Ungeplante Ausfälle von langen Erdkabelstrecken verursachen für Netzbetreiber viel Aufwand und hohe Kosten. HIGHVOLT bietet jetzt ein Frühwarnsystem.
Ungeplante Ausfälle von langen Erdkabelstrecken verursachen für Netzbetreiber viel Aufwand und hohe Kosten. Wie schön wäre es da, ein System zu haben, das die Kabelstrecken genau überwacht und Handlungsempfehlungen gibt, um diese Kosten zu reduzieren. HIGHVOLT hat dafür eine Lösung, die sich auch nachrüsten lässt.
Die Energiewende gelingt nur mit höheren Übertragungskapazitäten. Doch oft wehren sich Gemeinden und Anwohner dagegen, dass bei ihnen Hochspannungsmasten aufgestellt werden sollen. Petitionen, politische Konflikte und lange Prozesse sind die Folge. Um diesen Ärger zu vermeiden, setzen Netzbetreiber gerne auf kilometerlange Erdkabel – und handeln sich neuen Ärger ein. Denn das Verlegen, Reparieren und Austauschen dieser Kabel ist um ein Vielfaches aufwendiger als bei Freileitungen. Ein Überwachungssystem zur Erkennung von Kabelfehlern und zur Bewertung von Teilentladungen würde die Kosten einer Reparatur deutlich senken, mögliche Ausfallzeiten reduzieren und Netzbetreiber wieder ruhiger schlafen lassen.
160 KM unter Kontrolle
Zum Glück gibt es jetzt ein solches Überwachungssystem: HiMON®. Zwei Sensortypen erfassen dabei die Messwerte: die Hochfrequenz-Stromwandler HiMAG® Red und HiMAG® Blue. Matthias Kappler, Projektleiter HiMON®, erklärt: „Der HiMAG® Red ist dafür zuständig, die durch Kabeldurchschläge verursachten Wanderwellen, auch Transienten genannt, zu erfassen, um den Ursprungspunkt zu ermitteln.“ Dazu befinden sich am Anfang und am Ende der Kabelstrecke jeweils ein Sensor HiMAG® Red mit dazugehörigem Eventrekorder HiRES® Locator. Der HiMAG® Blue wird dagegen entlang der Kabelstrecke an den Erdungsmuffen mit einem Abstand von bis zu zwölf Kilometern installiert. „Hier erfasst der Sensor HiMAG® Blue mikroskopisch kleine Impulse, die an möglichen Fehlerstellen in der Kabelisolierung auftreten“, ergänzt Dan Keller, Sales Manager Utility Business bei HIGHVOLT.
„Das System kann sehr genau erfassen, wo und in welcher Intensität Teilentladungen auftreten. Daraus lassen sich klare Handlunsgempfehlungen ableiten.“ Dan Keller, Sales Manager Utility Business bei HIGHVOLT
Teilentladungen bei langen Erdkabelstrecken zu erfassen, ist mit herkömmlichen Mitteln sehr aufwendig. „Der Nachteil dieser Systeme auf Basis der traditionell vorherrschenden Teilentladungs-Messmethodik ist, dass sie an jeder Muffe einen Sensor benötigen“, sagt Keller. Dieser hohe Installationsaufwand führte in der Vergangenheit oft dazu, dass sich Kabelbetreiber dafür entschieden, nur Systeme zur Erfassung von akustischen Signalen (DAS-Systeme) und Temperaturen (DTS-Systeme) unter Einsatz von Lichtwellenleitern (LWL) zu nutzen. Dadurch bleiben aber bestimmte Schäden an der Kabelisolation unentdeckt.
HiMON® ergänzt die bereits eingesetzten LWL-basierten Systeme sinnvoll um ein System zur Erfassung elektrischer Teilentladungs-Signale. Die dafür entwickelte TruePD Methodik reduziert den Installationsaufwand wesentlich, denn die Messpunkte werden nur an den Erdungsmuffen mit Abständen von bis zu zwölf Kilometern installiert — HiMON® spart damit viel Material und Geld. Außerdem lassen sich mit HiMON® erstmals auch die Kabelabschnitte zwischen den Messstellen zentimetergenau überwachen. Alternative TE-Messsysteme können in der Regel nur die Muffen überwachen.
Einfach zu installieren
Hinzu kommt, dass sich das Überwachungssystem aufgrund der wenigen Messstellen und der neu entwickelten Konstruktion einfacher installieren und auch nachrüsten lässt. Matthias Kappler erklärt: „Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen können die HiMAG® Sensoren dank ihres teilbaren Kerndesigns auch nachträglich an bereits installierten Kabelsystemen eingebaut werden.“
Handlungsempfehlungen
Teil der Energiewende ist auch die Digitalisierung bestehender Infrastrukturen, um die Zustandsüberwachung und Wartung zu verbessern. Die von den HiMON® Sensoren erfassten Messsignale werden durch den zugehörigen Eventrekorder HiRES® TruePD digitalisiert und an eine speziell gesicherte Cloud gesendet. Dort analysieren intelligente Algorithmen diese Daten. „Der Kabelnetzbetreiber erhält daraufhin Informationen über den Zustand der Kabelstrecke – unter anderem auch optisch aufbereitet als Ampel“, sagt Kappler. Geht die Ampel auf Rot, zeigt HiMON® noch weitere Details zum vorliegenden Problem. Beispielsweise, welche Kabelkomponente betroffen ist, oder die Intensität der Teilentladungen. „Das System kann sehr genau erfassen, wo und in welcher Intensität Teilentladungen auftreten. Daraus lassen sich klare Handlungsempfehlungen ableiten“, erklärt Keller. Das sind für Kabelnetzbetreiber wichtige Informationen, um bei geplanten Kabelwartungen mögliche Defekte zu reparieren. Das schont den Geldbeutel und sorgt für sichere Netze.
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