AMika – Alterungsverhalten von Mittelspannungskabeln
Projektbeschreibung
Abschätzungen zu Folge beträgt allein der Wiederbeschaffungswert des deutschen Verteilungsnetzes auf Mittelspannungs(MS)-Ebene über 20 Milliarden Euro, wobei bis zu 80 % des Wertes die MS-Kabelanlagen ausmachen. Diese weisen zudem in vielen Fällen bereits ein hohes Alter auf und befinden sich somit in den nächsten Jahren am Ende ihrer bisher angenommenen technischen Lebensdauer. Deshalb kommt der optimalen Ausnutzung der Lebensdauer bestehender MS-Kabelanlagen eine besonders hohe Bedeutung zu. Ziel ist es, die Verteilungsnetze gesamtheitlich möglichst kosteneffizient bei gleichzeitiger Wahrung des heutigen Qualitätsniveaus mit einer hohen Versorgungszuverlässigkeit für die Kunden zu betreiben. Eine wesentliche Basis für die optimale Netzbewirtschaftung stellt dabei die Kenntnis des aktuellen Zustands der Kabelanlagen sowie deren Alterungsverhaltens dar.
Das Alterungsverhalten stellt eine wesentliche Eingangsgröße für Asset-Simulationen zur optimalen Budgetverteilung von Erneuerungsmaßnahmen dar. Die bisherigen Versuche, die zugrundeliegenden Alterungskurven – z. B. die Badewannenkurve als eine sehr weit verbreitete Annahme – nachzuweisen, waren bisher nicht zielführend, da stets versucht wurde, Störungsereignisse und das zugrundeliegende Mengengerüst zu korrelieren. Vor allem im kritischen und damit interessanten Bereich hohen Alters (ab 40 Jahre) waren bei bisherigen Untersuchungen das Mengengerüst und die Störungsanzahl zu gering, um stochastisch belastbare Alterungskurven abzuleiten.
Das Ziel des Projekts ist es, neue Erkenntnisse über das Alterungsverhalten von MS-Kabelanlagen zu gewinnen. Um Aussagen über deren Alterungsverhalten treffen zu können, wird dazu der neue Ansatz verfolgt, dass Zustandsbewertungen auf der Basis von Vor-Ort-Messungen zur Ableitung von Alterungskurven herangezogen werden. Im Rahmen der gewachsenen Herausforderungen gewinnen diagnostische Messungen im MS-Netz zunehmend an Bedeutung, um Zustände von MS-Kabelanlagen erfassen und den Instandhaltungs- bzw. Erneuerungsbedarf gezielt konkretisieren zu können. Viele Messverfahren sind jedoch mit relativ hohem Aufwand verbunden und werden deshalb in der Regel nur punktuell eingesetzt. Anhand der fundierten Analyse von Messergebnissen vieler Verteilnetzbetreiber, die als Abbild des Zustands bestehender Kabelanlagen entweder bereits vorliegen und/oder durch weitere Messungen, die im Rahmen des Projekts durchgeführt werden, gezielt erhoben werden, soll der Zusammenhang zwischen dem Alter und dem Zustand der MS-Kabelanlagen umfangreich ermittelt werden. Dabei sollen bekannte sowie bereits vorhandene und erprobte Messverfahren (wie z. B. Teilentladungs- und Verlustfaktormessung) gemäß eines Diagnosekonzepts eingesetzt und ausgewertet werden. Die Messungen vor Ort werden durch weitere Detailanalysen ausgewählter Komponenten im Hochspannungslabor ergänzt. Als Ergebnis werden erstmals fundierte Erkenntnisse zum Alterungsverhalten von MS-Kabelanlagen ermittelt. Die Ergebnisse basieren auf einer großen Grundgesamtheit, so dass hiermit das Alterungsverhalten fundiert ermittelt werden kann.
Projektpartner
enercity Netzgesellschaft mbH, Hannover
Energienetze Offenbach GmbH (ENO), Offenbach
ENERVIE Vernetzt GmbH, Lüdenscheid
e-netz Südhessen AG, Darmstadt
EWR GmbH, Remscheid
MVV Netze GmbH, Mannheim
Netz Leipzig GmbH, Leipzig
Netze BW GmbH, Stuttgart
Netze Magdeburg GmbH, Magdeburg
Netzgesellschaft Düsseldorf mbH, Düsseldorf
NETZGESELLSCHAFT NIEDERRHEIN MBH (NGN), Krefeld
Rheinische NETZGesellschaft mbH (RNG), Köln
Stadtnetze Münster
Stadtwerke Bielefeld GmbH, Bielefeld
Stadtwerke Bochum Netz GmbH, Bochum
Stadtwerke Heidelberg Netze GmbH, Heidelberg
Stadtwerke Iserlohn GmbH, Iserlohn
Stadtwerke Jena Netze GmbH, Jena
Stadtwerke Ratingen GmbH, Ratingen
Stadtwerke Velbert GmbH, Velbert
Stromnetz Berlin GmbH, Berlin
Stuttgart Netze GmbH, Stuttgart
SWK Stadtwerke Kaiserslautern Versorgungs-AG, Kaiserslautern
SWKiel Netz GmbH, Kiel
SWM Infrastruktur GmbH, München
wesernetz Bremen GmbH, Bremen
Westnetz GmbH, Düren
Weiterführende Informationen
Publikationen
- Reske, T.; Tichelkamp, N.; Schubert, F.; Zdrallek, M.:
Alterungsverhalten von Papier-Masse-Kabeln – Optimierung der Instandhaltungs- und Erneuerungsstrategien
netzpraxis, Heft 1-2, Februar 2022, ISSN 1611-0412 – D 7656 E - Tichelkamp, N.; Reske, T.; Hopfer, N.; Zdrallek, M.; Herzer, J.; Albert, J.; Strempel, O.:
Comparison of on-site partial discharge measurements using VLF-, DAC- and SLOPE-voltage forms and dissipation factor measurements on service-aged medium voltage cables
Proceedings of the 26th International Conference on Electricity Distribution (CIRED 2021), Geneva, Schweiz (2021) - Tichelkamp, N.; Reske, T.; Hopfer, N.; Zdrallek, M.:
Realitätsgerechte Zustandsbewertung von Mittelspannungskabeln unter Verwendung der Evidenz-Theorie
Tagungsband zur VDE-Fachtagung "Hochspannungstechnik", Berlin (2020) - Reske, T.; Tichelkamp, N.; Hopfer, N.; Zdrallek, M.:
Ermittlung des Alterungsverhaltens von Mittelspannungskabeln für ein optimiertes Asset-Management
Tagungsband zur VDE-Fachtagung "Hochspannungstechnik", Berlin (2020) - Reske, T.; Wintzek, P.; Tichelkamp, N.; Zdrallek, M.:
Datenbasis für ein optimiertes Asset-Management – Verlegehistorie von Mittelspannungskabeln in Deutschland
ew – Magazin für die Energiewirtschaft, Ausgabe 04/2020