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
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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
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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
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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
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Netz„Leistungsdruck“
Netzbetreiber„Kostendruck“
Alterungszustand / Lebensdauer
Beanspruchung-elektrisch-thermisch
-mechanisch-chemisch
Schwachstellen / Störungsfreier Betrieb
Senkung Nichtverfügbarkeit
Optimierung Instandhaltung
EEG
Q-Faktor
Netzausbau
EnergiewendeNotwendigkeit Kabeldiagnose
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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
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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
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Tiefbaumaßnahmen (z. B. durch Bagger, Spieße)
Alterungserscheinungen (z. B. durch starke Belastung und Lastschwankungen)
Materialfehler
Montagefehler
Witterungseinflüsse
KabeldiagnoseMöglichkeiten Kabeldiagnose
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KabeldiagnoseMöglichkeiten Kabeldiagnose
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KabeldiagnoseMöglichkeiten Kabeldiagnose
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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
KabeldiagnoseMöglichkeiten Kabeldiagnose
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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
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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
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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
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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
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DiagnoseergebnisseAnwendung Kabeldiagnose
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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
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0
100
200
300
400
500
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
An
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ausf
älle
DiagnosebeispieleBeispiele Kabeldiagnose
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SUMMA SUMMARUMZusammenfassung Kabeldiagnose
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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
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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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