Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Instandhalten einer elektrischen Komponente mit einem äußeren Isolator.

Eine solche elektrische Komponente kann beispielsweise ein Überspannungsableiter sein. Der Überspannungsableiter umfasst üblicherweise ein Widerstandselement, das zwischen einer elektrischen Leitung auf einem Betriebspotenzial von mehr als 1 kV und dem Erdpotenzial geschaltet ist. Der äußere Isolator umschließt das Widerstandselement und dient dazu, diesen von dessen Umgebung elektrisch zu isolieren.

Ein anderes Beispiel für eine artgemäße Komponente ist ein Stützisolator zur Stützung einer elektrischen Einrichtung, wie beispielsweise einer Schaltanlage oder eines Hochspan nungsleiters .

Der äußere Isolator kann zweckmäßigerweise Isolatorschirme z.B. aus Porzellan oder Silikon umfassen.

Komponentenausfälle aufgrund von Fremdschichtüberschlägen treten bei Umspannanlagen, Hochspannungsgleichstromübertra gungsanlagen, Blindleistungskompensationsanlagen oder der gleichen zwar nur relativ selten auf, ein einzelner Vorfall kann jedoch bereits zum Anlagenausfall führen.

Im Rahmen der Instandhaltung werden elektrische Komponenten der eingangs genannten Art üblicherweise per Sichtprüfung in einem bestimmten Rhythmus geprüft und nach Bedarf beispiels weise gereinigt. Zwischen den Wartungsvorgängen ist der Zu stand der Komponentenverschmutzungen weitgehend unbekannt. Insbesondere für Verbundisolatoren ist die Sichtprüfung sehr ungenau, weil Isolatoren dieser Art schwankende hydrophobe Eigenschaften aufweisen können. Die hydrophoben Eigenschaften können jedoch durch Regen unterschiedlicher Dauer, Entladun gen und die Regenerationseigenschaften des Silikons beein flusst werden. Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein artgemäßes Verfahren vorzuschlagen, das eine möglichst effiziente Instandhaltung der elektrischen Komponente und deren möglichst zuverlässigen Betrieb ermöglicht.

Die Aufgabe wird bei einem artgemäßen Verfahren erfindungsge mäß dadurch gelöst, dass ein am äußeren Isolator sukzessiv gemessener Kriechstrom, also ein zeitlicher Verlauf des Kriechstromes in einer Abfolge einzelner Messwerte, in Form von Messdaten gespeichert wird. Der gemessene Kriechstrom kann in Bezug auf Langzeitentwicklungen und kurzzeitige Er eignisse ausgewertet werden. Demnach wird überprüft, ob die Messdaten oder davon abgeleitete Größen einer vorbestimmten Bedingung genügen, wobei, falls die Messdaten oder die abge leiteten Größen der vorbestimmten Bedingung genügen, eine Wartungsanweisung ausgelöst wird. Die Messung des Kriechstro mes kann mittels verschiedener Messtechnologien erfolgen. Entsprechende Sensoren können auf dem äußeren Isolator ange ordnet sein und die Messdaten kabelgebunden oder kabellos an einen geeigneten Empfänger übertragen werden. Im Rahmen der Erfindung kann der Kriechstrom durch direkte Messdaten oder auch beispielsweise durch zeitlich oder örtlich gemittelte Messdaten gegeben sein. Bei örtlicher Mittelung können bei spielsweise Beobachtungen des Kriechstroms an verschiedenen Isolatoren bzw. Komponenten in einer Hochspanungsanlage er folgen, wodurch ein Bild über die allgemeine Verschmutzung der Anlage ermöglicht wird, der dabei helfen kann, Ausreißer zu identifizieren und/oder Fehlinterpretationen der Messwerte zu vermeiden. Eine solche Mittelung hat den Vorteil der ge ringeren zu übertragenden Datenmenge. Es ist entsprechend auch denkbar, den zu übertragenden Kriechstrom, jedenfalls vor dessen Speicherung, für die Messdaten zweckmäßig auf an dere Weise auszuwählen, um die Datenmenge zu verringern. Ge eigneterweise werden die Messdaten sukzessive in einer zeit lichen Anordnung in einem Speichermedium einer Datenverarbei tungsanlage (oder verteilt auf mehrere Datenverarbeitungsan lagen) gespeichert. Die Rückführung von vielen Messdaten auf wenige aussagekräftige Kenndaten ist im Allgemeinen abhängig von der Abtastfrequenz des zur Verfügung stehenden Messgerä tes. Bei höheren Abtastraten kann der Kriechstrom hochfre quent abgetastet und mittels eines geeigneten Algorithmus im Messgerät oder in dern Datenverarbeitungszentrale beispiels weise auf die folgenden Daten reduziert werden: Anzahl der Schwellenüberschreitungen (z.B. 1, 5, 10, 20 mA) in einem kurzen Zeitintervall (z.B. 5 Min); höchster Spitzenwert über ein kurzes Zeitintervall (z.B. 5 Min); Mittelwert über ein kurzes Zeitintervall (z.B. 5 Min) . Sobald die Zähl- und Mess werte mehrere Datensätze keine Änderung bzw. unterhalb einer interessanten Schwelle fallen, können die Anzahl der gespei cherten Datensätze weiter reduziert werden. Geeigneterweise werden die gegebenenfalls bereits reduzierten Messdaten suk zessive in einer zeitlichen Anordnung in einem Speichermedium einer Datenverarbeitungsanlage (oder verteilt auf mehrere Da tenverarbeitungsanlagen) gespeichert. Bei niedriger Abtastra te wird der gemessene Kriechstrom geeigneterweise auf ana logem Wege geglättet (z.B. durch eine RC-Verschaltung) und es wird lediglich ein Mittelwert gemessen und übertragen.

