{"schema_version":"1.0","package_type":"agent_readable_article","generated_at":"2026-06-10T14:12:26+00:00","article":{"id":8024,"slug":"a-complete-guide-to-partial-discharge-acoustic-detection","title":"Ein vollständiger Leitfaden zur akustischen Erkennung von Teilentladungen","url":"https://voltgrids.com/de/blog/a-complete-guide-to-partial-discharge-acoustic-detection/","language":"de-DE","published_at":"2026-03-29T06:08:10+00:00","modified_at":"2026-05-14T02:25:33+00:00","author":{"id":1,"name":"Bepto"},"summary":"Verbessern Sie Ihre Wartungsstrategie für Umspannwerke mit diesem umfassenden Leitfaden zur akustischen Erkennung von Teilentladungen. Erfahren Sie, wie Sie mit Ultraschallsensoren interne Isolationsdefekte in Stromwandlern erkennen, phasenaufgelöste Muster interpretieren und datengestützte Wartungsentscheidungen ohne Systemausfallzeiten treffen können.","word_count":4602,"taxonomies":{"categories":[{"id":159,"name":"Stromwandler (CT)","slug":"current-transformerct","url":"https://voltgrids.com/de/blog/category/instrument-transformer/current-transformerct/"},{"id":146,"name":"Messwandler","slug":"instrument-transformer","url":"https://voltgrids.com/de/blog/category/instrument-transformer/"}],"tags":[{"id":205,"name":"Leistung der Isolierung","slug":"insulation-performance","url":"https://voltgrids.com/de/blog/tag/insulation-performance/"},{"id":200,"name":"Wartung","slug":"maintenance","url":"https://voltgrids.com/de/blog/tag/maintenance/"},{"id":188,"name":"Stromverteilung","slug":"power-distribution","url":"https://voltgrids.com/de/blog/tag/power-distribution/"},{"id":191,"name":"Verlässlichkeit","slug":"reliability","url":"https://voltgrids.com/de/blog/tag/reliability/"}]},"media_links":[{"type":"video","provider":"YouTube","url":"https://youtu.be/B0i-ibHAJ4k","embed_url":"https://www.youtube.com/embed/B0i-ibHAJ4k","video_id":"B0i-ibHAJ4k"},{"type":"audio","provider":"SoundCloud","url":"https://soundcloud.com/bepto-247719800/a-complete-guide-to-partial/s-DHOIGd1ExBq?si=c051aa27980549e28ef6fd5fc6af2129\u0026utm_source=clipboard\u0026utm_medium=text\u0026utm_campaign=social_sharing","embed_url":"https://w.soundcloud.com/player/?url=https://soundcloud.com/bepto-247719800/a-complete-guide-to-partial/s-DHOIGd1ExBq?si=c051aa27980549e28ef6fd5fc6af2129\u0026utm_source=clipboard\u0026utm_medium=text\u0026utm_campaign=social_sharing\u0026auto_play=false\u0026buying=false\u0026sharing=false\u0026download=false\u0026show_artwork=true\u0026show_playcount=false\u0026show_user=true\u0026single_active=true"}],"sections":[{"heading":"Einführung","level":0,"content":"![Ein professioneller ostasiatischer Ingenieur führt in einem Umspannwerk im Freien eine Online-Detektion von Teilentladungsschallemissionen an einem Stromtransformator durch. Dabei verwendet er ein tragbares Analysegerät, um Ultraschallsignale zu interpretieren, die von Isolationsfehlern erzeugt werden, und gewährleistet so ein zuverlässiges Anlagenmanagement ohne Stromunterbrechung.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/03/East-Asian-Engineer-Uses-Portable-AE-Analyzer-for-In-service-CT-PD-Detection-1024x687.jpg)\n\nOstasiatischer Ingenieur nutzt tragbaren AE-Analysator für die Erkennung von CT-PDs im Betrieb"},{"heading":"Einführung","level":2,"content":"Teilentladungen in Stromwandler-Isolationssystemen sind die zuverlässigste Frühwarnung vor einem drohenden Isolationsversagen - und die Erkennung von Schallemissionen ist die praktischste Methode zur Erkennung aktiver Teilentladungen in installierten Stromwandlern in der Energieverteilung, ohne die Geräte außer Betrieb zu nehmen. Ein Stromwandler, der sich intern aktiv entlädt, teilt seinen sich verschlechternden Zustand durch akustische Ultraschallsignale mit, die sich durch das Isolationsmedium und das Gehäuse ausbreiten - Signale, die mit der piezoelektrischen Sensorausrüstung detektiert, mit der richtigen Methodik interpretiert und mit der richtigen Wartungsreaktion umgesetzt werden können, und das alles ohne eine einzige Minute geplanter Ausfallzeit.\n\n**Die direkte Antwort lautet: Die akustische Erkennung von Teilentladungen in Stromverteilungswandlern funktioniert durch die Erkennung von Ultraschalldruckwellen - typischerweise im Ultraschallfrequenzbereich -, die jedes Mal erzeugt werden, wenn ein Teilentladungsereignis innerhalb des Stromwandlerisolationssystems auftritt. Diese Technik ist für die Wartung installierter Stromwandler besonders wertvoll, da sie nicht invasiv ist, keine Unterbrechung des Sekundärstromkreises erfordert, unter stromführenden Bedingungen durchgeführt werden kann und Standortinformationen liefert, die elektrische Teilentladungsmessmethoden nicht liefern können - wodurch Wartungsteams in die Lage versetzt werden, zwischen internen Stromwandlerisolationsdefekten, die einen dringenden Austausch erfordern, und externen Koronaquellen zu unterscheiden, die keinen Eingriff in den Stromwandler erfordern.**\n\nFür Wartungsingenieure in der Energieverteilung, Spezialisten für die Bewertung des Isolationszustands und Zuverlässigkeitsteams, die für das Management der Stromwandlerflotte verantwortlich sind, bietet dieser Leitfaden den kompletten technischen Rahmen für die Erkennung von Teilentladungen durch akustische Emissionen - von der Physik der akustischen Signalerzeugung über die Sensorauswahl, die Messmethodik und die Signalinterpretation bis hin zur Entscheidungsfindung bei der Wartung."},{"heading":"Inhaltsübersicht","level":2,"content":"- [Was ist eine Teilentladung in CT-Isoliersystemen und wie funktioniert die Erkennung von Schallemissionen?](#what-is-partial-discharge-in-ct-insulation-systems-and-how-does-acoustic-emission-detection-work)\n- [Wie wählt und positioniert man Schallemissionssensoren für die CT-Teilentladungsdetektion?](#how-to-select-and-position-acoustic-emission-sensors-for-ct-partial-discharge-detection)\n- [Wie führt man eine strukturierte CT-Messkampagne für akustische Teilentladungen durch?](#how-to-execute-a-structured-ct-acoustic-partial-discharge-measurement-campaign)\n- [Wie interpretiert man Schallemissionssignale und trifft CT-Wartungsentscheidungen?](#how-to-interpret-acoustic-emission-signals-and-make-ct-maintenance-decisions)\n- [Häufig gestellte Fragen zur akustischen Erkennung von Teilentladungen in Stromwandlern für die Energieverteilung](#faqs-about-partial-discharge-acoustic-detection-in-power-distribution-cts)"},{"heading":"Was ist eine Teilentladung in CT-Isoliersystemen und wie funktioniert die Erkennung von Schallemissionen?","level":2,"content":"![Eine detaillierte konzeptionelle Illustration mit mehreren Beschriftungen und einer geteilten Ansicht, die die Erkennung von Teilentladungen (TE) und Schallemissionen (AE) innerhalb eines Stromwandlers erklärt. Sie zeigt einen Querschnitt eines Stromwandlers mit einer vergrößerten Ansicht eines Teilentladungsereignisses in einem Isolationshohlraum, das expandierende Ultraschalldruckwellen erzeugt. Diese Wellen werden von einem externen \u0027piezoelektrischen Sensor\u0027 am Gehäuse des Stromwandlers erfasst, der das Signal an einen tragbaren \u0027Signalanalysator\u0027 sendet. Auf dem Display des Analysators werden Wellenform- und Spektraldaten angezeigt, wobei der \u0027Ultraschallimpuls (20-500 kHz)\u0027 hervorgehoben wird. Der Hintergrund veranschaulicht den Prozess als \u0027Online-/Inbetriebnahme-Inspektion\u0027 in einem Umspannwerk, mit Vergleichen zu elektrischen Methoden.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/03/Understanding-Partial-Discharge-PD-via-Acoustic-Emission-AE-Detection-in-CT-Insulation-1024x687.jpg)\n\nVerständnis der Teilentladung (TE) durch Erkennung der Schallemission (AE) in der CT-Isolierung\n\nEine Teilentladung ist eine elektrische Entladung, die nur einen Teil der Isolierung zwischen den Leitern überbrückt - sie stellt keinen vollständigen Durchschlagspfad zwischen dem Hochspannungsleiter und der Erde dar, sondern baut das die Entladungsstelle umgebende Isoliermaterial nach und nach ab, bis sich schließlich ein vollständiger Durchschlagspfad bildet. In CT-Isolationssystemen - ob Öl-Papier, Gießharz-Epoxid oder SF₆-Gas - ist die Teilentladung der primäre Degradationsmechanismus, der ein Isolationssystem über einen Zeitraum, der je nach Entladungsintensität und Isolationstyp von Monaten bis zu Jahren reicht, von gebrauchsfähig zu ausgefallen umwandelt."},{"heading":"Die Physik der Teilentladung in der CT-Isolation","level":3,"content":"Teilentladungen treten an Schwachstellen in der Isolierung auf - Hohlräume in Gießharz, Gasblasen in Öl-Papier-Isolierungen, Delaminierungsgrenzen, metallische Einschlüsse und Bereiche mit lokal erhöhter elektrischer Feldspannung. An diesen Stellen übersteigt das lokale elektrische Feld die Durchschlagsfestigkeit des Isolationsmediums innerhalb des Defekts - typischerweise ein gasgefüllter Hohlraum, dessen Durchschlagsfestigkeit viel geringer ist als die der umgebenden festen oder flüssigen Isolierung.\n\nWenn das lokale Feld die Durchschlagsfestigkeit des Hohlraums übersteigt, kommt es zu einer schnellen Entladung im Hohlraum, die Nanosekunden bis Mikrosekunden dauert. Diese Entladung:\n\n- **Elektrisch:** Erzeugt einen Stromimpuls im Primärkreis und einen entsprechenden induzierten Impuls im Sekundärkreis - die Grundlage der elektrischen TE-Messverfahren\n- **Thermisch:** Setzt Energie an der Entladestelle frei, verkohlt das umgebende Isoliermaterial und vergrößert den Hohlraum über aufeinanderfolgende Entladezyklen\n- **Akustisch:** Erzeugt eine schnelle lokale Druckänderung - einen mechanischen Impuls -, der sich von der Entladungsstelle als Schallwelle durch das umgebende Isolationsmedium und das CT-Gehäuse ausbreitet\n\nDie akustische Emission einer Teilentladung ist ein breitbandiger Druckimpuls mit einem hohen Energiegehalt im Ultraschallfrequenzbereich von 20-500 kHz. Das Signal breitet sich durch das Isoliermedium des Stromwandlers - Öl, Harz oder Gas - und durch die Wände des Stromwandlergehäuses aus, wobei es sich mit zunehmender Entfernung abschwächt und an Materialgrenzflächen reflektiert wird, bis es die Außenfläche des Stromwandlers erreicht, wo es von einem piezoelektrischen Kontaktsensor erfasst werden kann.