Integration der TE-Detektion in Hochspannungsgeräten nach Feuereinwirkung

Der Umgang mit einem Brandherd ist eine heikle Angelegenheit. Ein methodisches Vorgehen ist erforderlich, um sicherzustellen, dass alle Beweise auf eine Ursache oder ein zugrunde liegendes Risiko hinweisen. Auf diese Weise kann ein Unternehmen oder eine Industrieanlage weiterarbeiten, ohne dass die Gefahr ähnlicher zukünftiger Brandfälle besteht. Hochspannungsanlagen sind aufgrund von Hitze, Ruß, Chemikalien, Korrosion und Feuchtigkeit besonders gefährdet.

Im Laufe der Zeit beginnen viele industrielle Einrichtungen zu verfallen. Materialien werden abgenutzt, Verschleiß spielt eine Rolle, und die Isolierung beginnt zu brechen. Dies sind die perfekten Voraussetzungen für eine Teilentladung, die zu einem Brand führen kann. Die Inspektion dieser Situationen nach einem Brand erfordert spezielle Ausrüstung und umfangreiche Erfahrung in der Kriminaltechnik. Hier sind einige der Erkenntnisse, die wir aus unserer Arbeit bei Dreiym Engineering gewonnen haben.

Was ist Teilentladung und warum ist sie von Bedeutung?

Eine Teilentladung tritt auf, wenn die Isolierung um elektrische Hochspannungsgeräte herum beginnt, sich zu verschlechtern oder zusammenzubrechen. Anstelle eines vollständigen Lichtbogens oder Kurzschlusses ist die Teilentladung in der Regel etwas heimtückischer. Sie wirkt im Hintergrund und beeinträchtigt geräuschlos die Isoliermaterialien von Standardgeräten wie Kabeln, Transformatoren und Durchführungen.

Sie finden PD in Hohlräumen, Rissen, delaminierten Oberflächen oder an Schnittstellen zu kontaminierten Materialien. Sobald elektrische Lasten auf solche Schwachstellen einwirken, entstehen Mikrobögen sowie Schallenergie, Licht, Ozon, lokale Erwärmung oder elektromagnetische Strahlung. Diese Emissionen sind genau das, wonach wir mit professionellen und sorgfältig kalibrierten Geräten suchen.

Es wird vorgeschlagen, dass 85% für Hochspannung Isolationsausfälle werden durch PD-Aktivität verursacht. Deshalb ist IEEE Std. 930 existiert. Es ist ein entscheidender Indikator dafür, dass Sie in Gefahr der elektrischen Ausfälle und mögliche Brandschäden.

Die Rolle des Feuers bei der Beschleunigung des PD-Risikos

Wenn PD Isoliermaterialien im Laufe der Zeit zersetzt, beschleunigt Feuer diese Zeitspanne auf das Äußerste. Selbst ein kurzer Moment, in dem das Material einer Flamme oder großer Hitze ausgesetzt ist, kann seine Zuverlässigkeit und die zugrunde liegende Struktur schwächen (vor allem, wenn es sich um organische oder polymerbasierte Materialien handelt). In einer Situation nach einem Brand suchen Sie nach PD aufgrund von:

• Durch die thermische Degradation werden die Isoliermaterialien zersetzt und ihre Durchschlagfestigkeit verringert.
• Feuchtigkeitsaufnahme durch Feuerlöscher und Löschgeräte mit Wasser oder Schaum.
• Rauch- oder Rußablagerungen können als halbleitende Barrieren wirken und die Gefahr eines Funkenschlags erhöhen.
• Mechanische Spannungen treten auf, wenn Materialien schnell abgekühlt oder erhitzt werden und Risse und Delaminationen entstehen.

Wenn die geschädigte Isolierung die ursprüngliche Spannungslastsicherheit nicht mehr aufrechterhalten kann, beginnt der TE. Dies geschieht häufig, nachdem ein System nach einem Brand wieder unter Spannung gesetzt wurde. So verliert z. B. das Isolierpapier eines Transformators, das für einen Dauerbetrieb bei 105 Grad Celsius ausgelegt ist, bei höheren Temperaturen innerhalb von 15 Minuten die Hälfte seines Schutzes.

Methoden zur Erkennung von TE nach Brandeinwirkung

Es stellt sich also die Frage, wie ein Team wie das von Dreiym Engineering nach einem Brand PD-Aktivitäten erkennen und anzeigen kann. Unsere Aufgabe ist es, uns auf wissenschaftliche Instrumente, jahrelange Erfahrung und datengestützte Erkenntnisse zu stützen. Das kann Folgendes beinhalten:

• Ultraschall-Detektion: Verwendung von AE-Sensoren zur Erkennung von Entladungen an der Oberfläche, die hochfrequente Schallwellen aussenden (akustische Emissionssensoren).
• Ultrahochfrequenz (UHF)-Abtastung: Erkennung der elektromagnetischen Impulse, die durch die interne PD-Aktivität erzeugt werden, insbesondere wenn Sie geschlossene oder GIS-Komponenten verwenden.
• Infrarot-Thermografie: Das IR-Scannen ist keine direkte Methode zur Erkennung von PD, aber es hilft, einen lokalen Wärmestau aufgrund von Energieverlusten zu erkennen, der wahrscheinlich zu einer größeren Verschlechterung der Isoliermaterialien führt.
• Oszillographische Zeitbereichsreflektometrie (OTDR): Wir verwenden OTDR, um Isolationsdurchbrüche in Stromkabeln zu lokalisieren. Dazu senden wir Impulse aus und analysieren dann die entsprechenden reflektierten Wellenformen.

