Welche Störungen an elektrischen Anlagen lassen sich mit einem 3D-Phased-Array-Ultraschallbildgebungssystem erkennen?

Das 3D-Phased-Array-Ultraschallbildgebungssystem IN-308 erfasst mithilfe von Mikrofonarray-Technologie die Betriebsgeräusche von Primärstromversorgungsanlagen wie Transformatoren, Drosseln, GIS-Anlagen, Hochspannungsschaltanlagen und anderer Primäranlagen im Betrieb auf und wandelt mithilfe von Technologien wie Schallquellenortung, Nachhallunterdrückung, Signalverstärkung und -extraktion “hörbare, aber nicht genau lokalisierbare” ungewöhnliche Schallquellen in lokalisierbare, aufzeichnungsfähige und analysierbare Daten um.

Bei der Auswahl dieses dreidimensionalen Phased-Array-Ultraschallsystems sollten die vor Ort vorhandenen Anlagen, die Steuerungslogik, die Kommunikationswege und die Wartungsmodalitäten berücksichtigt werden. Zubehör für elektrische Anlagen und Online-Überwachungsgeräte werden in der Regel nicht isoliert betrieben, sondern arbeiten gemeinsam mit Transformatoren, Schaltanlagen, Kabeln, Backend-Plattformen, Alarmkreisen und Betriebs- und Wartungssystemen. Eine klare Beschreibung des Anwendungsszenarios ist für die Beschaffung und die spätere Wartung von größerem Nutzen als die bloße Auflistung von Modellbezeichnungen.

1. Kernfunktionen und Zielgruppe

2. Bei der Auswahl sollte man zunächst die Anforderungen vor Ort berücksichtigen

Beim Betrieb von Primäranlagen der Stromversorgung können Probleme wie Teilentladungen, mechanische Lockerungen, ungewöhnliche Schwingungen, Gaslecks oder strukturelle Resonanzen mit akustischen Veränderungen einhergehen. Die manuelle Akustiküberwachung wird leicht durch Erfahrung und Umgebungsgeräusche beeinflusst, während die dreidimensionale phasenangesteuerte Ultraschallbildgebung dem Betriebs- und Wartungspersonal dabei hilft, die Quelle ungewöhnlicher Geräusche intuitiver zu lokalisieren.

3. Hinweise zur Bereitstellung und zum Betrieb

Da es in Umspannwerken viele reflektierende Oberflächen und komplexe Geräuschquellen gibt, ist es mit einem einzelnen Mikrofon schwierig, die Schallquelle genau zu bestimmen. Array-Algorithmen, Nachhallunterdrückung und Signalverstärkung tragen dazu bei, aussagekräftige Signale zu extrahieren. Dieses Ultraschallbildgebungssystem eignet sich für den Einsatz in Kombination mit Infrarot-Wärmebildgebung, Online-Überwachung partieller Entladungen, Schwingungsüberwachung und integrierten Online-Plattformen, um den Zustand der Anlagen anhand akustischer, thermischer, elektrischer und mechanischer Parameter zu beurteilen.

Bei Anfragen oder technischen Gesprächen empfiehlt es sich, die Gerätemodelle, Fotos vom Einsatzort, den Installationsort, die Verdrahtungsart, die Anforderungen an den Backend-Zugang sowie den aktuellen Stand des bestehenden Systems bereitzuhalten. Bei Modernisierungsprojekten sollten zudem die Typenschilder der ursprünglichen Geräte, Fotos der Klemmen sowie eine Beschreibung der Steuerkreise bereitgestellt werden; bei Neubauprojekten sollten Stromversorgung, Kommunikation, Platzbedarf für Schaltschränke, Bezeichnungen der Messpunkte und Alarmstufen bereits in der Planungsphase berücksichtigt werden.

4. Häufig gestellte Fragen

1. Wird dieses Ultraschallbildgebungssystem ausschließlich zur Erkennung von Teilentladungen eingesetzt?

Darüber hinaus wird es zur Erfassung, Lokalisierung und Analyse von Betriebsgeräuschen an Primäranlagen der Stromversorgung eingesetzt.

2. Warum ist ein Hall erforderlich?

Direktreflexionen können die Ortung beeinträchtigen; die Reduzierung des Nachhalls hilft dabei, die relevante Schallquelle herauszufiltern.

3. Können die Daten auf die Plattform hochgeladen werden?

Die erfassten Bild- und Audiodaten können über eine Kabelverbindung oder drahtlos hochgeladen werden.

Ergänzung: Wie lassen sich ungewöhnliche Schallquellen überprüfen?