Die Wartungsanweisung kann auf jede geeignete Weise erfolgen, beispielsweise akustisch oder visuell. Sie umfasst bevorzugt das Ergebnis der Auswertung. Die Wartungsanweisung kann bei spielsweise vorsehen, die Komponente unter besondere Beobach tung zu stellen, den Isolator zu reinigen oder die Komponente auszutauschen. Die Wartungsanweisung kann mittels einer ge eigneten Anzeigevorrichtung erfolgen, die beispielsweise in die Datenverarbeitungsanlage integriert ist. Es ist darüber hinaus denkbar, dass die Wartungsanweisung an ein mobiles Ge rät gesendet wird, das sich beispielsweise im Besitz eines zur Wartung der Komponente Berechtigten befindet und zur An zeige der Wartungsanweisung geeignet ist.

Die Überprüfung, ob die Messdaten die vorbestimmte Bedingung erfüllen kann mittels eines festgelegten Algorithmus erfol gen. Die Messdaten können dazu eine Zeitreihe bilden, die di gital analysierbar ist. Die vorbestimmte Bedingung kann sich auf einzelne Datenpunkte der Messdaten (-Reihe) oder auf eine Teilmenge der Messdaten beziehen. Im Einzelnen kann also zum Beispiel vorbestimmt sein, dass die Bedingung erfüllt ist, wenn bereits ein einzelner Datenpunkt oder eine bestimmte An zahl an Schwellenüberschreitungen der Messdaten die Bedingung erfüllt (wenn beispielsweise der Datenpunkt größer als ein Schwellwert ist) oder ein Anstieg der Datenwerte (bestimmt über mehrere Datenpunkte der Messdaten) einen Anstiegs schwellwert überschreitet. Die Bedingung kann jedenfalls als ein mehrstufiger Bedingungsbaum mit voneinander abhängigen Abfragen definiert sein.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das erfindungsgemäße Verfahren eine kontinuierliche und prä zise Aussage über den Isolatorzustand ermöglicht. Auf diese Weise wird insgesamt die Zuverlässigkeit der elektrischen Komponente erhöht. Zugleich ermöglicht es, auf einfache und effiziente Weise eine Instandhaltung und Wartung der elektri schen Komponente. Eine Bewertung des Isolatorzustandes durch eine Person vor Ort entfällt damit vorteilhaft weitgehend bzw. eine bedarfsgerechte Wartung/Reinigung der Isolatoren kann durchgeführt werden. Weiterhin herrschen die ungünstigs ten Bedingungen nur selten vor und die Wahrscheinlichkeit, dass Personal während genau dieser kritische Wetterereignisse (=ungünstigste Bedingungen) eine Inspektion durchführt, ist gering: So ist der Kriech-strom erfahrungsgemäß am stärksten beispielsweise nach einer längeren Trockenperiode ohne Regen im Sommer und am frühen Morgen während das elektrische Gerät Betauung aufweist. Eine kontinuierliche Kriechstrommessung und -Überwachung auch unter Betrieb und unter allen vorkom menden Umgebungsbedingungen ist vorteilhaft unabhängig vom Isolatormaterial (HTM/Non-HTM (Hydrophobicity Transfer Materi al) ) .

