Condition Monitoring im Stromnetz Ausfälle bei Hochspannungsleitungen vermeiden

Neue Methoden bei Instandsetzungen von Hochspannungsleitungen
Neue Methoden bei Instandsetzungen von Hochspannungsleitungen

Fast 2 Mio. Kilometer Hochspannungsleitungen sind in Deutschland verlegt, 70 % davon unterirdisch. Die Instandsetzung verschlingt jedes Jahr große Summen. Eine neue Methode, basierend auf der Messung von elektrischen Teilentladungen, könnte die Effektivität der Überwachung verbessern.

Die Übertragung von elektrischer Energie über längere Strecken muss drahtgebunden erfolgen, entweder über Freileitungen oder über Erdkabel. Beide Arten haben Vor- und Nachteile: Zu speziellen Problemen im Freileitungsbau kommt es bei der Überquerung von Hindernissen (zum Beispiel Freileitungskreuzungen, Bahnstrecken und so weiter). Im Vergleich hierzu benötigen Erdkabel weniger Platz und sind vor Umwelteinflüssen besser geschützt. An Kreuzungspunkten gibt es durch unterschiedliche Verlegungstiefen kaum Probleme.

Dafür ist bei Freileitungen eine Fehlerlokalisierung durch direkten Sichtkontakt wesentlich einfacher. Auch die Kosten für den Freileitungsaufbau sind geringer. Zudem ist die Wärmeabfuhr bei Freileitungen durch die umgebende Luft gewährleistet. Allerdings sind sie durch ihr massives Erscheinungsbild in der Landschaft sehr unbeliebt bei der Bevölkerung. Immer mehr wird von der Bevölkerung gefordert, die Hochspannungsleitungen unterirdisch zu verlegen. Dadurch wird der Bau aber deutlich teurer, der Wartungsaufwand bei Defekten ist höher und es gibt momentan noch technische Probleme wegen der Wärmeabfuhr, wenn unterirdische Hochspannungsleitungen gewisse Kabellängen überschreiten.

2014 war das gesamte Stromnetz in Deutschland etwas unter zwei Millionen Kilometer lang, hätte man alle Leitungen hintereinander gelegt. Vor ca. 15 Jahren waren etwa 70 % der Leitungen unterirdisch verlegt. Vergleicht man diesen Anteil mit dem von 1993 – etwa 64 % –, zeigt die Tendenz in Richtung Leitungsausbau der Niederspannungs- und Mittelspannungsnetze unter der Erde. Die unterirdische Stromverteilung auszubauen liegt im Trend. Lediglich im Hoch- und insbesondere Höchstspannungsbereich spielen die unterirdisch verlegten Erdkabelsysteme bezüglich Längenanteil noch kaum eine Rolle. Das Nieder- und Mittelspannungsnetz hat aber eine Gesamtlänge von ca 1,6 Mio. km und somit den Löwenanteil.

Instandhaltung verursacht Kosten

Die Überwachung und Instandhaltung der Stromnetze verursacht aktuell erhebliche Kosten, die mit steigendem Alter des Stromnetzes weiter wachsen. Zudem ist im September 2016 das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende in Kraft getreten. Im Zentrum steht die Einführung intelligenter Messsysteme. Ziel ist es, Strom aus erneuerbaren Energiequellen besser in den Strommarkt zu integrieren, Stromangebot und Nachfrage in Einklang zu bringen sowie für Transparenz bei Stromverbrauch und -erzeugung zu sorgen. Darum wird eine automatische Überwachung mit integriertem Frühwarnsystem immer mehr von den Privatkunden, der Wirtschaft sowie der Regierung gefordert und ist deshalb auch für Betreiber notwendig, um wettbewerbsfähig zu bleiben und laufende Kosten einzusparen.

Es kommen also viele Aufgaben auf die Netzbetreiber zu, die eine Technik erfordern, die sie in ein neues Zeitalter des Netzbetriebes führt. In Deutschland bietet Meilhaus Electronic eine neue Methode zur zustandsorientierten Instandhaltung an, die auf der Diagnose und dem Monitoring von elektrischen Teilentladungen (TE) basiert. Wiederholte TE-Messungen ermöglichen eine Trendanalyse und darüber eine aussagekräftige Alterungsdiagnose. So entsteht eine effiziente Methode, um die Betriebssicherheit elektrischer Betriebsmittel auf höchsten Niveau zu halten und die Kosten, die durch Ausfälle direkt und indirekt entstehen, zu reduzieren.

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"Condition Monitoring: Ausfälle vermeiden"