Wenn bei der Ultraschallbildgebung eine anomale Schallquelle festgestellt wird, ist es nicht ratsam, allein auf der Grundlage eines einzigen Bildes Schlussfolgerungen zu ziehen. Die Überprüfung sollte unter Berücksichtigung des Gerätetyps, der Position der Schallquelle, der Betriebslast, des Umgebungslärms sowie der Infrarot-Temperatur- und Teilentladungsdaten erfolgen. Bei Transformatoren, Drosseln, GIS-Anlagen und Hochspannungsschaltanlagen unterscheiden sich die Normalgeräusche der verschiedenen Geräte erheblich voneinander; Langzeitaufzeichnungen sind daher hilfreicher, um zu beurteilen, ob sich eine Anomalie kontinuierlich weiterentwickelt.

Sofern das System das Hochladen von Bild- und Audiodaten unterstützt, wird empfohlen, die Ergebnisse jeder Inspektion zu archivieren. Wenn bei demselben Gerät später erneut eine Störung auftritt, können diese mit den historischen Bild- und Audiodaten verglichen werden, um festzustellen, ob sich die Position der Geräuschquelle verändert hat oder die Lautstärke zugenommen hat.

7. Zusammenfassung

Der Nutzen dieses dreidimensionalen Phased-Array-Ultraschallsystems besteht nicht nur in der einmaligen Installation, sondern darin, dass der Zustand der Anlage leichter erkannt, erfasst und verarbeitet werden kann. Um einen stabilen Betrieb im späteren Verlauf zu gewährleisten, sollten bei der Auswahl des Systems die Anwendungsziele, Schnittstellen, Steuerungslogik und Betriebs- und Wartungsprozesse klar festgelegt werden. Bei Fragen zu Modell, Abmessungen, Schnittstellen oder technischen Details sind die technische Projektvereinbarung und die aktuellen Herstellerangaben maßgeblich.

5. In welchen Bereichen eignet sich die dreidimensionale Phased-Array-Ultraschallbildgebung als Ergänzung zur Erkennung von Blindstellen?

Bei der Zustandsüberwachung von elektrischen Anlagen wird die Ultraschallprüfung häufig eingesetzt, um akustische Signale zu erkennen, die mit Entladungen, Leckagen oder mechanischen Störungen in Zusammenhang stehen. Der Schwerpunkt der Anwendung dieses dreidimensionalen Phased-Array-Ultraschallbildgebungssystems liegt darauf, akustische Anomalien, die vor Ort nur schwer direkt zu lokalisieren sind, in anschaulichere räumliche Bilder umzuwandeln. Dies hilft dem Personal dabei, zu beurteilen, aus welchem Bereich die Anomalie ungefähr stammt, ob sie mit einer bestimmten Anlage zusammenhängt und ob weitere Tests bei Stromabschaltung oder eine Überprüfung aus nächster Nähe erforderlich sind. Es eignet sich für Inspektionen in Umspannwerken, an Schaltanlagen, im Umfeld von GIS-Anlagen, an Durchführungsarmaturen sowie an anderen Anlagen, bei denen ungewöhnliche akustische Signale auftreten können.

Im Vergleich zum reinen Abhören oder zur punktuellen Überprüfung eignet sich die bildgebende Methode besser für die Dokumentation und Nachverfolgung. Das Personal vor Ort kann die Prüfbilder, die Position der Anlage, die Betriebsbedingungen und die Schlussfolgerungen gemeinsam archivieren und später mit ähnlichen Anlagen oder historischen Aufzeichnungen vergleichen. Bei vermuteten Mängeln empfiehlt sich eine umfassende Beurteilung unter Einbeziehung von Infrarot-Temperaturmessungen, Teilentladungsüberwachung, Routineprüfungen und einer Sichtprüfung vor Ort. Dies verbessert nicht nur die Effizienz bei der Lokalisierung von Anomalien, sondern verringert auch das Risiko, Schlussfolgerungen allein auf der Grundlage eines einzigen Signals zu ziehen.

6. Schwerpunkte der Kommunikation zwischen Einkauf und Anwendung

Bei der Anschaffung eines 3D-Phased-Array-Ultraschallsystems sollte zunächst der Einsatzzweck geklärt werden: Soll es für routinemäßige Inspektionen, die Überprüfung von Mängeln, gezielte Fehlerbehebungen oder als mobiles Prüfgerät in einem umfassenden Online-Überwachungssystem eingesetzt werden? Die unterschiedlichen Einsatzszenarien wirken sich auf die Anforderungen hinsichtlich Tragbarkeit, Bildqualität, Datenmanagement, Personalschulung und Berichtsausgabe aus. Nach der Projektumsetzung sollten zudem standardisierte Prüfabläufe und Protokollvorlagen erstellt werden, damit die Prüfergebnisse desselben Geräts zu unterschiedlichen Zeitpunkten miteinander verglichen werden können. Für das Betriebs- und Wartungsteam liegt der wahre Wert des Systems nicht in der einmaligen Erkennung einer Anomalie, sondern darin, dass die Erkennung, Überprüfung, Bearbeitung und Archivierung von Anomalien einen geschlossenen Kreislauf bilden.