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Über prüfen der Messdaten auf die vorbestimmte Bedingung ein Über prüfen, ob die Messwerte eine vorbestimmte Messdatenschwelle erreichen oder überschreiten. Die Bedingung ist im einfachs- ten Fall durch die Definition der Messdatenschwelle festge legt. Geeigneterweise wird demnach überprüft, ob ein einzel ner Datenpunkt bzw. Datenwert der Messdaten die Messdaten schwelle erreicht oder überschreitet. Alternativ kann die Be dingung darauf gerichtet sein, ob eine Abfolge der Messdaten werte (eine zeitlich eingegrenzte Teilmenge der Messdaten) die Messdatenschwelle erreicht oder überschreitet. Das Über schreiten der jeweiligen Messdatenschwelle wird mit-gezählt. Eine Gewichtung der Zähl- und Messwerte kann durch Bewertung der Teilbedingungen angepasst werden: Spannungsform (AC /

DC) ; Isolatordesign (z.B. Durchmesser, Schirmform); Umge bungsbedingungen (z.B. Großwetterlage, Betauung, Meeresnähe); spezifische Spannungsbelastung (Spannung pro Baulänge) In die sem Fall wird vermieden, dass einzelne sogenannte Ausreißer fälschlicherweise die Wartungsanweisung auslösen können. Die Überprüfung auf das Erreichen bzw. Überschreiten der Messda tenschwelle kann eine Teilbedingung von mehreren Teilbedin gungen der vorbestimmten Bedingung darstellen.

Vorzugsweise ist die Messwertschwelle eine Stromschwelle. In diesem Fall ist die Messwertschwelle direkt durch einen

Stromwert gegeben. Auf diese Weise kann eine aufwendige Bear beitung der Messdaten zur Durchführung der Überprüfung redu ziert oder gar vermieden werden. Beispielsweise kann die die Stromschwelle zwischen 1 mA und 20 mA liegen (Spitzenwert) . Häufige Kriechstromspitzen >1 mA und seltene Kriechstromspit zen >10 mA und ein 5 Minuten Mittelwert von >1 mA können hierbei ein Indikator für die Notwendigkeit einer Wartung sein. Eigene Untersuchungen haben ergeben, dass ein Kriech strom über den äußeren Isolator, der im genannten Bereich liegt, ein Indikator für eine Notwendigkeit einer Wartung sein kann. Insbesondere treten in einem Normalfall, in dem keine Wartung notwendig ist, Kriechströme unterhalb von 1 mA vorhanden. Liegen die gemessenen Kriechströme demnach unter halb von 1 mA, so ist es denkbar, dass (vorerst) keine weite re Maßnahme notwendig ist. Bevorzugt ist das Verfahren mehrstufig, wobei die Messdaten oder die abgeleitete Größe auf eine zusätzliche vorbestimmte Bedingung überprüft werden. Beispielsweise können mehrere (Teil-) Bedingungen definiert werden, die kumulativ erfüllt sein müssen. Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit des Verfahrens weiter erhöht werden.

Vorzugsweise umfasst die zusätzliche Bedingung das Erreichen oder Überschreiten einer weiteren Messdatenschwelle. Die wei tere Messdatenschwelle erlaubt die Berücksichtigung weiterer relevanter Faktoren, die in die weitere Messdatenschwelle einfließen können.

Denkbar ist ferner eine Verknüpfung von Zählung von Schwell wertereignissen mit höchstem Spitzenwert und Mittelwert und den Teilbedingungen (den zusätzlichen Bedingungen) mittels gewichteter Faktoren.

Geeigneterweise wird beim Überprüfen auf die vorbestimmte Be dingung die Höhe einer Betriebsspannung der elektrischen Kom ponente berücksichtigt. Die Betriebsspannung ist ein Maß für die Beanspruchung der elektrischen Komponente und damit ein Faktor bei der Instandhaltung. Die Art der Betriebsspannung (AC oder DC) nimmt einen essentiellen Einfluss. Bei DC Belas tung ist eine stärkere Verschmutzungsansammlung möglich durch das statische Feld. Weiterhin sind Entladungen bei DC Span nung in der Regel zeitlich länger andauernd, da der Null durchgang für das Verlöschen der Entladungen fehlt. Art (AC oder DC) und Höhe der Spannung kann in Form eines Faktors be rücksichtigt werden, mit dem die Messdaten verknüpft werden (zum Beispiel durch Multiplikation) , bevor ein Vergleich mit einer der Messdatenschwellen erfolgt.

