- Anwender: Roel van Hees, Operational Maintenance Engineer
- Unternehmen: TenneT TSO BV
- Anwendung: Behebung von Problemen bei Schienenklemmen durch Koronaentladungen in einem Umspannwerk in den Niederlanden, die Kommunikationsprobleme am Flughafen Rotterdam Den Haag verursachten
- Ergebnis: Die Kommunikation zwischen dem Flughafenkontrollturm und den Piloten ist nun wieder normal. Potenzielle Sicherheitsprobleme wurden abgewendet.
TenneT erhielt einen Anruf von der Dutch Radiocommunication Agency, um ein Problem an einem seiner Umspannwerke zu untersuchen, das erhebliche Kommunikationsprobleme zwischen Piloten und Fluglotsen verursachte. Das Problem wurde durch ein innovatives neues Diagnosegerät schnell, sicher und effektiv gefunden.
TenneT ist ein führender europäischer Betreiber für elektrische Energieübertragungssysteme und ist hauptsächlich in den Niederlanden und Deutschland tätig. Mit über 23.900 Kilometern Hochspannungsverbindungen versorgt TenneT 42 Millionen Kunden sicher mit Energie.
Die Kernaufgaben von TenneT gemäß der Ernennung zum Netzbetreiber durch das niederländische Elektriciteitswet ("Elektrizitätsgesetz") und das deutsche Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) sind:
- Die Gewährleistung einer sicheren und kontinuierlichen Energieversorgung
- Die Bereitstellung von Übertragungsdiensten durch die Energieübertragung entlang des Hochspannungsnetzes vom Produktionsort zum Verbrauchsort.
- Die Bereitstellung von Systemdienstleistungen zur Gewährleistung des Stromflusses in den Niederlanden und großen Teilen Deutschlands.
- Die Unterstützung des groß angelegten Übergangs zu erneuerbaren Energien.
Störung am Flughafen Rotterdam Den Haag
Der Flughafen Rotterdam Den Haag ist ein kleiner internationaler Flughafen, über den Rotterdam, die zweitgrößte Stadt der Niederlande, und Den Haag angeflogen werden können. Er befindet sich 3 km nordnordwestlich von Rotterdam in der Provinz Zuid-Holland (Südholland) und liegt bei den Passagierzahlen auf Platz drei der Flughäfen in den Niederlanden. Der Flughafen verzeichnete im Jahr 2019 mehr als zwei Millionen Passagiere und bietet Linienflüge zu europäischen Zielen, darunter auch London.
In der zweiten Hälfte des Jahres 2020 kontaktierte die Flughafenkontrolle des Flughafens Rotterdam Den Haag die Dutch Radiocommunication Agency. Der Flughafen meldete starke Funkstörungen zwischen den Piloten und den Fluglotsen bei allen ankommenden Flügen aus Großbritannien – einer der meistbeflogenen Strecken des Flughafens. Aufgrund der Störung war für einen Zeitraum von 10 bis 20 Sekunden keine Kommunikation zwischen dem Piloten und den Fluglotsen möglich. Obwohl dieses Problem keine Umleitung von Flügen oder erhebliche Verspätungen zur Folge hatte, wollte es der Flughafen identifizieren und beheben, um die reibungslose Kommunikation wieder aufnehmen zu können.
Verfolgung und Aufzeichnung
Im Januar 2021 machte die Dutch Radiocommunication Agency eine Vor-Ort-Untersuchung, um die Ursache der Störung zu ermitteln. Dies beinhaltete Messungen durch Peilfahrzeuge und die Kartierung, um die Quelle der Störung zu lokalisieren. Die Dutch Radiocommunications Agency stellte fest, dass die Störung vom Umspannwerk „De Lier 150“ kam, einem der vielen Umspannwerke im Land, die von TenneT verwaltet und instandgehalten werden.
TenneT reagierte sofort auf diese Nachricht und schickte Roel Van Hees, Operational Maintenance Engineer bei TenneT, los. Im Umspannwerk führte Roel Van Hees weitere Untersuchungen durch, um die möglichen Ursachen der Störung zu identifizieren. Erste akustische und visuelle Inspektionen zeigten keine abnormalen Befunde.
Anschließend führte Roel Van Hees eine Teilentladungsinspektion mit der Präzisions-Schallkamera Fluke™ ii910durch. Die Ursache der Störung wurde sofort gefunden.
Vorstellung der Präzisions-Schallkamera ii910
Die Präzisions-Schallkamera Fluke™ ii910 wurde entwickelt, um Technikern bei der schnellen und einfachen Erkennung von elektrischen Entladungen zu helfen.
Die langlebige, tragbare Fluke ii910 verfügt über einen 17,8 cm (7") großen LC-Touchscreen, der ein Sichtbild mit einer SoundMap™ ("Schallbild") überlagert, um Stellen von Entladungen oder Lecks bei Frequenzen von 2 bis 100 kHz schnell zu erkennen. Die integrierte Mikrofonanordnung wandelt Ultraschallsignale in klare Sichtbilder auf dem hintergrundbeleuchteten Touchscreen um. Die erfassten Daten können über eine integrierte USB-C-Buchse direkt auf einen PC übertragen werden. Von hier aus können die Daten auf die intelligente Berichtsplattform PDQ Mode™ hochgeladen werden. So werden die wichtigsten Erkenntnisse zur Teilentladung gewonnen und dokumentiert, einschließlich der Art der Teilentladung. Die ii910 verfügt über eine Videoaufzeichnungsfunktion von bis zu 5 Minuten und hat eine Akkulaufzeit von mindestens 6 Stunden.
