Ob im Winter bei -10 °C, im Hochsommer oder unter wechselnden Anlagendrücken – das Analysegerät GA11 von WIKA erzielt unabhängig von der Prüfumgebung stabile und reproduzierbare Messergebnisse. Möglich wird das durch eine intelligente Kombination aus Temperaturkompensation, Real-Gas-Korrektur und digitaler Sensorarchitektur.
Hoch- und Mittelspannungsanlagen sind keine Labore, sondern Betriebe mit realen Umgebungsbedingungen. Temperaturunterschiede beeinflussen dabei die Sensoreigenschaften aller relevanten Messgrößen, von Reinheit über Feuchte bis hin zu Zersetzungsprodukten. Ohne Kompensation entstehen Abweichungen, die zu Fehlinterpretationen und unnötigem SF6-Handling führen können. Das Analysegerät GA11 adressiert genau diese Herausforderung und sorgt dafür, dass Messungen auch unter realen Bedingungen verlässlich bleiben.
Sensorarchitektur mit breitem Kalibrierbereich
Abbildung 1: Vergleich der Messwerte von 19,9 ppm SO2 vor Temperaturkompensation (oben) und danach (unten).
Das GA11 ist über einen Temperaturbereich von -10 °C bis +50 °C kalibriert. Dadurch bleibt die Messgenauigkeit der Sensoren auch fernab idealer Laborbedingungen zuverlässig und stabil. Die elektrochemischen Sensoren für SO2, HF, H2S und CO werden kontinuierlich temperaturkompensiert, um temperaturbedingte Einflüsse auf das Messsignal gezielt auszugleichen.
Abbildung 1 zeigt exemplarisch den Effekt dieser Temperaturkompensation anhand eines 20‑ppm‑SO2‑Sensors im Gerät. Da die Reaktionsgeschwindigkeit elektrochemischer Sensorelemente mit steigender Temperatur zunimmt, würde das Messsignal ohne Korrektur ebenfalls temperaturabhängig ansteigen. Die integrierte Kompensation sorgt dafür, dass dieser Effekt präzise ausgeglichen wird.
Auch der akustische Sensor zur Bestimmung der Reinheit von SF6‑Gemischen ist temperaturabhängig. Er misst die Schallgeschwindigkeit und hängt somit von der Dichte des Messgases ab, die sich ebenfalls mit der Temperatur ändert. Darum wird auch dieser Sensor über den gesamten Betriebsbereich des GA11 kompensiert. Jeder Sensor erhält eine individuelle Justagetabelle, um maximale Präzision sicherzustellen.
Die Temperaturkorrektur erfolgt dabei in Echtzeit und gleicht die temperaturabhängigen Effekte innerhalb der Sensorelemente gezielt aus – für verlässliche Messergebnisse unter allen Einsatzbedingungen.
Exakte Feuchtemessung durch Real-Gas-Korrektur
Abbildung 2: Schmelzpunkte von Eis in SF₆ (links) und Luft (rechts) im Vergleich.
Für eine präzise Feuchtemessung sind sowohl Druck als auch Temperatur entscheidende Einflussgrößen. Das GA11 misst die Feuchte daher direkt unter Anlagendruck und berücksichtigt dabei das reale physikalische Verhalten des jeweiligen Gases.
Abbildung 2 zeigt einen Vergleich der Schmelzpunkte einer Eisschicht in SF6 und in Luft. Während der Schmelzpunkt in Luft bei 0,01 °C liegt, verschiebt er sich in SF6 aufgrund der Bildung von Hydraten auf einen Bereich zwischen 5 und 7 °C. Die dargestellten Abbildungen sind Mikroskopaufnahmen einer Spiegeloberfläche und zeigen – von oben nach unten – die Eisschicht, den Beginn des Schmelzvorgangs sowie die vollständige Schmelze.
Ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal des GA11 ist die Mehrfachkalibrierung für N2 (Luft), SF6 und CO2. Hintergrund ist, dass sich das Frost‑ und Taupunktverhalten in diesen Gasen deutlich unterscheidet. Diese Effekte hat WIKA in Zusammenarbeit mit einem externen Partner detailliert untersucht – sie sind als Korrekturwerte direkt im Sensor hinterlegt.
Die Kombination aus kapazitivem Feuchtesensor und Korrektur des realen Gasverhaltens in Kombination mit Wasser verhindert somit systematische Abweichungen. Diese könnten sonst bei Messungen unter Atmosphärendruck oder auf Basis idealisierter Modelle auftreten. Darüber hinaus ermöglicht dieses Messkonzept auch eine zuverlässige Feuchtemessung in alternativen Isoliergasen. Hier sind klassische Taupunktspiegel aufgrund von Kondensation einzelner Komponenten nicht mehr geeignet.
So liefert das GA11 präzise Messergebnisse, die die tatsächlichen Bedingungen im Gasraum realistisch und reproduzierbar widerspiegeln.
Stabile Messwerte im Außendienst
Die Temperaturkompensation wirkt im Zusammenspiel mit der digitalen Sensorarchitektur. Der automatisierte Messablauf reduziert Schwankungen zusätzlich, da die Software während der Messwertaufnahme automatisch erkennt, wann die Messung ausreichend stabil ist. Anwender erhalten dadurch verlässliche Ergebnisse, ohne Wiederholungen durchführen zu müssen.
Verlässliche Grundlage für Betrieb, Diagnose und Dokumentation
Ob Routinewartung, Inbetriebnahme oder Störungsdiagnose: Konsistente Messwerte erleichtern technische Entscheidungen und reduzieren das Risiko unnötiger Maßnahmen. Betreiber profitieren von geringeren Fehlinterpretationen, klaren Grenzwertdarstellungen und einer umfangreichen Dokumentation. Somit wird sichergestellt, dass die Grenzwerte präzise geprüft werden, wie es im Rahmen von Normen wie IEC 60376 und 60480 erforderlich ist.
Fazit
Das GA11 zeigt, wie präzise Gasanalyse unter realen Bedingungen funktioniert. Die umfassende Temperaturkompensation und Berücksichtigung des realen Gasverhaltens bilden dabei zentrale Bausteine für reproduzierbare Messergebnisse, unabhängig von Wetter, Umgebungstemperatur oder Betriebszustand der Anlage.
Hinweis
Weitere Produktinformationen finden Sie auf der WIKA-Webseite. Den Produktpass des GA11 mit technischen Dokumenten, Datenblatt und Zertifikaten können Sie hier einsehen. Bei Fragen steht Ihnen Ihr Ansprechpartner gerne zur Verfügung.
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