Zweckmäßigerweise wird beim Überprüfen auf die vorbestimmte Bedingung ein Isolatordesign berücksichtigt. Das Isolatorde sign ist im Rahmen der Erfindung bestimmend für einen Form faktor des Isolatorprofils, beispielsweise das Profil der Isolatorschirme. Mit der Berücksichtigung des Isolatordesigns werden insbesondere eine oder mehrere der folgenden Größen berücksichtigt: eine Kriechweglänge der Isolatoroberfläche (auch Fadenmaß genannt) , eine Schirmausladung von Isolator schirmen, eine Schirmneigung von Isolatorschirmen, ein

Schirmabstand zwischen einzelnen Isolatorschirmen, ein Durch messer des Isolators. Die Berücksichtigung dieser Größen er laubt vorteilhaft die Genauigkeit der Analyse der Messdaten zu erhöhen. Die Berücksichtigung des Isolatordesigns kann durch einen entsprechenden zusätzlichen, beispielsweise mul tiplikativen, Faktor erfolgen, der mit den Messdaten ver knüpft wird.

Bevorzugt wird beim Überprüfen auf die vorbestimmte Bedingung wenigstens eine Umgebungsbedingung am Isolator berücksich tigt. Die Umgebungsbedingung oder auch mehrere Umgebungsbe dingungen haben erfahrungsgemäß Einfluss auf den Betrieb und die Belastung der elektrischen Komponente, so dass deren Be rücksichtigung die Zuverlässigkeit des Verfahrens erhöht. Die Umgebungsbedingung kann ein Regenfall, eine Länge einer Tro ckenphase, Wind, Betauung, Nebel und/oder Temperatur sein.

Die Berücksichtigung der Umgebungsbedingung kann ebenfalls durch einen entsprechenden weiteren, beispielsweise multipli kativen, Faktor erfolgen, der mit den Messdaten verknüpft wird. Gegebenenfalls könnte die Dringlichkeit, mit der eine Reinigung empfohlen wird, herabgesetzt werden, wenn nach län gerer Trockenperiode und erstmaligem Einsetzen von Regen ein gewisser Reinigungseffekt zu erwarten ist.

Geeigneterweise wird überprüft, ob die Messdaten oder die da von abgeleitete Größe einer Mehrzahl von vorbestimmten Bedin gungen genügen, wobei jeder Bedingung eine separate Wartungs anweisung zugeordnet wird, die bei Vorliegen der zugeordneten Bedingung ausgelöst wird. Demnach werden mehrere Bedingungen definiert, wobei jede der Bedingungen einer eignen Wartungs anweisung zugeordnet ist. Das Erfüllen einer ersten Bedingung kann beispielsweise an die Wartungsanweisung geknüpft sein, die Komponente unter besondere Beobachtung zu stellen, eine zweite Bedingung kann an die Wartungsanweisung geknüpft sein, die Komponente bzw. den äußeren Isolator zu reinigen, eine dritte Bedingung kann an die Wartungsanweisung geknüpft sein, die Betriebsspannung abzusenken bzw. die Komponente auszutau schen, mit Silikon zu beschichten (z.B. RTV-Silikon) usw..

Die Erfindung betrifft ferner eine Datenverarbeitungsanlage.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Datenverarbeitungsan lage vorzuschlagen, mittels der eine effiziente Instandhal tung einer elektrischen Komponente ermöglicht ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Datenverarbei tungsanlage gelöst, die zum Durchführen eines erfindungsgemä ßen Verfahrens eingerichtet ist.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Datenverarbeitungsanlage ergeben sich insbesondere aus den Vorteilen, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden .

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert.

Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä ßen Verfahrens in einem schematischen Ablaufdiagramm. Das nachfolgend beschriebene Verfahren kann zu gewissen Teilen im Messgerät selbst durchgeführt werden. Dadurch reduziert sich die zu übertragende Datenmenge.

In einem ersten Verfahrensschritt 101 des Verfahrens 100 der Figur wird ein gemessener Kriechstrom in Form einer Abfolge von Tupeln aus einer Zeitangabe und einem Stromwert in einem Speicher des Messgerätes einer Datenverarbeitungsanlage (bsp. einem Server) gespeichert. Der Kriechstrom wird dabei als über einen äußeren Isolator einer elektrischen Komponente fließender Leckstrom gemessen und per Funk an eine Empfangs komponente der Datenverarbeitungsanlage gesendet. In einem zweiten Verfahrensschritt 102 wird überprüft, ob die Messdaten bzw. ein aktueller Datenwert oberhalb einer ersten Messdatenschwelle von 1 mA (Spitzenwert) liegen. Ist das nicht der Fall, so wird in einem dritten Verfahrensschritt 103 eine Information ausgegeben, dass derzeit keine weitere Maßnahme notwendig ist.

