Forschungsprojekt für effiziente Netzwartung
Netzmanagement von Mittelspannungskabeln
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
So funktioniert der Stresstest für Kabel
Mit der N-ERGIE Netz GmbH, der N-ERGIE Service GmbH, dem amerikanischen Kabeldiagnosespezialisten IMCORP und der »Bayka - Bayerische Kabelwerke AG« hat das Team der Universität eine weltweit einzigartige Versuchsanlage für die beschleunigte Alterung von Mittelspannungskabeln realisiert und ging dort der Frage nach, auf welche Weise sich der aktuelle Zustand von in Betrieb befindlichen, d.h. in der Erde vergrabenen Kabeln feststellen lässt.
Die reale Alterung im Versorgungsnetz wurde im Versuch künstlich und forciert durch ein komplexes Alterungssystem nachgebildet. So lassen sich die aus der Belastung resultierenden Alterungsfaktoren in definierbarer Form zur Verfügung stellen. Die Kabel wurden wechselnden elektrischen Belastungen und Lastzyklen ausgesetzt und lagen zusätzlich in einem Thermobecken, das je nach Bedarf geheizt oder gekühlt wurde.
Mehr als 270.000 einzelne Diagnosemessungen wurden durchgeführt, über 900 Gbyte Daten gesammelt. »Damit lassen sich Grenzwerte für Parameter entwickeln, die eine genauere Vorhersage von Ausfällen ermöglichen«, so Dr. Christian Weindl. »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.«
Die so gewonnenen Erkenntnisse fließen in die noch zu entwickelnden Diagnoseverfahren ein und sollen künftig dabei helfen, die Zuverlässigkeit der heute in Betrieb befindlichen Energieversorgungssysteme zu erhöhen.
Gleichzeitig wurde untersucht, wie sich die steigenden Beanspruchungen und strukturellen Veränderungen infolge der regenerativen Energieeinspeisung, der aufkommenden Elektromobilität oder der »intelligente Netze« auf die Komponenten der Versorgungsnetze auswirken werden. Ziel ist es, die heutigen Energieverteilungsnetze zu erfassen, zu analysieren und an neue Lastprofile und dezentrale, das heißt stark volatile Erzeugerstrukturen anzupassen.
Mit Modellen und Systemen zur Voraussage des Alterungsverhaltens sollen zuverlässige Restlebensdauerprognosen entwickelt werden. Als Basis soll ein Datenbanksystem dienen, mit der sich die zu erwartende Restlebensdauer sowie die Wahrscheinlichkeit des nächsten Ausfalls für verschiedene Betriebsmittel vorhersagen lässt. Die Arbeiten hierzu wurden durch das Forscherteam der Universität Erlangen am Energie Campus Nürnberg (EnCN) aufgenommen und auch erste Verträge mit Projektpartnern aus der Industrie abgeschlossen.
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