\n\nDie wichtigsten technischen Parameter für die Erkennung akustischer Teilentladungen durch CT:\n\n- **Frequenzbereich der Schallemission:** 20-300 kHz für interne CT PD; [Spitzenenergie typischerweise bei 80-150 kHz für Öl-Papier-CT-Isolierung](https://ieeexplore.ieee.org/document/6164228)[1](#fn-1); 100-250 kHz für Gießharz-CT-Isolierung\n- **Geschwindigkeit der Signalausbreitung:** [1.400-1.500 m/s in Transformatorenöl](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014206151500052X)[2](#fn-2); 2.500-3.500 m/s in Gießharz-Epoxid; 5.100 m/s in Stahlgehäuse - Geschwindigkeitsunterschiede ermöglichen Quellenortung durch Time-of-arrival-Methoden\n- **Signalabschwächung:** 6-12 dB pro 100 mm in Öl; 15-25 dB pro 100 mm in Gießharz; die Dämpfung nimmt mit der Frequenz zu - niedrigere Frequenzanteile breiten sich weiter von der Entladungsquelle aus\n- **Erkennungsschwelle:** Minimale nachweisbare TE-Ladungsäquivalente von etwa 100-500 pC für piezoelektrische Kontaktsensoren auf dem CT-Gehäuse; die elektrische TE-Messung ist empfindlicher (5-10 pC), erfordert jedoch einen sekundären Schaltkreiszugang\n- **Frequenzgang des Sensors:** Breitbandige piezoelektrische Sensoren: 20-300 kHz flacher Frequenzgang; piezoelektrische Resonanzsensoren: Spitzenempfindlichkeit bei 150 kHz ±20%; Resonanzsensoren bieten eine höhere Empfindlichkeit bei der Entwurfsfrequenz, verpassen aber Signale außerhalb des Resonanzbandes\n- **Anwendbare Normen:** IEC 60270 (elektrische TE-Messung - Referenzverfahren), IEC 62478 (Hochspannungsprüfverfahren - Schallemission), IEC 60599 (Analyse gelöster Gase - ergänzendes Diagnoseverfahren)\n\nDer Vorteil der akustischen Emissionserkennung gegenüber der elektrischen TE-Messung bei Wartungsarbeiten vor Ort:\n\n[Die elektrische TE-Messung nach IEC 60270 ist die Referenzmethode für die Quantifizierung der TE.](https://webstore.iec.ch/publication/1225)[3](#fn-3) - Sie liefert kalibrierte Ladungsmessungen in Pikocoulomb und ist die Methode, die für die Abnahmeprüfung im Werk verwendet wird. Die elektrische TE-Messung vor Ort erfordert jedoch Zugang zum Sekundärstromkreis des Stromwandlers, einen kalibrierten Koppelkondensator und eine rauschfreie Messumgebung - Bedingungen, die in einem unter Spannung stehenden Umspannwerk selten gegeben sind. Die Schallemissionsdetektion erfordert lediglich einen physischen Zugang zur Oberfläche des Stromwandlergehäuses - sie kann bei voll erregtem Stromwandler, unter Last, ohne Modifikation des Sekundärkreises und in einer Umgebung mit elektromagnetischem Rauschen durchgeführt werden, die eine elektrische TE-Messung im Feld unpraktisch macht."},{"heading":"Wie wählt und positioniert man Schallemissionssensoren für die CT-Teilentladungsdetektion?","level":2,"content":"![Ein technisches Diagramm zur Veranschaulichung der besten Verfahren zur Auswahl und Positionierung von Schallemissionssensoren für die Erkennung von Teilentladungen bei Stromwandlern. Es stellt die optimale Ankopplung an ölgetränkte Stromwandler (untere Kesselwand) und an Gießharz-Stromwandler (Epoxid-Gehäuseboden) gegenüber und hebt die geeigneten Frequenzbereiche und das vorgeschriebene Kopplungsgel hervor. Ein Verifikationsaufbau mit einer Hsu-Nielsen-Quelle zeigt einen erforderlichen SNR \u003E= 6 dB.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/03/Comprehensive-AE-Sensor-Selection-Positioning-Guide-for-CT-PD-Detection-1024x687.jpg)\n\nUmfassender Leitfaden zur Auswahl und Positionierung von AE-Sensoren für die CT-PD-Detektion\n\nSensorauswahl und -positionierung sind die beiden einflussreichsten Variablen für die Qualität der akustischen TE-Erkennung - ein korrekt ausgewählter Sensor an der falschen Position wird interne TE-Signale übersehen, und ein korrekt positionierter Sensor mit dem falschen Frequenzgang wird eher externe Störungen als interne Entladungen erkennen."},{"heading":"Sensorauswahl für die akustische CT-TD-Detektion","level":3,"content":"**Piezoelektrische Kontaktsensoren (Primärmethode):**\nPiezoelektrische Kontaktsensoren werden gegen die CT-Gehäuseoberfläche gepresst und erfassen akustische Wellen, die durch die Gehäusewand übertragen werden. Sie bieten die höchste Empfindlichkeit für die interne TE-Erkennung und sind die Standardmethode für akustische TE-Untersuchungen in CT.\n\nAuswahlkriterien:\n\n- **Frequenzbereich:** 50-200 kHz für in Öl getauchte Stromwandler; 80-300 kHz für Gießharz-Stromwandler - die höhere Dämpfung von Gießharz erfordert eine höhere Frequenzempfindlichkeit, um Signale von der Entladungsquelle zu erkennen, bevor sie auf das Grundrauschen abgeschwächt werden\n- **Empfindlichkeit:** Mindestens -65 dB ref 1 V/μbar für die zuverlässige Erkennung von TE-Quellen in Entfernungen von bis zu 300 mm durch Öl hindurch; mindestens -55 dB für Gießharzanwendungen\n- **Kompatibilität der Gehäuse:** Magnetischer Montagesockel für ferromagnetische CT-Gehäuse - sorgt für gleichbleibende Kopplungskraft und wiederholbare Sensorpositionierung zur Trendüberwachung; Klebeverbindung für nicht ferromagnetische Gehäuse\n\n**Luftgestützte Ultraschallsensoren (Ergänzende Methode):**\nBerührungslose Ultraschallsensoren erkennen Luftschallemissionen von Oberflächenkorona und externen TE-Quellen. Sie werden eingesetzt, um externe Korona - die starke Luftschallsignale, aber schwache Kontaktsignale erzeugt - von interner TE zu unterscheiden, die starke Kontaktsignale, aber schwache Luftschallsignale erzeugt."},{"heading":"Sensorpositionierung für verschiedene CT-Typen","level":3,"content":"**In Öl getauchte CT (Porzellan- oder Kompositbuchse):**\n\n- Primäre Sensorposition: Untere Tankwand, 50-100 mm über dem Tankboden - akustische Ölsignale von internen TE-Quellen breiten sich nach unten aus und konzentrieren sich am Tankboden; diese Position maximiert das Signal-Rausch-Verhältnis für die interne TE-Erkennung\n- Position des Sekundärsensors: Mittlere Tankwand im 90° Winkel zum Primärsensor - ermöglicht zweidimensionale Quellenortung durch Vergleich der Eintreffzeit\n- Vermeiden: Oberfläche der Buchse - externe Korona auf der Oberfläche der Buchse erzeugt starke akustische Signale, die die internen PD-Signale überdecken, wenn der Sensor auf der Buchse positioniert ist\n\n**Gießharz-CT (Epoxid-gekapselt):**\n\n- Primäre Sensorposition: Basis des CT-Gehäuses, direkt auf der Epoxidoberfläche - Gießharz hat eine höhere akustische Dämpfung als Öl, so dass der Sensor so nah wie möglich an der erwarteten TE-Quelle platziert werden muss (typischerweise an der Schnittstelle der Hochspannungsleiter oder der Kern-Harz-Schnittstelle)\n- Sekundäre Sensorpositionen: In 120°-Abständen um den CT-Körper herum - ermöglicht eine Drei-Punkt-Quellenortung für harzgekapselte CTs\n- Kopplungsmedium: Akustisches Kopplungsgel für Gießharz zwingend erforderlich - durch die Oberflächenrauhigkeit von Epoxidharz entstehen Luftspalten, die hochfrequente Signale ohne Kopplungsgel stark dämpfen"},{"heading":"Überprüfung der Kupplungsqualität","level":3,"content":"Vor der Aufzeichnung von TE-Messungen muss die Qualität der akustischen Kopplung überprüft werden:\n\nSNRcoupling=20×Protokoll10⁡(VsignalVnoise)≥6 dBSNR_{Kopplung} = 20 \\mal \\log_{10}\\links(\\frac{V_{Signal}}{V_{Rauschen}}\\rechts) \\geq 6 \\text{ dB}\n\nBringen Sie einen Bleistiftminenbruch (Hsu-Nielsen-Quelle) auf der CT-Gehäuseoberfläche 100-200 mm vom Sensor entfernt an - dies erzeugt einen breitbandigen akustischen Impuls, der die korrekte Ankopplung des Sensors und den intakten Signalpfad verifiziert. Ein korrekt gekoppelter Sensor zeigt eine saubere Impulsantwort mit einem SNR ≥ 6 dB über dem Hintergrundrauschen."},{"heading":"Wie führt man eine strukturierte CT-Messkampagne für akustische Teilentladungen durch?","level":2,"content":"![Eine detaillierte Infografik und ein Prozessdiagramm, strukturiert in vier Tafeln mit klaren Beschriftungen und Symbolen, die den kompletten strukturierten Arbeitsablauf für eine Kampagne zur Messung der akustischen Teilentladung bei der Computertomographie erläutern. Die Tafeln beschreiben detailliert, wie man \u0027Grundlegende Messungen durchführt\u0027, \u0027Messreihenfolge und -häufigkeit festlegt\u0027 (jährlich, ereignisgesteuert), \u0027Messprotokolle ausführt\u0027 (Umgebungsgeräusche, Sensorpositionierung, FFT-Spektrum, PRPD-Muster) und die \u0027Berechnung der Quellenposition\u0027 durchführt (unter Verwendung von mehr als drei Sensoren und Ankunftszeitdifferenz). Formeln und Datendiagramme veranschaulichen jeden Schritt für ein systematisches Asset Management.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/03/Structured-Workflow-for-CT-Acoustic-PD-Fleet-Survey-1024x687.jpg)\n\nStrukturierter Arbeitsablauf für die Vermessung der CT-Akustik-PD-Flotte\n\nEine strukturierte akustische TE-Messkampagne für eine Stromwandlerflotte in der Energieverteilung erfordert ein definiertes Messprotokoll, das einen Vergleich zwischen den Stromwandlern, zwischen den Messperioden und zwischen dem zu prüfenden Stromwandler und einer bekannten gesunden Referenz ermöglicht - denn absolute akustische Signalpegel sind ohne Kontext bedeutungslos; es sind relative Pegel und Trends, die eine Verschlechterung der Isolierung erkennen lassen."},{"heading":"Schritt 1: Festlegung von Basis-Messungen","level":3,"content":"Bevor die akustische TE-Erkennung verschlechterte Stromwandler identifizieren kann, müssen für jeden Stromwandler in der Flotte Basismessungen unter bekannten, gesunden Bedingungen durchgeführt werden:\n\n- **Erfassen Sie den Ausgangswert bei der Inbetriebnahme oder den letzten bekannten gesunden Zustand:** Messung und Dokumentation des akustischen Signalpegels, des Frequenzspektrums und des phasenaufgelösten Musters für jeden Stromwandler zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme oder unmittelbar nach einer bestätigten gesunden Isolationsprüfung\n- **Dokumentieren Sie die Messbedingungen:** Aufzeichnung der Primärspannung, des Primärstroms, der Umgebungstemperatur und der Wetterbedingungen - akustische TE-Signalpegel variieren mit der Spannung (TE-Eingangsspannung) und der Temperatur (die Viskosität der Isolierung beeinflusst die Signalausbreitung in Öl)\n- **Stellen Sie eine Flottenreferenz her:** Identifizierung der statistischen Verteilung der akustischen Signalpegel in der gesamten CT-Flotte - CTs mit Signalpegeln, die mehr als 6 dB über dem Flottenmedian liegen, müssen unabhängig vom absoluten Pegel untersucht werden"},{"heading":"Schritt 2: Festlegung der Messreihenfolge und -häufigkeit","level":3,"content":"- **Jährliche Erhebung für KVs, die älter als 15 Dienstjahre sind:** Die Verschlechterung der Isolierung beschleunigt sich in der zweiten Hälfte der Lebensdauer des Stromwandlers; jährliche akustische PD-Messungen bieten eine ausreichende zeitliche Auflösung, um eine Verschlechterung zu erkennen, bevor sie ein kritisches Niveau erreicht.