Ergibt die Überprüfung in Schritt 102, dass die erste Messda tenschwelle überschritten ist, so wird in einem vierten Ver fahrensschritt 104 überprüft, ob die erste Messwertschwelle auch nach einem kritischen Wetterereignis (wie z.B. einer ei nen Monat andauernden Trockenheitsperiode) überschritten ist.

Ist dies der Fall, so wird in einem fünften Verfahrensschritt

105 überprüft, ob die Messdaten eine zweite Messdatenschwelle von 5 mA (Spitzenwert) unterschreiten. Falls ja, wird Verfah rensschritt 103 ausgeführt. Falls die Überprüfung im Verfah rensschritt 104 oder im Verfahrensschritt 105 ein negatives Ergebnis liefert, wird in einem sechsten Verfahrensschritt

106 eine Bewertung des Isolationsdesigns und der Höhe der Be triebsspannung durchgeführt. In Abhängigkeit von der Bewer tung wird ein Faktor festgelegt, der einen Wert von eins oder größer haben kann. Die Messdaten werden anschließend mit die sem dimensionslosen Faktor multipliziert, wobei sich ein Ver gleichswert ergibt. Dabei wird ein desto höherer Faktor fest gelegt, je ungünstigere Eigenschaften bezüglich des Isolator designs und der Beanspruchung die betrachtete elektrische Komponente aufweist. Es wird hierbei insbesondere, falls die Überprüfung im Verfahrensschritt 104 oder im Verfahrens schritt 105 ein negatives Ergebnis liefert, wird in einem sechsten Verfahrensschritt 106 eine Gewichtung der Messdaten durchgeführt. Hierbei werden die Anzahl der Schwellwertüber schreitungen (1, 5, 10, 20 mA) , höchste Spitzenwert und der Mittelwert im Messintervall gewichtet und in einem übergeord netem Gefährdungsfaktor zusammengeführt und grafisch darge stellt (Trendlinie/Histogramm) . Die Wichtung ist auch durch führbar, wenn nur Teile der genannten Messdaten zur Verfügung stehen. Auch die anderen genannten Teilbedingungen (Art der Spannung, Isolatordesign, etc.) fließen als Multiplikator in den Gefährdungsfaktor mit ein.

Der Gefährdungsfaktor, ausgedrückt in Prozent, bezeichnet die Gefährdung des Isolators durch Verschmutzung und Kriechstrom. Hierbei bezeichnet der Wert 100 % einen Zustand, indem sich der Isolator kurz vor dem Überschlag befindet

Anschließend wird in einem siebten Verfahrensschritt 107 überprüft, ob der Vergleichswert (Gefährdungswert) unterhalb von 30% liegt. Falls ja, wird der dritte Verfahrensschritt 103 durchgeführt. Falls nein, und der Vergleichswert (Gefähr dungswert) 70% nicht überschreitet, dann wird in einem achten Verfahrensschritt 108 eine Wartungsanweisung ausgegeben, wo nach der Isolator unter besondere Beobachtung gestellt werden soll. Zugleich wird eine weitere Auswertung durchgeführt, wie oft und für wie lange der Vergleichswert über 30% bleibt.

In einem neunten Verfahrensschritt 109 wird überprüft, ob der Vergleichswert oberhalb von 70% liegt. Falls ja, und falls der Vergleichswert 90% nicht überschreitet, wird in einem zehnten Verfahrensschritt 110 eine Wartungsanweisung ausgege ben, wonach eine Reinigung des Isolators zügig durchgeführt werden soll.

In einem elften Verfahrensschritt 111 wird überprüft, ob der Gefährdungswert oberhalb von 90 % liegt. Falls ja, wird in einem zwölften Verfahrensschritt 112 eine Wartungsanweisung ausgegeben, wonach eine zügige Reinigung notwendig ist und die Betriebsspannung unter bestimmten klimatischen Bedingun gen (z.B. morgendliche Betauung, Nebel, Starkregen, etc.) an der elektrischen Komponente abgesenkt werden soll, um deren Beanspruchung zu reduzieren. Bei häufiger Wiederkehr der Be dingung 90% Gefährdung ist eine Silikonbeschichtung des Iso lators oder Austausch des Isolators (mit eventueller De signänderung) zu erwägen. Die Ausgabe der Wartungsanweisungen wird hierbei mittels ei ner visuellen Anzeige eines entsprechenden Textes durchge führt. Dazu verfügt die Datenverarbeitungsanlage über ein entsprechendes Display.