Teilentladung

Teilentladung ist ein Begriff aus der Hochspannungstechnik, wo es in erster Linie um die Eigenschaften von Isolationsmaterialien geht. Treten in Hochspannungsisolierungen stark inhomogene Feldverläufe auf, kann es örtlich zu einer Überschreitung der materialcharakteristischen Durchschlagfeldstärke kommen. In diesem Zustand eines unvollkommenen elektrischen Durchschlages wird die Isolierung zwischen den Elektroden durch Entladungen nur teilweise überbrückt. Solche Teilentladungen (abgekürzt auch als "TE" bezeichnet) treten vor allem bei Beanspruchung der Isolierung mit Wechselspannung auf.

Man kategorisiert folgende Erscheinungen von Teilentladungen:

• Äußere Teilentladungen (Korona): Äußere Teilentladungen sind Entladungen an den Oberflächen von freien Metallelektroden in den umgebenden Luftraum hinein. Allgemeine bekannt ist dieses Phänomen mit den hör- und sichtbaren Koronaentladungen an Hochspannungsfreileitungen.

• Innere Teilentladungen: Innere Teilentladungen werden allgemein alle äußerlich nicht sichtbaren Entladungserscheinungen innerhalb von Isoliermedien bezeichnet. Bei den Isoliermedien kann es sich um feste, flüssige oder gasförmige Materialien handeln. Entladungen treten dann dort auf, wo unter starkem Feldeinfluss die Homogenität des Mediums gestört ist beispielsweise im Fall von Gasbläschen, die sich in einer Isolierflüssigkeit, wie z.B. Öl, befinden. Diese Gasbläschen, bestehend aus Luft oder Ölzersetzungsgasen, besitzen eine kleinere Dielektrizitätszahl als das umgebende Öl. Die Isoliereigenschaften an der Stelle der Gasblase sind also massiv gestört, was sich in der Regel durch eine örtlich herabgesetzte Durchschlagfeldstärke und damit eine Ausbildung von Teilentladungen bemerkbar macht.

• Gleitentladungen: Bei Gleitentladungen tritt das Phänomen der Teilentladung an der Grenzschicht zwischen zwei aneinanderliegenden Isoliermedien mit unterschiedlichen dielektrischen Eigenschaften auf. Auch dann ist der homogene Verlauf eines äußerlich anliegenden elektrischen Feldes gestört und kann zu an der Grenzschicht entlang "gleitenden" Entladungen führen.

Teilentladungsmesstechnik:

Industriell durchgeführte Teilentladungsmessungen erfolgen an Bauelementen der Elektrotechnik wie z.B. Transformatoren, Kondensatoren, Hochspannungs-Durchführungen und Isolatoren, Optokopplern,..usw.. Hierbei steht die Sicherheitsphilosophie im Vordergrund, das eine Feststoffisolation bei der es im Betrieb zu Teilentladungen kommen kann, nicht dauerhaft zuverlässig ist. Um diese Langszeitbeständigkeit zu gewährleisten, wird bei der TE-Messung nachgewiesen, das selbst bei vorhandener Teilentladungen diese noch oberhalb der höchsten vorkommenden Betriebsspannung sicher wieder einen Grenzwert unterschreitet. Somit wird die Teilentladungsaussetzspannung (UTA) ermittelt, die oberhalb eines Grenzwertes liegen muß, welcher im Rahmen der Isolationskoordination mit dem Kunden anwendungsbezogen festgelegt wurde. Hierzu existieren diverse Normen im Bereich VDE, IEC,...

Die Messung der Teilentladungen erfolgt mit typischen Meßempfängern im Bereich von ca. 100 kHz bis einige MHz. Die untere Meßschwelle ist durch Störungen auch in abgeschirmten Meßplätzen selten unter 1 pC (pico Coulomb).

Als Beipiel für sicherheitsrelevante Bauteile sind hier Zünd-Transformatoren für die Bahntechnik zu erwähnen, die alle in der Endprüfung eine 100% Teilentladungsmessung durchlaufen.