\n- **6-monatliche Umfrage für KVs mit bekannten Isolationsproblemen:** Stromwandler, die bei der letzten Untersuchung erhöhte Schallpegel aufwiesen, Stromwandler mit abnormalen Analyseergebnissen für gelöste Gase und Stromwandler, bei denen es zu thermischen Überlastungen gekommen ist\n- **Unmittelbare Überwachung nach Störungsereignissen:** Jeder Stromwandler, der einem Durchgangsfehlerstrom von mehr als 50% des Bemessungskurzzeitstroms ausgesetzt war, muss innerhalb von 30 Tagen akustisch auf TE untersucht werden - die thermische Belastung durch den Fehlerstrom kann eine Verschlechterung der Isolierung auslösen, die sich innerhalb von Wochen nach dem Fehlerereignis als TE manifestiert"},{"heading":"Schritt 3: Ausführen des Messprotokolls","level":3,"content":"1. **Bereiten Sie die Messumgebung vor:** Aufzeichnung des Umgebungsgeräuschpegels bei an das Stromwandlergehäuse gekoppeltem Sensor, aber getrennter Signalquelle - damit wird die Rauschuntergrenze für die SNR-Berechnung festgelegt; wenn das Umgebungsgeräusch -40 dBV im Messfrequenzband überschreitet, müssen die Geräuschquellen ermittelt und beseitigt werden, bevor Sie fortfahren.\n2. **Sensor an definierten Positionen anbringen:** Verwenden Sie die für den CT-Typ spezifische Positionierung, die in Schritt 1 des Abschnitts über die Sensorauswahl festgelegt wurde; tragen Sie das Kopplungsgel für Gießharz-CTs auf; überprüfen Sie die Kopplungsqualität mit dem Hsu-Nielsen-Quellentest\n3. **Aufzeichnung der Wellenform im Zeitbereich:** Erfassung von mindestens 10 Sekunden kontinuierlicher akustischer Signale an jeder Sensorposition - ausreichend, um mehrere Netzfrequenzzyklen zu beobachten und phasenkorrelierte TE-Aktivitäten zu erkennen\n4. **Frequenzspektrum aufzeichnen:** FFT-Analyse der erfassten Wellenform; Identifizierung von Spitzenfrequenzkomponenten; Vergleich mit dem Basisspektrum - neue Frequenzkomponenten oberhalb der Basislinie weisen auf eine neue PD-Aktivität hin\n5. **Aufzeichnung des phasenaufgelösten pd-Musters:** Synchronisierung der akustischen Messung mit der Phase der Netzfrequenzspannung unter Verwendung eines Referenzspannungssignals; Aufzeichnung der Amplitude des akustischen Ereignisses in Abhängigkeit vom Phasenwinkel - die Form des PRPD-Musters identifiziert den Typ der PD-Quelle\n6. **Anwendung der Multisensor-Analyse der Ankunftszeit:** Wenn zwei oder mehr Sensoren gleichzeitig eingesetzt werden, zeichnen Sie die Ankunftszeitdifferenz (TDOA) der akustischen Signale zwischen den Sensorpositionen auf - dies ermöglicht die Berechnung der Quellenposition"},{"heading":"Schritt 4: Berechnung des Quellenstandorts","level":3,"content":"Für zwei Sensoren an bekannten Positionen auf dem CT-Gehäuse:\n\nΔd=voil×Δt\\Delta d = v_{oil} \\mal \\Delta t\n\nWo Δt\\Delta t ist die gemessene Zeitdifferenz der Ankunft und voilv_{Öl} die akustische Ausbreitungsgeschwindigkeit in Öl (1.450 m/s) ist. Die Quelle liegt auf einer Hyperbel, die durch die konstante Weglängendifferenz Δd\\Delta d - Bei drei oder mehr Sensoren ergibt der Schnittpunkt mehrerer Hyperbeln eine Punktquelle.\n\nBei einem CT mit bekannter interner Geometrie kann mit drei Sensoren und einer sorgfältigen TDOA-Messung eine Quellenortungsgenauigkeit von ±20-50 mm erreicht werden - ausreichend, um zwischen einer TE-Quelle an der Schnittstelle des Hochspannungsleiters (höchst kritisch), der Schnittstelle zwischen Kern und Isolierung (mittlerer Schweregrad) und der Tankwand (geringster Schweregrad) zu unterscheiden."},{"heading":"Anwendungsszenarien","level":3,"content":"- **Jährliche Erhebung über den Stromverteilungsumspannwerk-Fuhrpark:** Piezoelektrische Kontaktsensoren an der unteren Tankwand; Amplituden- und Spektrumsmessung mit einem Sensor; Vergleich mit der Basislinie der Flotte; Markierung von CTs mit einem Anstieg von \u003E6 dB gegenüber der Basislinie für eine nachfolgende Multisensor-Messung\n- **Bewertung des Zustands der gealterten CT-Isolierung (\u003E20 Jahre Betrieb):** Einsatz mehrerer Sensoren mit PRPD-Analyse; Lokalisierung der TDOA-Quelle; Korrelation mit den Ergebnissen der Analyse gelöster Gase; Wartungsentscheidungen auf der Grundlage kombinierter akustischer und chemischer Nachweise\n- **Bewertung der CT-Isolierung nach einem Fehler:** Sofortige Einzelsensor-Überwachung innerhalb von 30 Tagen nach dem Störungsereignis; Vergleich mit der Basislinie vor der Störung; erhöhte Signalpegel lösen ein beschleunigtes Überwachungsprogramm aus\n- **Neue CT Commissioning Baseline:** Vollständige Multisensor-Messung bei Inbetriebnahme; PRPD-Muster als Referenz aufgezeichnet; Frequenzspektrum dokumentiert; Ergebnisse in CT Asset Management Record als Lebenszeit-Baseline gespeichert"},{"heading":"Wie interpretiert man Schallemissionssignale und trifft CT-Wartungsentscheidungen?","level":2,"content":"![Eine umfassende technische Infografik, die veranschaulicht, wie akustische Emissionssignale von einem Stromwandler für Wartungsentscheidungen zu interpretieren sind. Im oberen Abschnitt werden vier verschiedene Signalkategorien anhand von anschaulichen PRPD-Diagrammen, Frequenzspektren und relativen Stärken von Luft-/Kontaktsensoren verglichen: Kategorie 1 (interner Hohlraum, kritisch), Kategorie 2 (Oberflächenverfolgung, hoher Schweregrad), Kategorie 3 (externe Korona, geringer Schweregrad) und Kategorie 4 (mechanische Schwingungen, kein PD). Der untere Abschnitt enthält ein visuelles Flussdiagramm, das von den Untersuchungsergebnissen zu spezifischen Entscheidungsdiamanten führt: Ist der Signalpegel \u003E 6 dB? Ist es phasenkorreliert? Ist es symmetrisch? - bis hin zu Standard-Wartungsmaßnahmen wie \u0027Dringender Austausch erforderlich\u0027, \u0027Austausch planen\u0027 oder \u0027Externe Quelle untersuchen\u0027. Kleine Icons informieren über die ergänzende DGA- und elektrische TE-Korrelation.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/03/Current-Transformer-Acoustic-Signal-Interpretation-Maintenance-Decision-Guide-1024x687.jpg)\n\nStromwandler Akustische Signalinterpretation \u0026 Entscheidungshilfe für die Wartung"},{"heading":"Rahmen für die Signalauswertung","level":3,"content":"Bei der Interpretation von akustischen TE-Signalen muss zwischen vier Signalkategorien unterschieden werden, die sich in den Amplitudenbereichen überschneiden, aber deutlich unterschiedliche Frequenzspektren, phasenaufgelöste Muster und Auswirkungen auf die Wartung haben:\n\n**Kategorie 1: Innere Leere Entleerung (am kritischsten)**\n\n- **Akustische Eigenschaften:** Wiederholte Impulse mit 2× Netzfrequenz-Wiederholrate (zwei Entladungsereignisse pro Spannungszyklus - eines bei der positiven Halbperiode, eines bei der negativen); Spitzenfrequenz 80-150 kHz; Signal bei Kontaktsensor stärker als bei Luftsensor\n- **PRPD-Muster:** [Symmetrische Cluster bei 45° und 225° Phasenlage](https://www.mdpi.com/1996-1073/14/4/1042)[4](#fn-4) (positive und negative Spannungsspitzen); die Amplitudenverteilung folgt einer Gaußschen Verteilung innerhalb jedes Clusters\n- **Auswirkungen auf die Wartung:** Aktive Verschlechterung der internen Isolierung - Austausch beim nächsten geplanten Ausfall einplanen; Überwachungsfrequenz bis zum Austausch auf monatlich erhöhen\n\n**Kategorie 2: Ableitung der Oberflächenverfolgung (hoher Schweregrad)**\n\n- **Akustische Eigenschaften:** Unregelmäßiges Impulsmuster; Leistungs-Frequenz-Korrelation vorhanden, aber asymmetrisch; Spitzenfrequenz 50-100 kHz; Signal sowohl mit Kontakt- als auch mit Luftbildsensoren nachweisbar\n- **PRPD-Muster:** Asymmetrische Cluster - stärker in einem Halbzyklus als im anderen; unregelmäßige Amplitudenverteilung, die auf ein unregelmäßiges Entladungsverhalten hinweist\n- **Auswirkungen auf die Wartung:** Verschlechterung der Oberflächenisolierung - typischerweise an der Schnittstelle Buchse-Flansch oder Kern-Harz-Grenzfläche; Austausch erforderlich; nicht über den nächsten geplanten Stillstand hinausschieben\n\n**Kategorie 3: Externe Korona (niedriger CT-Schweregrad)**\n\n- **Akustische Eigenschaften:** Kontinuierliches Zischen anstelle von diskreten Impulsen; starkes Luftsignal; schwaches oder fehlendes Kontaktsignal; Spitzenfrequenz 20-50 kHz\n- **PRPD-Muster:** Konzentriert an Spannungsnulldurchgängen (90° und 270°); sehr gleichmäßige Amplitudenverteilung\n- **Auswirkungen auf die Wartung:** Externe Korona von benachbarten Leitern, Isolatoren oder Hardware - keine Verschlechterung der CT-Isolierung; externe Koronaquelle untersuchen und korrigieren; kein CT-Austausch erforderlich\n\n**Kategorie 4: Mechanische Vibrationen und Interferenzen (keine PD)**\n\n- **Akustische Eigenschaften:** Kontinuierliches Signal bei Netzfrequenz und Oberwellen (50 Hz, 100 Hz, 150 Hz); keine Korrelation mit der Spannungsphase; Signal am Kontaktsensor vorhanden, aber nicht phasenkorreliert\n- **PRPD-Muster:** Gleichmäßige Verteilung über alle Phasenwinkel - keine Phasenkorrelation\n- **Auswirkungen auf die Wartung:** Mechanische Vibration durch Magnetostriktion, lose Komponenten oder externe mechanische Quellen - kein TE-Signal; keine Bedenken hinsichtlich der Isolierung; untersuchen Sie die mechanische Quelle, wenn der Vibrationspegel erhöht ist"},{"heading":"Flussdiagramm für Wartungsentscheidungen","level":3},{"heading":"Akustische Parkinson-Diagnose Entscheidungsbaum","level":3,"content":"Akustische PD-Erhebung Ergebnis\n\nIst der Signalpegel \u003E 6 dB über der Basislinie?\n\nYES\n\nNO\n\nJährliche Umfrage fortsetzen\n\nIst das Signal am Kontaktsensor stärker als in der Luft?\n\nYES\n\nNO\n\nExterne Korona\n\nUntersuchen Sie externe Quellen\n\nIst das PRPD-Muster bei Spannungsspitzen phasenkorreliert?\n\nYES\n\nNO\n\nMechanische Schwingungen\n\nUntersuchen Sie die mechanische Quelle\n\nIst das PRPD-Muster symmetrisch (beide Halbzyklen)?