Die Gefahr von Stromausfällen und Spannungseinbrüchen im Stromversorgungsnetz steigt durch die alternde Infrastruktur und das Fehlen von Automatisierungssystemen, die den Zustand entscheidender Betriebsmittel in Trafostationen und an anderen Orten im Netz überwachen. Verluste der Kühlflüssigkeit bei Transformatoren oder der Ausfall der internen Isolierung beispielsweise führen zu einer Überhitzung, die wiederum andere Störungen zur Folge hat. Viele Energieversorgungsunternehmen haben jedoch keine automatisierten Wärmeerkennungssysteme, die diese Probleme melden. Unabhängig von der Ursache kann ein schwerwiegender Defekt in einer Trafostation gleichsam als Dominoeffekt eine ganze Reihe von Störungen und Ausfällen nach sich ziehen. Das führt dann unter Umständen zu massiven Ausfällen von Bank- und Sicherheitssystemen, Produktionsstätten, Lebensmittelkühlanlagen, Kommunikationsnetzen und Verkehrssteuerungssystemen. Für das betroffene EVU kann dies natürlich enorme Einnahmeverluste und Kosten bedeuten, bis die Systeme wieder laufen und am Netz sind.
Wärmebildkamera für frühzeitiges Erkennen
Die Wärmebildtechnik kann die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Trafostationen verbessern. Obwohl Stromversorger seit vielen Jahren portable Wärmebildkameras zur Überwachung der Betriebsmittel von Trafostationen verwenden, setzen inzwischen nicht wenige auf fest installierte Wärmebildkamerasysteme. Durch den Einsatz automatisierter Wärmebildkameras und Software haben Flir und seine Partner Überwachungssysteme entwickelt, die eine Frühwarnung bei drohenden Ausfällen von Betriebsmitteln bieten. Diese Systeme setzen moderne Sensor- und Messtechnik, Steuerungsverfahren und digitale Kommunikation ein. Sie können Probleme im Vorfeld erkennen, aufspüren und schnell alarmieren. Dadurch sinken die Wartungskosten, die Gefahr von Defekten, Stromausfällen und des Verlustes an Produktivität.
Anhand der thermischen Charakteristik folgender Komponenten einer Trafostation lässt sich ein drohender Ausfall am Besten erkennen:
Leistungstransformatoren (Ölstände und Pumpenbetrieb)
Laststufenschalter (Ölstände, andere interne Probleme)
Isolatorhülsen (Ölstände und fehlerhafte Anschlüsse)
Abstandsisolatoren (Feuchtigkeit, Verschmutzung, Verschleiß)
Überspannungsableiter (Verschleiß der Metalloxidplatten)
Leistungstrennschalter (Öl oder SF6 Undichtigkeit)
Mechanische Unterbrechungen (fehlerhafte Anschlüsse, Verschmutzung)
Steuerschränke (Abnutzung der Lüfter, Pumpen und anderer Komponenten)
Batterien
Durch die Erkennung eines Temperaturanstiegs in diesen Komponenten mit Hilfe von Wärmebildkameras lassen sich vorbeugende Instandhaltungsarbeiten ausführen, bevor es zu unvorhergesehenen Abschaltungen durch Totalausfälle kommt.
Prinzipien der Wärmebildtechnik
Der erste Grundsatz der Wärmebildtechnik lautet: Viele Komponenten erwärmen sich, bevor sie ausfallen. Zweitens geben alle Objekte Wärmestrahlung im Infrarotbereich ab, die das menschliche Auge nicht sehen kann. Drittens wandeln Wärmebildkameras diese Strahlung in klare Bilder um, aus denen Temperaturen abgelesen werden können. Diese berührungsfreien Temperaturdaten lassen sich auf einem Monitor in Echtzeit anzeigen und können auch zur Analyse an ein digitales Speichermedium gesendet werden.
Wärmebildkameras brauchen kein Licht, um Bilder zu erzeugen, und sehen heiße Stellen, lange bevor extreme Hitze oder der Verlust der Isoliereigenschaften zu einem Ausfall führen. Sie können in wetterfesten Gehäusen montiert und auf Schwenk-/Neigevorrichtungen befestigt werden, um große Bereiche einer Trafostation zu überwachen. Flir bietet eine Auswahl an Optiken mit unterschiedlichen Brennweiten, mit denen sich diese Aufgaben durchführen lassen. Die Kameras ermöglichen somit eine Rund-um-die-Uhr-Überwachung bei allen vorstellbaren Wetterbedingungen und an allen Standorten. Wärmebildkameras von Flir erkennen Unterschiede zwischen der thermischen Charakteristik elektrischer Komponenten und dem sie umgebenden Hintergrund, wie Himmel oder Wolken, und können die Temperaturen ähnlicher Komponenten, die in geringem Abstand stehen, miteinander vergleichen. Durch integrierte Logik, Speicher und Datenkommunikation sind sie in der Lage, Temperaturen in ihren Bildern mit anwenderseitig festgelegten Werten zu vergleichen und diese Daten an eine zentrale Überwachungsstation für eine Trendanalyse zu senden, Alarme auszulösen sowie Schwellwert-überschreitungen zu protokollieren. Sie können sogar Standortmanager in räumlich entfernten Büros über abweichende Bedingungen informieren, indem sie das Senden einer E-Mail auslösen. Dadurch eignen sie sich für eine unbeaufsichtigte Überwachung der Betriebsmittel einer Trafostation.
Typische Systemkonfigurationen
In Zusammenarbeit mit den Herstellern von Automatisierungssystemen realisiert Flir kundenspezifische Wärmebildsysteme und Messsysteme für berührungsfreie Temperaturmessungen in Trafostationen. Diese Systeme können automatisch Inspektionen des Standorts durchführen und die Temperaturen von Betriebsmitteln ohne Personaleinsatz überwachen. Die Videobilder und ihre Temperaturdaten werden über Ethernet entweder drahtlos oder über Glasfaserkabel an eine geeignete Schnittstelle übertragen, die diese Daten an den zentralen Überwachungsstandort weiterleitet.
Wärmebildkamera FLIR A310
Die FLIR A310 ist eine fest montierte Wärmebildkamera. Sie lässt sich problemlos in ein wetterfestes Gehäuse einbauen und fast überall anbringen, um entscheidende Betriebsmittel und andere wertvolle Einrichtungen zu überwachen. Sie schützt Ihre Anlage und misst Temperaturunterschiede, damit sich die Dringlichkeit der Situation beurteilen lässt. Auf diese Weise können Sie Probleme erkennen, bevor es zu kostspieligen Ausfällen kommt, Stillstandszeiten vermeiden und die Sicherheit am Arbeitsplatz verbessern.
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