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Weniger technische Ausfälle durch Kabeldiagnose im Mittelspannungsnetz

Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH · Thomas Gurski · 25 Januar 2018

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3MöglichkeitenKabeldiagnose

6ZusammenfassungKabeldiagnose

2Notwendigkeit Kabeldiagnose

5BeispieleKabeldiagnose

1KurzportraitMITNETZ STROM

4Anwendung Kabeldiagnose

Mitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH


Kurzportrait

MITNETZ STROM betreibt:

ca. 5.900 km HS-Netz (davon ca. 1 % Kabel)

ca. 23.800 km MS-Netz (davon ca. 80 % Kabel)

ca. 44.000 km NS-Netz (davon ca. 65 % Kabel)

Angeschlossen sind:

ca. 40 nachgelagerte Netzbetreiber

über 1,6 Mio. Letztverbraucher in NS

ca. 21.000 Letztverbraucher in MS

ca. 370 Letztverbraucher in HS

über 40.000 Einspeiseanlagen

Bereich Messtechnik


Kurzportrait

Cottbus

Falkenberg

Ruhland

Bad Düben

Grimma

Mittweida

Freiberg

Schwarzenberg

Bad Lauchstädt

Halle

Köthen

Klostermansfeld

Chemnitz

Leipzig

Plauen

Kolkwitz

Sachsen

TschechienBayern

Thüringen

Naumburg

Stollberg

Mockritz

Dessau-Roßlau

Auerbach

Polen

Halle-Trotha

Limbach-Oberfrohna

Bitterfeld-Wolfen

Standort Messtechnik

Wittenberg

Bereich MesstechnikKurzportrait


Diagnosemessungen an MS-Kabeln, Schaltanlagen

Kabelfehlerortungen, Kabelprüfungen

Energiequalitätsmessungen

Erdungsmessungen an HS-Masten

Thermovisionsmessungen (auch PV-Anlagen)

Phasenbestimmung (0,4kV – 110kV)

Elektrische Messungen an Transformatoren

Geräuschpegelmessung nach VDI 2058 (TA Lärm)

Prüfung von ortsveränderlichen elektrischen Geräten nach DGUV Vorschrift 3, DIN VDE 0701-0702

Messung elektromagnetischer Felder nach DIN EN 50413

Leitschichtmessung an Schaltanlagen

Notwendigkeit Kabeldiagnose


Netz„Leistungsdruck“

Netzbetreiber„Kostendruck“

Alterungszustand / Lebensdauer

Beanspruchung-elektrisch-thermisch

-mechanisch-chemisch

Schwachstellen / Störungsfreier Betrieb

Senkung Nichtverfügbarkeit

Optimierung Instandhaltung

EEG

Q-Faktor

Netzausbau

EnergiewendeNotwendigkeit Kabeldiagnose


20052.234 MW

20167.932 MW

Anzahl EEG-Anlagen Installierte Leistung

20054.717

201640.153

Anteil EE-Stromerzeugung am Letztverbraucherabsatz

Entwicklung Last und Einspeisung in MW

E-MobilityNotwendigkeit Kabeldiagnose


Deutschland 45,8 Mio. PKW auf 82,8 Mio. Einwohner = 1,81 Einwohner/PKW

MITNETZ STROM versorgt 2,3 Mio. Einwohner = 1,27 Mio. PKW im Netzgebiet

MITNETZ STROM hat ca. 1,3 Mio. Wohneinheiten das ≙ rund 1 PKW/WE Annahmen

Prognose aus Projekt sMobility.com

Ansatz MITNETZ STROM

E-PKW Deutschland: 1 Mio. bis 2020; 7,5 Mio. bis 2030

Szenario 2020 2030

E-PKW Stück

28.000 208.000

Anteil 2,2 % 16,4 %

Häufige Ursachen für Schäden an Stromkabeln Notwendigkeit Kabeldiagnose


Tiefbaumaßnahmen (z. B. durch Bagger, Spieße)

Alterungserscheinungen (z. B. durch starke Belastung und Lastschwankungen)

Materialfehler

Montagefehler

Witterungseinflüsse

KabeldiagnoseMöglichkeiten Kabeldiagnose




Verlustfaktormessung Materialgröße die von Polarisations- u.