\n\nYES\n\nInterne Leerraumentladung\n\nZeitplan Ersatz\n\nNO\n\nIst das PRPD-Muster asymmetrisch mit unregelmäßiger Amplitude?\n\nYES\n\nOberflächenverfolgung\n\nDringender Ersatz\n\nNO\n\nKorrelierte DGA-Analyse und elektrischer PD-Test durchführen\n\nFür die endgültige Diagnose"},{"heading":"Korrelation mit ergänzenden diagnostischen Methoden","level":3,"content":"Die akustische TE-Detektion liefert die aussagekräftigste Felddiagnose - ihre Schlussfolgerungen werden jedoch durch die Korrelation mit ergänzenden Methoden verstärkt:\n\n- **Analyse gelöster Gase (DGA):** [Erzeugung von Wasserstoff (H₂) und Methan (CH₄) in in Öl getauchten CTs bestätigt aktive PD](https://standards.ieee.org/ieee/C57.104/7018/)[5](#fn-5); Acetylen (C₂H₂) deutet auf eine hochenergetische Lichtbogenentladung hin; die Korrelation zwischen dem Anstieg des akustischen Signalpegels und der DGA-Gaserzeugungsrate bestätigt die interne Entladungsquelle\n- **Wärmebildtechnik (Infrarot):** Heiße Stellen auf der Oberfläche des CT-Gehäuses deuten auf Widerstandserwärmung durch die Verfolgung von Entladungspfaden hin; die Korrelation mit akustischen Signalen an derselben Stelle bestätigt die Aktivität der Oberflächenentladung\n- **Elektrische TE-Messung (IEC 60270):** Liefert eine kalibrierte Ladungsmessung in pC - erforderlich für die endgültige Bewertung des Schweregrads; wird während eines geplanten Stromausfalls durchgeführt, wobei der Stromwandler stromlos und der Sekundärkreis zugänglich ist"},{"heading":"Häufige Fehler bei der Interpretation","level":3,"content":"- **Alle erhöhten akustischen Signale werden auf eine interne PD zurückgeführt:** Externe Korona von benachbarten Geräten ist die häufigste Ursache für falsch-positive akustische TE-Anzeigen in Umspannwerken; vergleichen Sie immer Kontakt- und Luftsensorsignale, bevor Sie auf eine interne TE schließen.\n- **Ersetzungsentscheidungen allein auf der Grundlage der Amplitude einer Einzelmessung treffen:** Ein einzelner erhöhter Amplitudenwert ohne PRPD-Musteranalyse, Frequenzspektrenvergleich und Basislinienkorrelation liefert keine ausreichenden Beweise für eine Ersatzentscheidung; die akustische PD-Bewertung erfordert ein komplettes Signalcharakterisierungspaket\n- **Ignorieren akustischer Signale unterhalb der “Alarmschwelle”:** Ein Signal, das heute 3 dB über der Basislinie und bei der nächsten Messung 4 dB über der Basislinie liegt, ist besorgniserregender als ein Signal, das 6 dB über der Basislinie liegt, aber stabil ist - der Trend ist aussagekräftiger als der absolute Wert.\n- **Durchführung einer akustischen TE-Messung unmittelbar nach einem Spannungsübergang oder einem Schaltvorgang:** Schaltvorgänge erzeugen akustische Signale, die in ölgetränkten Stromwandlern minutenlang anhalten können; nach jedem Schaltvorgang sollten mindestens 30 Minuten verstreichen, bevor mit akustischen TE-Messungen begonnen wird"},{"heading":"Schlussfolgerung","level":2,"content":"Die Erkennung von Teilentladungen durch akustische Emissionen ist die am besten einsetzbare Zustandsüberwachungstechnik für installierte Stromwandler in der Energieverteilung - sie erfordert keinen Ausfall, keinen Zugriff auf sekundäre Stromkreise, keine spezielle Infrastruktur in der Umspannstation und keine Änderungen am Stromwandler oder den angeschlossenen Stromkreisen. Der Wert der Technik liegt nicht in der Erkennung der Teilentladung zu einem einzigen Zeitpunkt - er liegt in der Festlegung einer Basislinie für jeden Stromwandler in der Flotte, in der Entwicklung des akustischen Signalpegels über aufeinanderfolgende Messkampagnen und in der Verwendung des phasenaufgelösten Musters und Frequenzspektrums zur Unterscheidung der internen Leerraumentladung, die einen dringenden Austausch erfordert, von der externen Korona, die keinen Eingriff am Stromwandler erfordert. **Bei der Verwaltung des Stromwandlerbestands in der Energieverteilung ist die Erkennung von Teilentladungen durch Schallemissionen die Instandhaltungsinvestition, die die reaktive Reaktion auf Stromwandlerausfälle - Notaustausch nach einem unerwarteten Isolationsausfall - in ein geplantes Anlagenmanagement umwandelt, bei dem sich verschlechternde Stromwandler bereits Monate vor dem Ausfall erkannt und während geplanter Stillstände ausgetauscht werden, ohne dass das Sicherheitsrisiko, der Schutzausfall und die Kosten für die Notfallbeschaffung eines ungeplanten Stromwandlerausfalls entstehen.**"},{"heading":"Häufig gestellte Fragen zur akustischen Erkennung von Teilentladungen in Stromwandlern für die Energieverteilung","level":2},{"heading":"**F: Welcher Frequenzbereich der Schallemissionen sollte für die Erkennung von Teilentladungen in ölgefüllten Stromwandlern für die Energieverteilung verwendet werden, und warum unterscheidet sich dies von Gießharz-Stromwandleranwendungen?**","level":3,"content":"**A:** In Öl getauchte CTs: 50-200 kHz - Öl sorgt für eine geringere akustische Dämpfung, so dass sich niedrigere Frequenzkomponenten von der Entladungsquelle zum Sensor ausbreiten können. Gießharz-CTs: 80-300 kHz - Epoxidharz hat eine höhere akustische Dämpfung, was eine höhere Frequenzempfindlichkeit und eine Sensorplatzierung näher an der erwarteten TE-Quelle erfordert, um ein angemessenes Signal-Rausch-Verhältnis zu erreichen."},{"heading":"**F: Wie unterscheidet die phasenaufgelöste Analyse von Teilentladungsmustern bei CT-Schallemissionsmessungen mit Leistungsverteilung zwischen interner Hohlraumentladung und externer Korona?**","level":3,"content":"**A:** Interne Hohlraumentladung erzeugt symmetrische PRPD-Cluster an den Positionen der Spannungsspitzenphase (45° und 225°) - die Entladung findet statt, wenn die Spannungsspannung über dem Hohlraum maximal ist. Externe Korona erzeugt PRPD-Cluster an den Positionen des Spannungsnulldurchgangs (90° und 270°) - die Korona beginnt, wenn der Gradient des elektrischen Feldes am steilsten ist. Die Phasenlage der PRPD-Cluster ist das wichtigste Unterscheidungsmerkmal zwischen internen und externen TE-Quellen."},{"heading":"**F: Wie viele Schallemissionssensoren sind für die Ortung von Teilentladungsquellen in einem Stromverteilungskanal mindestens erforderlich, und welche Ortungsgenauigkeit kann erreicht werden?**","level":3,"content":"**A:** Mindestens drei Sensoren für die zweidimensionale Ortung der Strahlenquelle mit Hilfe der Laufzeitanalyse. Drei Sensoren liefern den Schnittpunkt zweier Hyperbeln, was bei ölgetränkten CTs mit bekannter innerer Geometrie eine Punktortung der Quelle mit einer Genauigkeit von ±20-50 mm ergibt. Zwei Sensoren liefern nur eine hyperbolische Ortskurve - unzureichend für die Punktortung, aber nützlich, um festzustellen, ob die Quelle näher an einer Sensorposition liegt als an der anderen."},{"heading":"**F: Wie sollten Messungen der Schallemissions-Teilentladung mit den Ergebnissen der Analyse gelöster Gase korreliert werden, um Entscheidungen über den Austausch von Stromwandlern im Rahmen von Wartungsprogrammen für die Energieverteilung zu treffen?**","level":3,"content":"**A:** Akustischer TE-Signalanstieg in Verbindung mit Wasserstoff- und Methanbildung in der DGA bestätigt eine aktive innere Entladung mit niedriger Energie - Austausch beim nächsten geplanten Stillstand einplanen. Akustischer PD-Signalanstieg in Kombination mit Acetylenerzeugung bestätigt eine hochenergetische Bogenentladung - als dringend behandeln; Austausch nicht aufschieben. Akustischer PD-Signalanstieg ohne DGA-Gaserzeugung deutet auf externe Korona oder mechanische Vibrationen hin - untersuchen Sie nicht-CT-Quellen, bevor Sie den Austausch einplanen."},{"heading":"**F: Welche Überwachungshäufigkeit sollte bei der Überwachung von Teilentladungen durch akustische Emissionen von ölgefüllten Stromwandlern in Stromverteilungsanlagen auf der Grundlage des Betriebsalters und des Zustands der Stromwandler angewendet werden?**","level":3,"content":"**A:** KVs unter 15 Jahren, bei denen keine Probleme mit der Isolierung bekannt sind: 2-jährliche akustische Untersuchung. KVs 15-25 Jahre: jährliche Untersuchung. KVs über 25 Jahre: 6-monatliche Untersuchung. KVs mit erhöhten akustischen Messwerten, abnormaler DGA oder thermischer Belastung nach einem Störfall in der Vergangenheit: 3-monatliche Untersuchung unabhängig vom Alter. Sofortige Prüfung innerhalb von 30 Tagen nach einem Fehlerereignis, bei dem der Primärstrom des Stromwandlers 50% des Nennkurzzeitstroms übersteigt.\n\n1. “Akustische Emissionsanalyse zur Erkennung von Teilentladungen”, `https://ieeexplore.ieee.org/document/6164228`. In der Studie werden typische AE-Frequenzbänder für Öl-Papier-Dämmsysteme ermittelt. Beweiskraft: statistisch; Quellenart: Forschung. Unterstützt: Spitzenenergie typischerweise bei 80-150 kHz für Öl-Papier-CT-Isolierung. [↩](#fnref-1_ref)\n2. “Ausbreitung von Ultraschallwellen in Transformatorenöl”, `https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014206151500052X`. Diese Forschung misst akustische Geschwindigkeitsparameter, die für die Ortung der Ankunftszeit wichtig sind. Beweiskraft: Mechanismus; Quellenart: Forschung. Unterstützt: 1.400-1.500 m/s in Transformatorenöl. [↩](#fnref-2_ref)\n3. “IEC 60270: Hochspannungsprüfverfahren - Teilentladungsmessungen”, `https://webstore.iec.ch/publication/1225`. Diese Norm definiert die elektrischen Referenzmethoden für die Quantifizierung von TE. Rolle des Nachweises: general_support; Quellenart: standard. Unterstützt: Die elektrische TE-Messung nach IEC 60270 ist die Referenzmethode für die TE-Quantifizierung. [↩](#fnref-3_ref)\n4. “Phasenaufgelöste Teilentladungsmuster-Interpretation”, `https://www.mdpi.com/1996-1073/14/4/1042`. Das Papier beschreibt das symmetrische Clusterverhalten von Entladungen im Inneren von Hohlräumen. Beweiskraft: Mechanismus; Quellenart: Forschung. Unterstützt: Symmetrische Cluster bei 45° und 225° Phasenlage. [↩](#fnref-4_ref)\n5. “IEEE Guide for the Interpretation of Gases Generated in Oil-Immersed Transformers”, `https://standards.ieee.org/ieee/C57.104/7018/`. Der Leitfaden dokumentiert chemische Gasmarker, die durch Teilentladung entstehen. Rolle des Nachweises: Mechanismus; Quellenart: Standard. Unterstützt: Die Erzeugung von Wasserstoff (H₂) und Methan (CH₄) in in Öl getauchten CTs bestätigt eine aktive