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Es zeigt sich, dass insbesondere bei den 123-kV-Anlagen beachtliche Abweichungen in den Fehlerraten der verschiedenen Fabrikate festzustellen sind (man beachte die unterschiedliche Skalierung zwischen Fabrikat A und B). Die Fehlerrate von Fabrikat A liegt nahezu eine Größenordnung höher als die von Fabrikat B. Bei beiden Fabrikaten ist ein Anstieg der Fehlerraten nach einer bestimmten Betriebszeit zu erkennen. Bei Fabrikat A tritt dieser Anstieg sehr deutlich nach 20…25 Betriebsjahren auf. Bei Fabrikat B ist ebenfalls eine ansteigende Fehlerrate nach 30…35 Betriebsjahren zu finden, aber weniger ausgeprägt als bei Fabrikat A. Konsequenzen für Instandhaltung von GIS-Anlagen Aus den Bildern 13.25 und 13.26 ist zu erkennen, dass nach einer bestimmten Betriebszeit auf Grund des Anstiegs der Fehlerraten Alterungsphänomene nicht ausgeschlossen werden können. Daher ist zu klären, bei welchen Komponenten der Fehlerursprung zu suchen ist und durch welche Maßnahmen diese Fehler in Zukunft vermieden werden könnten. Bild 13.30 zeigt, an welchen Komponenten die Fehler aufgetreten sind. 123 kV SS;SS- Rohre, 32% Mess- Wandler 21% andere, z. B. Leist.-Sch. 14% Trenn- Schalt, Erd.-Schalt. 33% Mess- Wandler. 9% 420 kV SS, Rohrverb. 27% Trenn- Schalt., Erd.-Schalt. 46% andere, z. B. Leist.- Schalter 18% Bild 13.30: Wesentliche Fehlerorte in 123-kV- und 420-kV-GIS Bild 13.30 macht deutlich, dass die Mehrzahl der Fehler ihren Ursprung in Trenn- und Erdungsschaltern hat. Es ist davon auszugehen, dass diese Fehler durch Partikel verursacht wurden, die im Laufe der Betriebszeit durch Abrieb bei Schalthandlungen entstanden sind. Bei 123-kV-GIS-Anlagen hat ein gewisser Anteil von Fehlern seinen Ursprung in Messwandlern. In der ersten Generation der 123-kV-GIS-Anlagen wurden Spannungswandler und teilweise auch Stromwandler aus Epoxidharz gefertigt. Aber seiner Zeit war diese Technologie noch nicht so ausgereift, dass große Komponenten fehlerfrei gefertigt werden konnten. So traten nach einer gewissen Betriebszeit Fehler im Feststoffmaterial auf. Fehler in Sammelschienen oder Rohrabschnitten machen 30% aus und traten hauptsächlich in der Nähe von Isolatoren auf. Diese Erkenntnisse sowie der Anstieg der Fehlerraten nach 20 bis 25 Jahren sollte beim Instandhaltungsprozess berücksichtigt werden. Gehäuse, die Trenn- und/oder Erdungsschalter enthalten, sollten nach 20 bis 25 Jahren inspiziert und gereinigt werden, insbesondere bei Schaltgeräten mit hohen Schaltzahlen. Daneben sollten Epoxidharz isolierte Messwandler durch SF6-isolierte Stromwandler bzw. SF6-Folien isolierte Spannungswandler ersetzt werden, wie es heute in allen Spannungsebenen üblich ist. Eine weitere Fehlerursache sind Partikel, die sich auf Isolatoroberflächen angelagert haben. Daher sollten Rohrabschnitte mit horizontal angeordneten Isolatoren in dieser Hinsicht überprüft werden. 185
Verhalten GIS der neueren Generationen Es ist davon auszugehen, dass das Betriebsverhalten von GIS-Anlagen der neueren Generationen besser und die Nutzungsdauer entsprechend länger sein wird. Eine Vielzahl von Fehlern der ersten Generationen wird in modernen GIS-Anlagen nicht mehr auftreten, da eine Vielzahl von Design-Verbesserung durchgeführt worden sind. Einige sollen im Folgenden erläutert werden: • Trennschalter: Die dynamische und statische Feldsteuerung erfolgt durch große Schirmelektroden, so dass die Ansammlung von Feststoffmaterial zur Feldsteuerung vermieden wird (Bild 13.31a). • Spannungswandler: SF6-Folien isolierte Spannungswandler werden in allen Spannungsebenen an Stelle von Epoxidharzwandlern eingesetzt (Bild 13.31b). Die Isolierkörper der Epoxidharzwandler erfordern eine hohe Fertigungstechnologie, wie sie bei den ersten Generationen noch nicht gegeben war. • Horizontal angeordnete Isolatoren: Solche Isolatoren werden soweit wie möglich vermieden. Wenn erforderlich, werden horizontal angeordnete Isolatoren mit Rippen oder Partikelfallen ausgeführt. Diese Maßnahmen verhindern die Ansammlung von Partikeln auf der Isolatoroberfläche (Bild 13.31c). a) c) Keine horizontalen Isolatoren b) Partikelfallen Rippen Bild 13.31: Design-Verbesserungen bei modern GIS-Anlagen a) Trennschalter, b) Spannungswandler, c) Isolatoren 186
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