Wir können diese Tools sowohl online als auch offline (unter Strom oder ausgeschaltet) einsetzen. Auf diese Weise haben wir Untersuchungstechniken zur Verfügung, die dem Sicherheitsrisiko für unser Team und die Menschen “vor Ort” nach dem Brand entsprechen.

Szenario der realen Welt: Rechenzentrum

Es ist hilfreich, die Erkennung von Teilentladungen durch die Brille eines realen Szenarios zu betrachten. Nehmen wir an, Sie betreiben ein großes Rechenzentrum irgendwo im Mittleren Westen. Vor ein paar Wochen brach in einem nahe gelegenen Druckerraum ein Feuer aus, weil ein Mitarbeiter heimlich eine Zigarette in der Nähe des Mülleimers rauchte. Die Flammen wurden zwar schnell genug bekämpft, um das Feuer auf diesen Raum zu beschränken, aber der Rauchschaden drang in Ihren Serverraum ein.

Bei einer standardmäßigen Sichtprüfung durch Ihr Risikomanagementteam wurden nur oberflächliche Schäden festgestellt. Ein paar Wände mit verbrannter Farbe und einige geschmolzene Etiketten oder Böden, die professionell gereinigt werden müssen, waren alles, was erforderlich war. Sie haben jedoch einen IT-Direktor, der ein forensisches Ingenieurteam wie unseres beauftragt hat, nur um sicherzugehen.

Mit einer Mischung aus unseren Werkzeugen und unserer Erfahrung führte das Team Offline-PD-Tests durch und entdeckte aktive Entladungen in der Sammelschienenisolierung der Schaltanlage. Diese winzig kleinen Hohlräume, die sich durch die Beschädigung durch heiße Rauchgase gebildet haben, reichen aus, um partielle Lichtbögen zu erzeugen, die in den nächsten Wochen wahrscheinlich zu noch größeren Schäden führen werden.

Jetzt hat Ihr Rechenzentrum mehr Informationen, auf die es reagieren kann. Sie können alle gefährdeten Anlagenteile ersetzen und den Bruchteil der Kosten für die PD-Detektion abschreiben, anstatt erhebliche finanzielle Aufwendungen für einen Sekundärbrand zu tätigen, der so kurz nach dem ersten Vorfall auftritt.

Vorbeugung künftiger TE-Risiken in Hochspannungsanlagen

Die Erkennung von Teilentladungen ist notwendig, bevor eine Situation außer Kontrolle gerät. Sie ist das Gütesiegel, das Sie nach einem Brand brauchen, um beruhigt sein zu können. Es gibt noch einige andere Maßnahmen, die ein Unternehmen oder ein Industriestandort ergreifen kann, um das Risiko von Teilentladungen weiter zu verringern, auch wenn dies nicht durch den Besuch eines forensischen Teams ersetzt werden sollte:

• Führen Sie während des regulären Betriebs PD-Basismessungen in der Umgebung von Hochspannungsanlagen durch. Dadurch wird ein Vorher-Bild des Basisbetriebs erstellt.
• Planen Sie Elektroprüfungen für Ihre veraltete, alternde oder feuchtigkeitsbelastete Isolierung, damit Sie eine bessere Vorstellung davon haben, worauf Sie sich in Zukunft vorbereiten müssen.
• Installieren Sie einen Überspannungsschutz, insbesondere wenn Sie eine gewerbliche Elektroinstallation planen, um sicherzustellen, dass Ihre Isolationssysteme über einen Backup-Schutz verfügen.
• Ihre Risikomanager sollten thermische und Ultraschallgeräte anschaffen, um Anomalien in Echtzeit zu überwachen.

Der letzte Vorschlag ist gut, sollte aber besser von einem Expertenteam umgesetzt werden, z. B. von unserem Elektrofachmann Ingenieure und Gerichtsmediziner Spezialisten von Dreiym Engineering. Wir arbeiten seit Jahrzehnten mit Privathäusern, Gewerbeimmobilien und Industrieanlagen in ganz Texas, Oklahoma, Louisiana, New Mexico und Colorado. Wir verfügen über die erforderlichen Lizenzen, das juristische Fachwissen und die Ausrüstung, um Schäden zu erkennen, bevor sie eskalieren.

Unsere umfassende Berichterstattung verschafft Ihnen den nötigen Einblick, damit Sie Infrastruktur-Upgrades oder Reparaturen nach Bränden entsprechend anpassen können. Die Arbeit mit Hochspannungsanlagen ist schon riskant genug. Ersparen Sie sich den Ärger, dass sich ein stilles PD-Problem einschleicht, wenn Sie versuchen, sich von einem früheren Vorfall zu erholen.

Versteckte Entladungen dürfen nicht den nächsten Brand entfachen

Selbst wenn die Flammen erloschen sind und Sie Maßnahmen zur Reinigung und Reparatur des betroffenen Bereichs ergriffen haben, ist das Risiko noch nicht vollständig gebannt. Teilentladungen können sich in den Bauteilen Ihrer Hochspannungsgeräte befinden und eine unsichtbare Bedrohung darstellen, die Ihr System weiter verschlechtert.

Die Beauftragung eines forensischen Ingenieurteams wie unseres bei Dreiym Engineering gibt Ihnen Sicherheit. Es stellt sicher, dass Ihr Versicherungsanbieter zufrieden ist, und gibt Ihrem Risikomanagementteam einen soliden Überblick darüber, was repariert werden muss, wie die Systeme in Zukunft verbessert werden können und was jetzt zu überwachen ist. Beratungstermin vereinbaren und lassen Sie uns sicherstellen, dass Ihre Systeme sicher und effizient arbeiten.