TE. [↩](#fnref-5_ref)"}],"source_links":[{"url":"#what-is-partial-discharge-in-ct-insulation-systems-and-how-does-acoustic-emission-detection-work","text":"Was ist eine Teilentladung in CT-Isoliersystemen und wie funktioniert die Erkennung von Schallemissionen?","is_internal":false},{"url":"#how-to-select-and-position-acoustic-emission-sensors-for-ct-partial-discharge-detection","text":"Wie wählt und positioniert man Schallemissionssensoren für die CT-Teilentladungsdetektion?","is_internal":false},{"url":"#how-to-execute-a-structured-ct-acoustic-partial-discharge-measurement-campaign","text":"Wie führt man eine strukturierte CT-Messkampagne für akustische Teilentladungen durch?","is_internal":false},{"url":"#how-to-interpret-acoustic-emission-signals-and-make-ct-maintenance-decisions","text":"Wie interpretiert man Schallemissionssignale und trifft CT-Wartungsentscheidungen?","is_internal":false},{"url":"#faqs-about-partial-discharge-acoustic-detection-in-power-distribution-cts","text":"Häufig gestellte Fragen zur akustischen Erkennung von Teilentladungen in Stromwandlern für die Energieverteilung","is_internal":false},{"url":"https://ieeexplore.ieee.org/document/6164228","text":"Spitzenenergie typischerweise bei 80-150 kHz für Öl-Papier-CT-Isolierung","host":"ieeexplore.ieee.org","is_internal":false},{"url":"#fn-1","text":"1","is_internal":false},{"url":"https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014206151500052X","text":"1.400-1.500 m/s in Transformatorenöl","host":"www.sciencedirect.com","is_internal":false},{"url":"#fn-2","text":"2","is_internal":false},{"url":"https://webstore.iec.ch/publication/1225","text":"Die elektrische TE-Messung nach IEC 60270 ist die Referenzmethode für die Quantifizierung der TE.","host":"webstore.iec.ch","is_internal":false},{"url":"#fn-3","text":"3","is_internal":false},{"url":"https://www.mdpi.com/1996-1073/14/4/1042","text":"Symmetrische Cluster bei 45° und 225° Phasenlage","host":"www.mdpi.com","is_internal":false},{"url":"#fn-4","text":"4","is_internal":false},{"url":"https://standards.ieee.org/ieee/C57.104/7018/","text":"Erzeugung von Wasserstoff (H₂) und Methan (CH₄) in in Öl getauchten CTs bestätigt aktive PD","host":"standards.ieee.org","is_internal":false},{"url":"#fn-5","text":"5","is_internal":false},{"url":"#fnref-1_ref","text":"↩","is_internal":false},{"url":"#fnref-2_ref","text":"↩","is_internal":false},{"url":"#fnref-3_ref","text":"↩","is_internal":false},{"url":"#fnref-4_ref","text":"↩","is_internal":false},{"url":"#fnref-5_ref","text":"↩","is_internal":false}],"content_markdown":"![Ein professioneller ostasiatischer Ingenieur führt in einem Umspannwerk im Freien eine Online-Detektion von Teilentladungsschallemissionen an einem Stromtransformator durch. Dabei verwendet er ein tragbares Analysegerät, um Ultraschallsignale zu interpretieren, die von Isolationsfehlern erzeugt werden, und gewährleistet so ein zuverlässiges Anlagenmanagement ohne Stromunterbrechung.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/03/East-Asian-Engineer-Uses-Portable-AE-Analyzer-for-In-service-CT-PD-Detection-1024x687.jpg)\n\nOstasiatischer Ingenieur nutzt tragbaren AE-Analysator für die Erkennung von CT-PDs im Betrieb\n\n## Einführung\n\nTeilentladungen in Stromwandler-Isolationssystemen sind die zuverlässigste Frühwarnung vor einem drohenden Isolationsversagen - und die Erkennung von Schallemissionen ist die praktischste Methode zur Erkennung aktiver Teilentladungen in installierten Stromwandlern in der Energieverteilung, ohne die Geräte außer Betrieb zu nehmen. Ein Stromwandler, der sich intern aktiv entlädt, teilt seinen sich verschlechternden Zustand durch akustische Ultraschallsignale mit, die sich durch das Isolationsmedium und das Gehäuse ausbreiten - Signale, die mit der piezoelektrischen Sensorausrüstung detektiert, mit der richtigen Methodik interpretiert und mit der richtigen Wartungsreaktion umgesetzt werden können, und das alles ohne eine einzige Minute geplanter Ausfallzeit.\n\n**Die direkte Antwort lautet: Die akustische Erkennung von Teilentladungen in Stromverteilungswandlern funktioniert durch die Erkennung von Ultraschalldruckwellen - typischerweise im Ultraschallfrequenzbereich -, die jedes Mal erzeugt werden, wenn ein Teilentladungsereignis innerhalb des Stromwandlerisolationssystems auftritt. Diese Technik ist für die Wartung installierter Stromwandler besonders wertvoll, da sie nicht invasiv ist, keine Unterbrechung des Sekundärstromkreises erfordert, unter stromführenden Bedingungen durchgeführt werden kann und Standortinformationen liefert, die elektrische Teilentladungsmessmethoden nicht liefern können - wodurch Wartungsteams in die Lage versetzt werden, zwischen internen Stromwandlerisolationsdefekten, die einen dringenden Austausch erfordern, und externen Koronaquellen zu unterscheiden, die keinen Eingriff in den Stromwandler erfordern.**\n\nFür Wartungsingenieure in der Energieverteilung, Spezialisten für die Bewertung des Isolationszustands und Zuverlässigkeitsteams, die für das Management der Stromwandlerflotte verantwortlich sind, bietet dieser Leitfaden den kompletten technischen Rahmen für die Erkennung von Teilentladungen durch akustische Emissionen - von der Physik der akustischen Signalerzeugung über die Sensorauswahl, die Messmethodik und die Signalinterpretation bis hin zur Entscheidungsfindung bei der Wartung.\n\n## Inhaltsübersicht\n\n- [Was ist eine Teilentladung in CT-Isoliersystemen und wie funktioniert die Erkennung von Schallemissionen?](#what-is-partial-discharge-in-ct-insulation-systems-and-how-does-acoustic-emission-detection-work)\n- [Wie wählt und positioniert man Schallemissionssensoren für die CT-Teilentladungsdetektion?](#how-to-select-and-position-acoustic-emission-sensors-for-ct-partial-discharge-detection)\n- [Wie führt man eine strukturierte CT-Messkampagne für akustische Teilentladungen durch?](#how-to-execute-a-structured-ct-acoustic-partial-discharge-measurement-campaign)\n- [Wie interpretiert man Schallemissionssignale und trifft CT-Wartungsentscheidungen?](#how-to-interpret-acoustic-emission-signals-and-make-ct-maintenance-decisions)\n- [Häufig gestellte Fragen zur akustischen Erkennung von Teilentladungen in Stromwandlern für die Energieverteilung](#faqs-about-partial-discharge-acoustic-detection-in-power-distribution-cts)\n\n## Was ist eine Teilentladung in CT-Isoliersystemen und wie funktioniert die Erkennung von Schallemissionen?\n\n![Eine detaillierte konzeptionelle Illustration mit mehreren Beschriftungen und einer geteilten Ansicht, die die Erkennung von Teilentladungen (TE) und Schallemissionen (AE) innerhalb eines Stromwandlers erklärt. Sie zeigt einen Querschnitt eines Stromwandlers mit einer vergrößerten Ansicht eines Teilentladungsereignisses in einem Isolationshohlraum, das expandierende Ultraschalldruckwellen erzeugt. Diese Wellen werden von einem externen \u0027piezoelektrischen Sensor\u0027 am Gehäuse des Stromwandlers erfasst, der das Signal an einen tragbaren \u0027Signalanalysator\u0027 sendet. Auf dem Display des Analysators werden Wellenform- und Spektraldaten angezeigt, wobei der \u0027Ultraschallimpuls (20-500 kHz)\u0027 hervorgehoben wird. Der Hintergrund veranschaulicht den Prozess als \u0027Online-/Inbetriebnahme-Inspektion\u0027 in einem Umspannwerk, mit Vergleichen zu elektrischen Methoden.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/03/Understanding-Partial-Discharge-PD-via-Acoustic-Emission-AE-Detection-in-CT-Insulation-1024x687.jpg)\n\nVerständnis der Teilentladung (TE) durch Erkennung der Schallemission (AE) in der CT-Isolierung\n\nEine Teilentladung ist eine elektrische Entladung, die nur einen Teil der Isolierung zwischen den Leitern überbrückt - sie stellt keinen vollständigen Durchschlagspfad zwischen dem Hochspannungsleiter und der Erde dar, sondern baut das die Entladungsstelle umgebende Isoliermaterial nach und nach ab, bis sich schließlich ein vollständiger Durchschlagspfad bildet. In CT-Isolationssystemen - ob Öl-Papier, Gießharz-Epoxid oder SF₆-Gas - ist die Teilentladung der primäre Degradationsmechanismus, der ein Isolationssystem über einen Zeitraum, der je nach Entladungsintensität und Isolationstyp von Monaten bis zu Jahren reicht, von gebrauchsfähig zu ausgefallen umwandelt.\n\n### Die Physik der Teilentladung in der CT-Isolation\n\nTeilentladungen treten an Schwachstellen in der Isolierung auf - Hohlräume in Gießharz, Gasblasen in Öl-Papier-Isolierungen, Delaminierungsgrenzen, metallische Einschlüsse und Bereiche mit lokal erhöhter elektrischer Feldspannung. An diesen Stellen übersteigt das lokale elektrische Feld die Durchschlagsfestigkeit des Isolationsmediums innerhalb des Defekts - typischerweise ein gasgefüllter Hohlraum, dessen Durchschlagsfestigkeit viel geringer ist als die der umgebenden festen oder flüssigen Isolierung.\n\nWenn das lokale Feld die Durchschlagsfestigkeit des Hohlraums übersteigt, kommt es zu einer schnellen Entladung im Hohlraum, die Nanosekunden bis Mikrosekunden dauert. Diese Entladung:\n\n- **Elektrisch:** Erzeugt einen Stromimpuls im Primärkreis und einen entsprechenden induzierten Impuls im Sekundärkreis - die Grundlage der elektrischen TE-Messverfahren\n- **Thermisch:** Setzt Energie an der Entladestelle frei, verkohlt das umgebende Isoliermaterial und vergrößert den Hohlraum über aufeinanderfolgende Entladezyklen\n- **Akustisch:** Erzeugt eine schnelle lokale Druckänderung - einen mechanischen Impuls -, der sich von der Entladungsstelle als Schallwelle durch das umgebende Isolationsmedium und das CT-Gehäuse ausbreitet\n\nDie akustische Emission einer Teilentladung ist ein breitbandiger Druckimpuls mit einem hohen Energiegehalt im Ultraschallfrequenzbereich von 20-500 kHz. Das Signal breitet sich durch das Isoliermedium des Stromwandlers - Öl, Harz oder Gas - und durch die Wände des Stromwandlergehäuses aus, wobei es sich mit zunehmender Entfernung abschwächt und an Materialgrenzflächen reflektiert wird, bis es die Außenfläche des Stromwandlers erreicht, wo es von einem piezoelektrischen Kontaktsensor erfasst werden kann.