Leitfähigkeitsverlusten bestimmt wird Trendanalysen geben Hinweise auf

Isolationsveränderungen

Teilentladungsmessung und -ortung Erosion durch Teilentladungen in Isolierung

führen zu drastisch reduzierter Lebensdauer Wesentliches Kriterium für die

Beurteilung der Isolationsqualität



Lastwechsel wirken sich dramatisch auf das TE-Verhalten aus

TE-Strom, TE-Leistung & TE-Energie beweisen erhöhtes Schädigungspotenzial, besonders in den Abkühlphasen

Gegenwärtige FaktenlageAnwendung Kabeldiagnose


über 19.000 km Mittelspannungskabelnetz

davon ca. 80% VPE-Kabel

ca. 5% der Kunststoffverbindungsgarnituren sind nicht TE – frei

Ausfall der Verbindungsgarnituren größtenteils außerhalb der Garantiezeit (nach ca. 7-10 Jahren)

Häufiger Ausfall auf Kabelstrecken mit hohen Einspeiseleistungen (Lastwechsel wirken sich dramatisch auf das TE-Verhalten aus)

jeder technischer Ausfall beeinflusst den Q-Faktor negativ

durch Spannungsprüfung nicht erkennbar

Präqualifikation der Mittelspannungskabelmonteure aller 4 Jahre

Kabeldiagnose bei MITNETZ STROMAnwendung Kabeldiagnose


Durchführung von Diagnosemessungen seit fast 6 Jahren

12 Fahrzeuge mit entsprechender Technik im Einsatz

über 3100 Kabeldiagnosen bis dato durchgeführt und ausgewertet

über 3000 km Mittelspannungskabel (im Mitnetz-Strom Netz)

über 16000 Verbindungsgarnituren (im Mitnetz-Strom Netz)

über 700 Maßnahmen zur Beseitigung von Schwachstellen eingeleitet

TE-Messung auch als Inbetriebnahmemessung

seit 2017 Online TE-Messungen

Kabelstrecken

Garnituren

Schaltanlagen

MessablaufAnwendung Kabeldiagnose


Streckenauswahl nach Messprogramm bzw. Bedarf

z. Z. 2-3 Kabelstrecken am Tag im selben UW Bereich

bei offenen Schaltanlagen erfolgt eine galvanische Trennung

Verlustfaktormessung bis 2x Uo

Kalibrierung und Teilentladungsmessung bis 2x Uo

Mantelprüfung an reinen Kunststoffkabelstrecken

Diagnoseauswertung im Büro, vor Ort bei Inbetriebnahmeprüfungen

Erstellung von Handlungsempfehlungen

DiagnoseergebnisseAnwendung Kabeldiagnose


DiagnoseergebnisseAnwendung Kabeldiagnose


0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Papier-Masse / PE / VPE

Papier-Masse / VPE

PE / VPE

VPE

Muffen Kabel

Technisch bedingte AusfälleAnwendung Kabeldiagnose


0

100

200

300

400

500

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

An

zah

l tec

hn

isch

bed

ingt

er K

abel

ausf

älle

DiagnosebeispieleBeispiele Kabeldiagnose


SUMMA SUMMARUMZusammenfassung Kabeldiagnose


sehr wichtiger Bestandteil der Betriebsführung von Mittelspannungskabelanlagen

durch Kabeldiagnose wesentliche Stärkung der Qualitativen Aussagekraft zur Bewertung des Kabelzustandes

Erhöhung der Netzverfügbarkeit, durch Vermeidung technischer Ausfälle

40% des ASIDI ist auf Kabelstörungen zurückzuführen, die durch Kabeldiagnose beeinflussbar wären

Zustandsdatenbank des Mittelspannungsnetzes als Grundlage einer effizienten Instandhaltungsstrategie (Chancen- & Risikobewertung)

Hilfsmittel zur Einhaltung der Montage- und Materialqualität


VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT

Dipl. Ing. (FH) Thomas GurskiMitteldeutsche Netzgesellschaft Strom mbH

Realisierung / Betrieb StromMesstechnik

Wedniger Str. 4004668 Grimma

T 03437 994-723F 03437 994-602M 0173 5845381

E [email protected] www.mitnetz-strom.de

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