Zustandsprognosen von Mittelspannungskabeln verbessert
Forschungsprojekt ließ Kabel künstlich altern
Ein Forschungsteam der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg hat zusammen mit der N-Ergie Netz GmbH und weiteren Partnern ein Forschungsprojekt zur künstlichen Alterung von Mittelspannungskabeln abgeschlossen. Es ermöglicht bessere Zustandsprognosen und eine effizientere Instandhaltung.
Das Team beschleunigte kontrolliert den Alterungsprozess unterschiedlich vorgealterter 20-kV-Mittelspannungskabel, so dass die im realen Netzbetrieb auftretenden Belastungen verstärkt und realitätsnah abgebildet wurden. Die patentrechtlich abgesicherten Mess- und Diagnoseverfahren ermöglichen eine weit verbesserte Ermittlung der voraussichtlichen Restlebensdauer von Papier-Massekabeln. So lassen sich künftig die Instandhaltungsmaßnahmen effizienter planen.
Dr. Ivana Mladenovic, seit Beginn an Mitglied des Forschungsteams, erhielt für ihre Doktorarbeit, in der einige wesentliche Forschungsergebnisse veröffentlicht wurden, den mit 5.000 Euro dotierten europäischen John-Neal-Award der European Electrical Insulation Manufacturers (EEIM).
In einer weltweit einzigartigen Versuchsanlage für die beschleunigte Alterung von Mittelspannungskabeln wurde untersucht, auf welche Weise sich der aktuelle Zustand von in Betrieb befindlichen in der Erde vergrabenen Kabeln feststellen lässt. Die Alterungsfaktoren wurden definiert und die Kabel wechselnden elektrischen Belastungen und Lastzyklen ausgesetzt. Außerdem lagen sie zusätzlich in einem Thermobecken, das je nach Bedarf geheizt oder gekühlt wurde. Mehr als 270.000 einzelne Diagnosemessungen wurden durchgeführt
»Mit unserem entwickelten System zur künstlichen und beschleunigten Alterung der Kabel – dem Integrated Cable Accelerated Ageing System (ICAAS) – ließen wir mehrere Dutzend Kabel unterschiedlicher Beschaffenheit altern. Durch kontinuierliche Überwachung, Messung und mathematische Korrelation der Messgrößen und Versuchsparameter waren Rückschlüsse auf den Alterungszustand und die Restlebensdauer einzelner Kabel möglich«, sagt Dr. Christian Weindl, vom Lehrstuhl für Elektrische Energiesysteme der Universität Erlangen-Nürnberg.
Außerdem wurde untersucht, wie sich die zukünftig steigenden Beanspruchungen und strukturellen Veränderungen infolge moderner Trends, wie der regenerativen Energieeinspeisung, der aufkommenden Elektromobilität oder der sogenannten »Intelligenten Netze« auf die Komponenten der Versorgungsnetze auswirken werden.
»Mit den Ergebnissen können Energieunternehmen wie die N-Ergie Netz GmbH den Leitungsbestand optimal ausnutzen, die Instandhaltung ihres Netzes optimieren und gleichzeitig Kosten niedrig halten«, sagt Gerald Höfer, Leiter Netzentwicklung und ab 1. April 2013 Geschäftsführer der N-Ergie Netz GmbH. »Auch den Herausforderungen wie der verstärkten Nutzung regenerativer Energien in unserem Netzgebiet und den damit einhergehenden Lastveränderungen im Stromnetz kann mit den Ergebnissen wirtschaftlich begegnet und gleichzeitig die Versorgungssicherheit weiter verbessert werden.«
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