Ich behaupte du interpretierst da etwas zu viel hinein.
Die Kühlmittelstandsensoren zicken im Alter herum, wäre nicht der erste E46 mit dem Problem. Einfach Austauschen, danach sollte wieder eine lange Zeit Ruhe sein. Höchstens noch darauf achten, dass der neue Sensor dicht hält und kein Kühlwasser unten aus dem Ausgleichsbehälter verloren geht.
Es ist aber sehr löblich, dass du das Problem und alles drumherum ausführlich beschreibst. In anderen Fällen kann das helfen Fehler einzugrenzen.
(Zitat von: SHiFTY-59)
Undicht werden kann da nicht wirklich viel, der KW-Sensor ist als Reed Kontakt ausgeführt. Heißt er kann auch mal eben flink gewechselt werden um diesen ausschließen zu können. Stecker ab, entriegeln, neuen Sensor einstecken, fertig.