\n\nDie wichtigsten technischen Parameter für die Erkennung akustischer Teilentladungen durch CT:\n\n- **Frequenzbereich der Schallemission:** 20-300 kHz für interne CT PD; [Spitzenenergie typischerweise bei 80-150 kHz für Öl-Papier-CT-Isolierung](https://ieeexplore.ieee.org/document/6164228)[1](#fn-1); 100-250 kHz für Gießharz-CT-Isolierung\n- **Geschwindigkeit der Signalausbreitung:** [1.400-1.500 m/s in Transformatorenöl](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014206151500052X)[2](#fn-2); 2.500-3.500 m/s in Gießharz-Epoxid; 5.100 m/s in Stahlgehäuse - Geschwindigkeitsunterschiede ermöglichen Quellenortung durch Time-of-arrival-Methoden\n- **Signalabschwächung:** 6-12 dB pro 100 mm in Öl; 15-25 dB pro 100 mm in Gießharz; die Dämpfung nimmt mit der Frequenz zu - niedrigere Frequenzanteile breiten sich weiter von der Entladungsquelle aus\n- **Erkennungsschwelle:** Minimale nachweisbare TE-Ladungsäquivalente von etwa 100-500 pC für piezoelektrische Kontaktsensoren auf dem CT-Gehäuse; die elektrische TE-Messung ist empfindlicher (5-10 pC), erfordert jedoch einen sekundären Schaltkreiszugang\n- **Frequenzgang des Sensors:** Breitbandige piezoelektrische Sensoren: 20-300 kHz flacher Frequenzgang; piezoelektrische Resonanzsensoren: Spitzenempfindlichkeit bei 150 kHz ±20%; Resonanzsensoren bieten eine höhere Empfindlichkeit bei der Entwurfsfrequenz, verpassen aber Signale außerhalb des Resonanzbandes\n- **Anwendbare Normen:** IEC 60270 (elektrische TE-Messung - Referenzverfahren), IEC 62478 (Hochspannungsprüfverfahren - Schallemission), IEC 60599 (Analyse gelöster Gase - ergänzendes Diagnoseverfahren)\n\nDer Vorteil der akustischen Emissionserkennung gegenüber der elektrischen TE-Messung bei Wartungsarbeiten vor Ort:\n\n[Die elektrische TE-Messung nach IEC 60270 ist die Referenzmethode für die Quantifizierung der TE.](https://webstore.iec.ch/publication/1225)[3](#fn-3) - Sie liefert kalibrierte Ladungsmessungen in Pikocoulomb und ist die Methode, die für die Abnahmeprüfung im Werk verwendet wird. Die elektrische TE-Messung vor Ort erfordert jedoch Zugang zum Sekundärstromkreis des Stromwandlers, einen kalibrierten Koppelkondensator und eine rauschfreie Messumgebung - Bedingungen, die in einem unter Spannung stehenden Umspannwerk selten gegeben sind. Die Schallemissionsdetektion erfordert lediglich einen physischen Zugang zur Oberfläche des Stromwandlergehäuses - sie kann bei voll erregtem Stromwandler, unter Last, ohne Modifikation des Sekundärkreises und in einer Umgebung mit elektromagnetischem Rauschen durchgeführt werden, die eine elektrische TE-Messung im Feld unpraktisch macht.\n\n## Wie wählt und positioniert man Schallemissionssensoren für die CT-Teilentladungsdetektion?\n\n![Ein technisches Diagramm zur Veranschaulichung der besten Verfahren zur Auswahl und Positionierung von Schallemissionssensoren für die Erkennung von Teilentladungen bei Stromwandlern. Es stellt die optimale Ankopplung an ölgetränkte Stromwandler (untere Kesselwand) und an Gießharz-Stromwandler (Epoxid-Gehäuseboden) gegenüber und hebt die geeigneten Frequenzbereiche und das vorgeschriebene Kopplungsgel hervor. Ein Verifikationsaufbau mit einer Hsu-Nielsen-Quelle zeigt einen erforderlichen SNR \u003E= 6 dB.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/03/Comprehensive-AE-Sensor-Selection-Positioning-Guide-for-CT-PD-Detection-1024x687.jpg)\n\nUmfassender Leitfaden zur Auswahl und Positionierung von AE-Sensoren für die CT-PD-Detektion\n\nSensorauswahl und -positionierung sind die beiden einflussreichsten Variablen für die Qualität der akustischen TE-Erkennung - ein korrekt ausgewählter Sensor an der falschen Position wird interne TE-Signale übersehen, und ein korrekt positionierter Sensor mit dem falschen Frequenzgang wird eher externe Störungen als interne Entladungen erkennen.\n\n### Sensorauswahl für die akustische CT-TD-Detektion\n\n**Piezoelektrische Kontaktsensoren (Primärmethode):**\nPiezoelektrische Kontaktsensoren werden gegen die CT-Gehäuseoberfläche gepresst und erfassen akustische Wellen, die durch die Gehäusewand übertragen werden. Sie bieten die höchste Empfindlichkeit für die interne TE-Erkennung und sind die Standardmethode für akustische TE-Untersuchungen in CT.\n\nAuswahlkriterien:\n\n- **Frequenzbereich:** 50-200 kHz für in Öl getauchte Stromwandler; 80-300 kHz für Gießharz-Stromwandler - die höhere Dämpfung von Gießharz erfordert eine höhere Frequenzempfindlichkeit, um Signale von der Entladungsquelle zu erkennen, bevor sie auf das Grundrauschen abgeschwächt werden\n- **Empfindlichkeit:** Mindestens -65 dB ref 1 V/μbar für die zuverlässige Erkennung von TE-Quellen in Entfernungen von bis zu 300 mm durch Öl hindurch; mindestens -55 dB für Gießharzanwendungen\n- **Kompatibilität der Gehäuse:** Magnetischer Montagesockel für ferromagnetische CT-Gehäuse - sorgt für gleichbleibende Kopplungskraft und wiederholbare Sensorpositionierung zur Trendüberwachung; Klebeverbindung für nicht ferromagnetische Gehäuse\n\n**Luftgestützte Ultraschallsensoren (Ergänzende Methode):**\nBerührungslose Ultraschallsensoren erkennen Luftschallemissionen von Oberflächenkorona und externen TE-Quellen. Sie werden eingesetzt, um externe Korona - die starke Luftschallsignale, aber schwache Kontaktsignale erzeugt - von interner TE zu unterscheiden, die starke Kontaktsignale, aber schwache Luftschallsignale erzeugt.\n\n### Sensorpositionierung für verschiedene CT-Typen\n\n**In Öl getauchte CT (Porzellan- oder Kompositbuchse):**\n\n- Primäre Sensorposition: Untere Tankwand, 50-100 mm über dem Tankboden - akustische Ölsignale von internen TE-Quellen breiten sich nach unten aus und konzentrieren sich am Tankboden; diese Position maximiert das Signal-Rausch-Verhältnis für die interne TE-Erkennung\n- Position des Sekundärsensors: Mittlere Tankwand im 90° Winkel zum Primärsensor - ermöglicht zweidimensionale Quellenortung durch Vergleich der Eintreffzeit\n- Vermeiden: Oberfläche der Buchse - externe Korona auf der Oberfläche der Buchse erzeugt starke akustische Signale, die die internen PD-Signale überdecken, wenn der Sensor auf der Buchse positioniert ist\n\n**Gießharz-CT (Epoxid-gekapselt):**\n\n- Primäre Sensorposition: Basis des CT-Gehäuses, direkt auf der Epoxidoberfläche - Gießharz hat eine höhere akustische Dämpfung als Öl, so dass der Sensor so nah wie möglich an der erwarteten TE-Quelle platziert werden muss (typischerweise an der Schnittstelle der Hochspannungsleiter oder der Kern-Harz-Schnittstelle)\n- Sekundäre Sensorpositionen: In 120°-Abständen um den CT-Körper herum - ermöglicht eine Drei-Punkt-Quellenortung für harzgekapselte CTs\n- Kopplungsmedium: Akustisches Kopplungsgel für Gießharz zwingend erforderlich - durch die Oberflächenrauhigkeit von Epoxidharz entstehen Luftspalten, die hochfrequente Signale ohne Kopplungsgel stark dämpfen\n\n### Überprüfung der Kupplungsqualität\n\nVor der Aufzeichnung von TE-Messungen muss die Qualität der akustischen Kopplung überprüft werden:\n\nSNRcoupling=20×Protokoll10⁡(VsignalVnoise)≥6 dBSNR_{Kopplung} = 20 \\mal \\log_{10}\\links(\\frac{V_{Signal}}{V_{Rauschen}}\\rechts) \\geq 6 \\text{ dB}\n\nBringen Sie einen Bleistiftminenbruch (Hsu-Nielsen-Quelle) auf der CT-Gehäuseoberfläche 100-200 mm vom Sensor entfernt an - dies erzeugt einen breitbandigen akustischen Impuls, der die korrekte Ankopplung des Sensors und den intakten Signalpfad verifiziert. Ein korrekt gekoppelter Sensor zeigt eine saubere Impulsantwort mit einem SNR ≥ 6 dB über dem Hintergrundrauschen.\n\n## Wie führt man eine strukturierte CT-Messkampagne für akustische Teilentladungen durch?\n\n![Eine detaillierte Infografik und ein Prozessdiagramm, strukturiert in vier Tafeln mit klaren Beschriftungen und Symbolen, die den kompletten strukturierten Arbeitsablauf für eine Kampagne zur Messung der akustischen Teilentladung bei der Computertomographie erläutern. Die Tafeln beschreiben detailliert, wie man \u0027Grundlegende Messungen durchführt\u0027, \u0027Messreihenfolge und -häufigkeit festlegt\u0027 (jährlich, ereignisgesteuert), \u0027Messprotokolle ausführt\u0027 (Umgebungsgeräusche, Sensorpositionierung, FFT-Spektrum, PRPD-Muster) und die \u0027Berechnung der Quellenposition\u0027 durchführt (unter Verwendung von mehr als drei Sensoren und Ankunftszeitdifferenz). Formeln und Datendiagramme veranschaulichen jeden Schritt für ein systematisches Asset Management.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/03/Structured-Workflow-for-CT-Acoustic-PD-Fleet-Survey-1024x687.jpg)\n\nStrukturierter Arbeitsablauf für die Vermessung der CT-Akustik-PD-Flotte\n\nEine strukturierte akustische TE-Messkampagne für eine Stromwandlerflotte in der Energieverteilung erfordert ein definiertes Messprotokoll, das einen Vergleich zwischen den Stromwandlern, zwischen den Messperioden und zwischen dem zu prüfenden Stromwandler und einer bekannten gesunden Referenz ermöglicht - denn absolute akustische Signalpegel sind ohne Kontext bedeutungslos; es sind relative Pegel und Trends, die eine Verschlechterung der Isolierung erkennen lassen.\n\n### Schritt 1: Festlegung von Basis-Messungen\n\nBevor die akustische TE-Erkennung verschlechterte Stromwandler identifizieren kann, müssen für jeden Stromwandler in der Flotte Basismessungen unter bekannten, gesunden Bedingungen durchgeführt werden:\n\n- **Erfassen Sie den Ausgangswert bei der Inbetriebnahme oder den letzten bekannten gesunden Zustand:** Messung und Dokumentation des akustischen Signalpegels, des Frequenzspektrums und des phasenaufgelösten Musters für jeden Stromwandler zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme oder unmittelbar nach einer bestätigten gesunden Isolationsprüfung\n- **Dokumentieren Sie die Messbedingungen:** Aufzeichnung der Primärspannung, des Primärstroms, der Umgebungstemperatur und der Wetterbedingungen - akustische TE-Signalpegel variieren mit der Spannung (TE-Eingangsspannung) und der Temperatur (die Viskosität der Isolierung beeinflusst die Signalausbreitung in Öl)\n- **Stellen Sie eine Flottenreferenz her:** Identifizierung der statistischen Verteilung der akustischen Signalpegel in der gesamten CT-Flotte - CTs mit Signalpegeln, die mehr als 6 dB über dem Flottenmedian liegen, müssen unabhängig vom absoluten Pegel untersucht werden\n\n### Schritt 2: Festlegung der Messreihenfolge und -häufigkeit\n\n- **Jährliche Erhebung für KVs, die älter als 15 Dienstjahre sind:** Die Verschlechterung der Isolierung beschleunigt sich in der zweiten Hälfte der Lebensdauer des Stromwandlers; jährliche akustische PD-Messungen bieten eine ausreichende zeitliche Auflösung, um eine Verschlechterung zu erkennen, bevor sie ein kritisches Niveau erreicht.