an ein SCADA- oder Überwachungssystem zur Verfügung.

Ja. Jede Sensorsonde liefert einen eigenen, unabhängigen Messwert, sodass Temperaturunterschiede zwischen den Wicklungsphasen oder -punkten direkt verglichen werden können.

Durch die Überwachung der tatsächlichen Temperatur an den Hotspots können Betreiber ihre Entscheidungen bezüglich Belastung und Kühlung auf der Grundlage der tatsächlichen Belastung der Isolierung treffen, anstatt sich auf eine konservative Schätzung zu stützen, wodurch unnötige thermische Alterung reduziert wird.

Die Wartung beschränkt sich im Wesentlichen auf regelmäßige Sichtprüfungen der externen Anschlüsse und Funktionsprüfungen des Demodulators, da die Messsonde selbst keine beweglichen Teile oder aktive Elektronik enthält.