„Die Präzisions-Schallkamera Fluke ii910 hat sich bei der schnellen und einfachen Identifizierung des Teilentladungsproblems als äußerst hilfreich erwiesen“, so Roel Van Hees. „In der Vergangenheit hätten wir einfach hinhören und/oder eine UV-Kamera verwenden müssen, was im Vergleich zur Anwendung der Fluke ii910 langsame und ineffiziente Vorgehensweisen sind. Dank ihres großen Sichtfelds können wir mit der Fluke ii910 die Bereiche des Umspannwerks schnell scannen und die betreffenden Stellen der Teilentladung erkennen.“
„Die Präzisions-Schallkamera Fluke ii910 wurde für die Bedürfnisse des Anwenders entwickelt“, so Tako Feron, Product Manager Acoustic Imaging bei der Fluke Corporation. „Roel Van Hees war Teil einer Arbeitsgruppe, die das Produkt während seiner Entwicklung prüfte und Rückmeldungen und Tipps gab. Die Rückmeldungen der Arbeitsgruppe waren für uns überaus hilfreich, um einige der Problempunkte, mit denen sie täglich konfrontiert sind, zu beheben. Wir arbeiten weiterhin mit der Gruppe zusammen, um der Software neue Funktionen hinzuzufügen.“
Koronaentladung
Die ii910 konnte Teilentladungen in einem hohen Frequenzbereich identifizieren. Bei einer weiteren Untersuchung stellte der Betriebsinstandhaltungstechniker schnell fest, dass Koronaentladungen an den Schienenklemmen auftraten. Koronaentladung ist eine elektrische Entladung in einem nicht leitenden Medium, beispielsweise in Luft. Sie ist eine der häufigsten Formen der Teilentladung, und wird durch die Ionisierung des Mediums, das einen Leiter umgibt, mit einer hohen Spannung verursacht. Folgen von Koronaentladungen sind Energieverluste, knisternde Geräusche und Funkstörungen.
Nach dem Entfernen des oberen Teils der Klemme wurde übermäßige Korrosion festgestellt. Das Ende des Federbands (als Kontaktstelle mit dem Schienenrohr) wies Spuren auf, die einer Beschädigung durch Koronaentladungen entsprechen. Der Grad und die Art der Korrosion unter dem linken Federband deuteten darauf hin, dass das Befestigungsmaterial zerfallen war.
Im Laufe der Zeit hatten sich Salz- und Schmutzablagerungen zwischen dem Federband und dem Schienenrohr angesammelt. Da kein Spannungsausgleich mehr stattfinden konnte, konnte eine Potenzialdifferenz zwischen Federband und Schienenrohr entstehen. Die entstandene Potenzialdifferenz wurde durch Teilentladungen ausgeglichen.
Die Entladungen hatten im Laufe der Zeit an Intensität zugenommen und das Federband und das Schienenrohr beschädigt, wobei sich der Effekt durch mehrere verschlissene Schienenanschlüsse verstärkte. Dadurch konnte ein Störsignal mit ausreichender Energie und hoher Frequenz entstehen, sodass die Funkkommunikation des Flugverkehrs in Hunderten von Metern Entfernung unterbrochen wurde.
Behebung des Problems
Um das Problem zu beheben, wurden die oberen Klemmteile abgeschliffen, um 180 Grad gedreht und wieder zusammengesetzt. Seitdem ist die Kommunikation zwischen dem Flughafenkontrollturm und den Piloten wieder normal.
Es ist jedoch naheliegend, dass es in Zukunft wieder zu Teilentladungen kommen wird. In der Vergangenheit waren Netzbetreiber nicht allzu besorgt über die Koronaentladung, da sie unerhebliche Auswirkungen auf das Stromnetz hat. Öffentliche Beschwerden wegen Lärmbelästigung waren der Hauptgrund dafür, dass diesem Problem Beachtung geschenkt wurde. Angesichts des Kommunikationsproblems am Flughafen Rotterdam Den Haag untersucht das Techniker-Team von TenneT derzeit einen proaktiven Instandhaltungsplan, um die Auswirkungen zukünftiger Koronaentladungen im gesamten Netzwerk zu mindern.
Roel Van Hees fasst zusammen: „TenneT setzt seit einigen Jahren Mess- und Diagnosegeräte von Fluke ein, die eine wichtige Rolle bei unserer täglichen Aufgabe spielen, unseren Kunden eine sichere und kontinuierliche Stromversorgung zu bieten. Das Team vertraut auf die Qualität, die Fluke Geräte seit vielen Jahren bieten. Was mich betrifft: Auch ich verwende Fluke Produkte zu Hause.“