\n- **6-monatliche Umfrage für KVs mit bekannten Isolationsproblemen:** Stromwandler, die bei der letzten Untersuchung erhöhte Schallpegel aufwiesen, Stromwandler mit abnormalen Analyseergebnissen für gelöste Gase und Stromwandler, bei denen es zu thermischen Überlastungen gekommen ist\n- **Unmittelbare Überwachung nach Störungsereignissen:** Jeder Stromwandler, der einem Durchgangsfehlerstrom von mehr als 50% des Bemessungskurzzeitstroms ausgesetzt war, muss innerhalb von 30 Tagen akustisch auf TE untersucht werden - die thermische Belastung durch den Fehlerstrom kann eine Verschlechterung der Isolierung auslösen, die sich innerhalb von Wochen nach dem Fehlerereignis als TE manifestiert\n\n### Schritt 3: Ausführen des Messprotokolls\n\n1. **Bereiten Sie die Messumgebung vor:** Aufzeichnung des Umgebungsgeräuschpegels bei an das Stromwandlergehäuse gekoppeltem Sensor, aber getrennter Signalquelle - damit wird die Rauschuntergrenze für die SNR-Berechnung festgelegt; wenn das Umgebungsgeräusch -40 dBV im Messfrequenzband überschreitet, müssen die Geräuschquellen ermittelt und beseitigt werden, bevor Sie fortfahren.\n2. **Sensor an definierten Positionen anbringen:** Verwenden Sie die für den CT-Typ spezifische Positionierung, die in Schritt 1 des Abschnitts über die Sensorauswahl festgelegt wurde; tragen Sie das Kopplungsgel für Gießharz-CTs auf; überprüfen Sie die Kopplungsqualität mit dem Hsu-Nielsen-Quellentest\n3. **Aufzeichnung der Wellenform im Zeitbereich:** Erfassung von mindestens 10 Sekunden kontinuierlicher akustischer Signale an jeder Sensorposition - ausreichend, um mehrere Netzfrequenzzyklen zu beobachten und phasenkorrelierte TE-Aktivitäten zu erkennen\n4. **Frequenzspektrum aufzeichnen:** FFT-Analyse der erfassten Wellenform; Identifizierung von Spitzenfrequenzkomponenten; Vergleich mit dem Basisspektrum - neue Frequenzkomponenten oberhalb der Basislinie weisen auf eine neue PD-Aktivität hin\n5. **Aufzeichnung des phasenaufgelösten pd-Musters:** Synchronisierung der akustischen Messung mit der Phase der Netzfrequenzspannung unter Verwendung eines Referenzspannungssignals; Aufzeichnung der Amplitude des akustischen Ereignisses in Abhängigkeit vom Phasenwinkel - die Form des PRPD-Musters identifiziert den Typ der PD-Quelle\n6. **Anwendung der Multisensor-Analyse der Ankunftszeit:** Wenn zwei oder mehr Sensoren gleichzeitig eingesetzt werden, zeichnen Sie die Ankunftszeitdifferenz (TDOA) der akustischen Signale zwischen den Sensorpositionen auf - dies ermöglicht die Berechnung der Quellenposition\n\n### Schritt 4: Berechnung des Quellenstandorts\n\nFür zwei Sensoren an bekannten Positionen auf dem CT-Gehäuse:\n\nΔd=voil×Δt\\Delta d = v_{oil} \\mal \\Delta t\n\nWo Δt\\Delta t ist die gemessene Zeitdifferenz der Ankunft und voilv_{Öl} die akustische Ausbreitungsgeschwindigkeit in Öl (1.450 m/s) ist. Die Quelle liegt auf einer Hyperbel, die durch die konstante Weglängendifferenz Δd\\Delta d - Bei drei oder mehr Sensoren ergibt der Schnittpunkt mehrerer Hyperbeln eine Punktquelle.\n\nBei einem CT mit bekannter interner Geometrie kann mit drei Sensoren und einer sorgfältigen TDOA-Messung eine Quellenortungsgenauigkeit von ±20-50 mm erreicht werden - ausreichend, um zwischen einer TE-Quelle an der Schnittstelle des Hochspannungsleiters (höchst kritisch), der Schnittstelle zwischen Kern und Isolierung (mittlerer Schweregrad) und der Tankwand (geringster Schweregrad) zu unterscheiden.\n\n### Anwendungsszenarien\n\n- **Jährliche Erhebung über den Stromverteilungsumspannwerk-Fuhrpark:** Piezoelektrische Kontaktsensoren an der unteren Tankwand; Amplituden- und Spektrumsmessung mit einem Sensor; Vergleich mit der Basislinie der Flotte; Markierung von CTs mit einem Anstieg von \u003E6 dB gegenüber der Basislinie für eine nachfolgende Multisensor-Messung\n- **Bewertung des Zustands der gealterten CT-Isolierung (\u003E20 Jahre Betrieb):** Einsatz mehrerer Sensoren mit PRPD-Analyse; Lokalisierung der TDOA-Quelle; Korrelation mit den Ergebnissen der Analyse gelöster Gase; Wartungsentscheidungen auf der Grundlage kombinierter akustischer und chemischer Nachweise\n- **Bewertung der CT-Isolierung nach einem Fehler:** Sofortige Einzelsensor-Überwachung innerhalb von 30 Tagen nach dem Störungsereignis; Vergleich mit der Basislinie vor der Störung; erhöhte Signalpegel lösen ein beschleunigtes Überwachungsprogramm aus\n- **Neue CT Commissioning Baseline:** Vollständige Multisensor-Messung bei Inbetriebnahme; PRPD-Muster als Referenz aufgezeichnet; Frequenzspektrum dokumentiert; Ergebnisse in CT Asset Management Record als Lebenszeit-Baseline gespeichert\n\n## Wie interpretiert man Schallemissionssignale und trifft CT-Wartungsentscheidungen?\n\n![Eine umfassende technische Infografik, die veranschaulicht, wie akustische Emissionssignale von einem Stromwandler für Wartungsentscheidungen zu interpretieren sind. Im oberen Abschnitt werden vier verschiedene Signalkategorien anhand von anschaulichen PRPD-Diagrammen, Frequenzspektren und relativen Stärken von Luft-/Kontaktsensoren verglichen: Kategorie 1 (interner Hohlraum, kritisch), Kategorie 2 (Oberflächenverfolgung, hoher Schweregrad), Kategorie 3 (externe Korona, geringer Schweregrad) und Kategorie 4 (mechanische Schwingungen, kein PD). Der untere Abschnitt enthält ein visuelles Flussdiagramm, das von den Untersuchungsergebnissen zu spezifischen Entscheidungsdiamanten führt: Ist der Signalpegel \u003E 6 dB? Ist es phasenkorreliert? Ist es symmetrisch? - bis hin zu Standard-Wartungsmaßnahmen wie \u0027Dringender Austausch erforderlich\u0027, \u0027Austausch planen\u0027 oder \u0027Externe Quelle untersuchen\u0027. Kleine Icons informieren über die ergänzende DGA- und elektrische TE-Korrelation.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/03/Current-Transformer-Acoustic-Signal-Interpretation-Maintenance-Decision-Guide-1024x687.jpg)\n\nStromwandler Akustische Signalinterpretation \u0026 Entscheidungshilfe für die Wartung\n\n### Rahmen für die Signalauswertung\n\nBei der Interpretation von akustischen TE-Signalen muss zwischen vier Signalkategorien unterschieden werden, die sich in den Amplitudenbereichen überschneiden, aber deutlich unterschiedliche Frequenzspektren, phasenaufgelöste Muster und Auswirkungen auf die Wartung haben:\n\n**Kategorie 1: Innere Leere Entleerung (am kritischsten)**\n\n- **Akustische Eigenschaften:** Wiederholte Impulse mit 2× Netzfrequenz-Wiederholrate (zwei Entladungsereignisse pro Spannungszyklus - eines bei der positiven Halbperiode, eines bei der negativen); Spitzenfrequenz 80-150 kHz; Signal bei Kontaktsensor stärker als bei Luftsensor\n- **PRPD-Muster:** [Symmetrische Cluster bei 45° und 225° Phasenlage](https://www.mdpi.com/1996-1073/14/4/1042)[4](#fn-4) (positive und negative Spannungsspitzen); die Amplitudenverteilung folgt einer Gaußschen Verteilung innerhalb jedes Clusters\n- **Auswirkungen auf die Wartung:** Aktive Verschlechterung der internen Isolierung - Austausch beim nächsten geplanten Ausfall einplanen; Überwachungsfrequenz bis zum Austausch auf monatlich erhöhen\n\n**Kategorie 2: Ableitung der Oberflächenverfolgung (hoher Schweregrad)**\n\n- **Akustische Eigenschaften:** Unregelmäßiges Impulsmuster; Leistungs-Frequenz-Korrelation vorhanden, aber asymmetrisch; Spitzenfrequenz 50-100 kHz; Signal sowohl mit Kontakt- als auch mit Luftbildsensoren nachweisbar\n- **PRPD-Muster:** Asymmetrische Cluster - stärker in einem Halbzyklus als im anderen; unregelmäßige Amplitudenverteilung, die auf ein unregelmäßiges Entladungsverhalten hinweist\n- **Auswirkungen auf die Wartung:** Verschlechterung der Oberflächenisolierung - typischerweise an der Schnittstelle Buchse-Flansch oder Kern-Harz-Grenzfläche; Austausch erforderlich; nicht über den nächsten geplanten Stillstand hinausschieben\n\n**Kategorie 3: Externe Korona (niedriger CT-Schweregrad)**\n\n- **Akustische Eigenschaften:** Kontinuierliches Zischen anstelle von diskreten Impulsen; starkes Luftsignal; schwaches oder fehlendes Kontaktsignal; Spitzenfrequenz 20-50 kHz\n- **PRPD-Muster:** Konzentriert an Spannungsnulldurchgängen (90° und 270°); sehr gleichmäßige Amplitudenverteilung\n- **Auswirkungen auf die Wartung:** Externe Korona von benachbarten Leitern, Isolatoren oder Hardware - keine Verschlechterung der CT-Isolierung; externe Koronaquelle untersuchen und korrigieren; kein CT-Austausch erforderlich\n\n**Kategorie 4: Mechanische Vibrationen und Interferenzen (keine PD)**\n\n- **Akustische Eigenschaften:** Kontinuierliches Signal bei Netzfrequenz und Oberwellen (50 Hz, 100 Hz, 150 Hz); keine Korrelation mit der Spannungsphase; Signal am Kontaktsensor vorhanden, aber nicht phasenkorreliert\n- **PRPD-Muster:** Gleichmäßige Verteilung über alle Phasenwinkel - keine Phasenkorrelation\n- **Auswirkungen auf die Wartung:** Mechanische Vibration durch Magnetostriktion, lose Komponenten oder externe mechanische Quellen - kein TE-Signal; keine Bedenken hinsichtlich der Isolierung; untersuchen Sie die mechanische Quelle, wenn der Vibrationspegel erhöht ist\n\n### Flussdiagramm für Wartungsentscheidungen\n\n### Akustische Parkinson-Diagnose Entscheidungsbaum\n\nAkustische PD-Erhebung Ergebnis\n\nIst der Signalpegel \u003E 6 dB über der Basislinie?\n\nYES\n\nNO\n\nJährliche Umfrage fortsetzen\n\nIst das Signal am Kontaktsensor stärker als in der Luft?\n\nYES\n\nNO\n\nExterne Korona\n\nUntersuchen Sie externe Quellen\n\nIst das PRPD-Muster bei Spannungsspitzen phasenkorreliert?\n\nYES\n\nNO\n\nMechanische Schwingungen\n\nUntersuchen Sie die mechanische Quelle\n\nIst das PRPD-Muster symmetrisch (beide Halbzyklen)?\n\nYES\n\nInterne Leerraumentladung\n\nZeitplan Ersatz\n\nNO\n\nIst das PRPD-Muster asymmetrisch mit unregelmäßiger Amplitude?