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Lehrstuhl für Elektrische Energieversorgungstechnik


Univ.-Prof. Dr.-Ing. Markus Zdrallek

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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
  • NETZGESELLSCHAFT NIEDERRHEIN MBH (NGN), Krefeld
  • Rheinische NETZGesellschaft mbH (RNG), Köln
  • 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

Projektpräsentation

Publikationen
  • 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