\n\nYES\n\nOberflächenverfolgung\n\nDringender Ersatz\n\nNO\n\nKorrelierte DGA-Analyse und elektrischer PD-Test durchführen\n\nFür die endgültige Diagnose\n\n### Korrelation mit ergänzenden diagnostischen Methoden\n\nDie akustische TE-Detektion liefert die aussagekräftigste Felddiagnose - ihre Schlussfolgerungen werden jedoch durch die Korrelation mit ergänzenden Methoden verstärkt:\n\n- **Analyse gelöster Gase (DGA):** [Erzeugung von Wasserstoff (H₂) und Methan (CH₄) in in Öl getauchten CTs bestätigt aktive PD](https://standards.ieee.org/ieee/C57.104/7018/)[5](#fn-5); Acetylen (C₂H₂) deutet auf eine hochenergetische Lichtbogenentladung hin; die Korrelation zwischen dem Anstieg des akustischen Signalpegels und der DGA-Gaserzeugungsrate bestätigt die interne Entladungsquelle\n- **Wärmebildtechnik (Infrarot):** Heiße Stellen auf der Oberfläche des CT-Gehäuses deuten auf Widerstandserwärmung durch die Verfolgung von Entladungspfaden hin; die Korrelation mit akustischen Signalen an derselben Stelle bestätigt die Aktivität der Oberflächenentladung\n- **Elektrische TE-Messung (IEC 60270):** Liefert eine kalibrierte Ladungsmessung in pC - erforderlich für die endgültige Bewertung des Schweregrads; wird während eines geplanten Stromausfalls durchgeführt, wobei der Stromwandler stromlos und der Sekundärkreis zugänglich ist\n\n### Häufige Fehler bei der Interpretation\n\n- **Alle erhöhten akustischen Signale werden auf eine interne PD zurückgeführt:** Externe Korona von benachbarten Geräten ist die häufigste Ursache für falsch-positive akustische TE-Anzeigen in Umspannwerken; vergleichen Sie immer Kontakt- und Luftsensorsignale, bevor Sie auf eine interne TE schließen.\n- **Ersetzungsentscheidungen allein auf der Grundlage der Amplitude einer Einzelmessung treffen:** Ein einzelner erhöhter Amplitudenwert ohne PRPD-Musteranalyse, Frequenzspektrenvergleich und Basislinienkorrelation liefert keine ausreichenden Beweise für eine Ersatzentscheidung; die akustische PD-Bewertung erfordert ein komplettes Signalcharakterisierungspaket\n- **Ignorieren akustischer Signale unterhalb der “Alarmschwelle”:** Ein Signal, das heute 3 dB über der Basislinie und bei der nächsten Messung 4 dB über der Basislinie liegt, ist besorgniserregender als ein Signal, das 6 dB über der Basislinie liegt, aber stabil ist - der Trend ist aussagekräftiger als der absolute Wert.\n- **Durchführung einer akustischen TE-Messung unmittelbar nach einem Spannungsübergang oder einem Schaltvorgang:** Schaltvorgänge erzeugen akustische Signale, die in ölgetränkten Stromwandlern minutenlang anhalten können; nach jedem Schaltvorgang sollten mindestens 30 Minuten verstreichen, bevor mit akustischen TE-Messungen begonnen wird\n\n## Schlussfolgerung\n\nDie Erkennung von Teilentladungen durch akustische Emissionen ist die am besten einsetzbare Zustandsüberwachungstechnik für installierte Stromwandler in der Energieverteilung - sie erfordert keinen Ausfall, keinen Zugriff auf sekundäre Stromkreise, keine spezielle Infrastruktur in der Umspannstation und keine Änderungen am Stromwandler oder den angeschlossenen Stromkreisen. Der Wert der Technik liegt nicht in der Erkennung der Teilentladung zu einem einzigen Zeitpunkt - er liegt in der Festlegung einer Basislinie für jeden Stromwandler in der Flotte, in der Entwicklung des akustischen Signalpegels über aufeinanderfolgende Messkampagnen und in der Verwendung des phasenaufgelösten Musters und Frequenzspektrums zur Unterscheidung der internen Leerraumentladung, die einen dringenden Austausch erfordert, von der externen Korona, die keinen Eingriff am Stromwandler erfordert. **Bei der Verwaltung des Stromwandlerbestands in der Energieverteilung ist die Erkennung von Teilentladungen durch Schallemissionen die Instandhaltungsinvestition, die die reaktive Reaktion auf Stromwandlerausfälle - Notaustausch nach einem unerwarteten Isolationsausfall - in ein geplantes Anlagenmanagement umwandelt, bei dem sich verschlechternde Stromwandler bereits Monate vor dem Ausfall erkannt und während geplanter Stillstände ausgetauscht werden, ohne dass das Sicherheitsrisiko, der Schutzausfall und die Kosten für die Notfallbeschaffung eines ungeplanten Stromwandlerausfalls entstehen.**\n\n## Häufig gestellte Fragen zur akustischen Erkennung von Teilentladungen in Stromwandlern für die Energieverteilung\n\n### **F: Welcher Frequenzbereich der Schallemissionen sollte für die Erkennung von Teilentladungen in ölgefüllten Stromwandlern für die Energieverteilung verwendet werden, und warum unterscheidet sich dies von Gießharz-Stromwandleranwendungen?**\n\n**A:** In Öl getauchte CTs: 50-200 kHz - Öl sorgt für eine geringere akustische Dämpfung, so dass sich niedrigere Frequenzkomponenten von der Entladungsquelle zum Sensor ausbreiten können. Gießharz-CTs: 80-300 kHz - Epoxidharz hat eine höhere akustische Dämpfung, was eine höhere Frequenzempfindlichkeit und eine Sensorplatzierung näher an der erwarteten TE-Quelle erfordert, um ein angemessenes Signal-Rausch-Verhältnis zu erreichen.\n\n### **F: Wie unterscheidet die phasenaufgelöste Analyse von Teilentladungsmustern bei CT-Schallemissionsmessungen mit Leistungsverteilung zwischen interner Hohlraumentladung und externer Korona?**\n\n**A:** Interne Hohlraumentladung erzeugt symmetrische PRPD-Cluster an den Positionen der Spannungsspitzenphase (45° und 225°) - die Entladung findet statt, wenn die Spannungsspannung über dem Hohlraum maximal ist. Externe Korona erzeugt PRPD-Cluster an den Positionen des Spannungsnulldurchgangs (90° und 270°) - die Korona beginnt, wenn der Gradient des elektrischen Feldes am steilsten ist. Die Phasenlage der PRPD-Cluster ist das wichtigste Unterscheidungsmerkmal zwischen internen und externen TE-Quellen.\n\n### **F: Wie viele Schallemissionssensoren sind für die Ortung von Teilentladungsquellen in einem Stromverteilungskanal mindestens erforderlich, und welche Ortungsgenauigkeit kann erreicht werden?**\n\n**A:** Mindestens drei Sensoren für die zweidimensionale Ortung der Strahlenquelle mit Hilfe der Laufzeitanalyse. Drei Sensoren liefern den Schnittpunkt zweier Hyperbeln, was bei ölgetränkten CTs mit bekannter innerer Geometrie eine Punktortung der Quelle mit einer Genauigkeit von ±20-50 mm ergibt. Zwei Sensoren liefern nur eine hyperbolische Ortskurve - unzureichend für die Punktortung, aber nützlich, um festzustellen, ob die Quelle näher an einer Sensorposition liegt als an der anderen.\n\n### **F: Wie sollten Messungen der Schallemissions-Teilentladung mit den Ergebnissen der Analyse gelöster Gase korreliert werden, um Entscheidungen über den Austausch von Stromwandlern im Rahmen von Wartungsprogrammen für die Energieverteilung zu treffen?**\n\n**A:** Akustischer TE-Signalanstieg in Verbindung mit Wasserstoff- und Methanbildung in der DGA bestätigt eine aktive innere Entladung mit niedriger Energie - Austausch beim nächsten geplanten Stillstand einplanen. Akustischer PD-Signalanstieg in Kombination mit Acetylenerzeugung bestätigt eine hochenergetische Bogenentladung - als dringend behandeln; Austausch nicht aufschieben. Akustischer PD-Signalanstieg ohne DGA-Gaserzeugung deutet auf externe Korona oder mechanische Vibrationen hin - untersuchen Sie nicht-CT-Quellen, bevor Sie den Austausch einplanen.\n\n### **F: Welche Überwachungshäufigkeit sollte bei der Überwachung von Teilentladungen durch akustische Emissionen von ölgefüllten Stromwandlern in Stromverteilungsanlagen auf der Grundlage des Betriebsalters und des Zustands der Stromwandler angewendet werden?**\n\n**A:** KVs unter 15 Jahren, bei denen keine Probleme mit der Isolierung bekannt sind: 2-jährliche akustische Untersuchung. KVs 15-25 Jahre: jährliche Untersuchung. KVs über 25 Jahre: 6-monatliche Untersuchung. KVs mit erhöhten akustischen Messwerten, abnormaler DGA oder thermischer Belastung nach einem Störfall in der Vergangenheit: 3-monatliche Untersuchung unabhängig vom Alter. Sofortige Prüfung innerhalb von 30 Tagen nach einem Fehlerereignis, bei dem der Primärstrom des Stromwandlers 50% des Nennkurzzeitstroms übersteigt.\n\n1. “Akustische Emissionsanalyse zur Erkennung von Teilentladungen”, `https://ieeexplore.ieee.org/document/6164228`. In der Studie werden typische AE-Frequenzbänder für Öl-Papier-Dämmsysteme ermittelt. Beweiskraft: statistisch; Quellenart: Forschung. Unterstützt: Spitzenenergie typischerweise bei 80-150 kHz für Öl-Papier-CT-Isolierung. [↩](#fnref-1_ref)\n2. “Ausbreitung von Ultraschallwellen in Transformatorenöl”, `https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014206151500052X`. Diese Forschung misst akustische Geschwindigkeitsparameter, die für die Ortung der Ankunftszeit wichtig sind. Beweiskraft: Mechanismus; Quellenart: Forschung. Unterstützt: 1.400-1.500 m/s in Transformatorenöl. [↩](#fnref-2_ref)\n3. “IEC 60270: Hochspannungsprüfverfahren - Teilentladungsmessungen”, `https://webstore.iec.ch/publication/1225`. Diese Norm definiert die elektrischen Referenzmethoden für die Quantifizierung von TE. Rolle des Nachweises: general_support; Quellenart: standard. Unterstützt: Die elektrische TE-Messung nach IEC 60270 ist die Referenzmethode für die TE-Quantifizierung. [↩](#fnref-3_ref)\n4. “Phasenaufgelöste Teilentladungsmuster-Interpretation”, `https://www.mdpi.com/1996-1073/14/4/1042`. Das Papier beschreibt das symmetrische Clusterverhalten von Entladungen im Inneren von Hohlräumen. Beweiskraft: Mechanismus; Quellenart: Forschung. Unterstützt: Symmetrische Cluster bei 45° und 225° Phasenlage. [↩](#fnref-4_ref)\n5. “IEEE Guide for the Interpretation of Gases Generated in Oil-Immersed Transformers”, `https://standards.ieee.org/ieee/C57.104/7018/`. Der Leitfaden dokumentiert chemische Gasmarker, die durch Teilentladung entstehen. Rolle des Nachweises: Mechanismus; Quellenart: Standard. Unterstützt: Die Erzeugung von Wasserstoff (H₂) und Methan (CH₄) in in Öl getauchten CTs bestätigt eine aktive TE. [↩](#fnref-5_ref)","links":{"canonical":"https://voltgrids.com/de/blog/a-complete-guide-to-partial-discharge-acoustic-detection/","agent_json":"https://voltgrids.com/de/blog/a-complete-guide-to-partial-discharge-acoustic-detection/agent.json","agent_markdown":"https://voltgrids.com/de/blog/a-complete-guide-to-partial-discharge-acoustic-detection/agent.md"}},"ai_usage":{"preferred_source_url":"https://voltgrids.com/de/blog/a-complete-guide-to-partial-discharge-acoustic-detection/","preferred_citation_title":"Ein vollständiger Leitfaden zur akustischen Erkennung von Teilentladungen","support_status_note":"This package exposes the published WordPress article and extracted source links. It does not independently verify every claim."}}