In hoogspanningsschakelstations voor het elektriciteitsnet mag geen kortsluiting optreden. Energiebedrijven willen daarom online defecten in het isolatiemateriaal kunnen opsporen.
Een klein vuiltje van metaal kan funest zijn voor de isolatie.
,,Ik belde energiebedrijf SEP op met de mededeling: ik durf het bijna niet te zeggen, maar we hebben iets gemeten in jullie schakelstation in Meeden”, vertelt vierdejaars aio ir. Sander Meijer. ,,Dat was onze allereerste meting en we pikten meteen iets op dat kan duiden op een foutje in de buizen met hoogspanningsgeleiders.”
In het schakelstation in het Groningse Meeden wordt het Nederlandse en Duitse elektriciteitsnet aan elkaar gekoppeld. Ook elektriciteit uit de centrale in Eemshaven komt via dit station op het landelijk net. Vanaf de bouw van het schakelstation in Meeden zaten er al sensoren in de buizen met geleiders waarover vierhonderdduizend Volt staat. Niemand kon echter de signalen interpreteren die ze oppikken. ,,Het energiebedrijf deed eerst niets met de sensoren, maar inmiddels doen ze zelf ook geregeld metingen op basis van onze gegevens”, zegt Meijer.
De sensoren in de hoogspanningsbuizen zijn een soort antennes voor hoogfrequente signalen van kleine, snelle stroompjes. Die ontstaan als er vonkjes optreden in het isolatiegas dat om de hoogspanninggeleiders zit. Als er vonkjes optreden, is er iets mis. Op den duur kan dan het isolatiemateriaal zo beschadigen dat er kortsluiting ontstaat.
Als de beschadiging op tijd ontdekt wordt, kan men de elektriciteit binnen het schakelstation een andere route laten volgen en wordt een enorme knal voorkomen. Het is echter handiger om te kunnen voorspellen waar problemen optreden zodat op het juiste moment onderhoud kan plaatsvinden. Op zo’n moment kan zoveel mogelijk stroom via andere schakelstations worden gestuurd.
,,Het signaal dat we als eerste oppikten, kunnen we nog steeds niet thuisbrengen.” Later ontdekten de Delftse onderzoekers iets waar ze wel de oorzaak voor vonden: een loszittend schermpje dat de aanhechting van twee geleiders beschermt. ,,Voor ons was het erg leuk dat we iets opgespoord hadden dat er niet hoorde. Een klein half jaar later is dat ook daadwerkelijk gerepareerd.”
Aluminium
In het hoogspanningslab van Elektrotechniek staat een deel van hetzelfde type schakelstation als in Meeden opgesteld. ,,We zijn het enige universitaire lab in de wereld met zo’n opstelling. Dit stuk van de schakelinstallatie kost ruim vier ton, maar wij hebben het van fabrikant Alstom gekregen voor onze experimenten”, zegt prof.dr. Johan Smit.
In het hoogspanningslab brengt Meijer bewust foutjes aan in de buizen met hoogspanningsgeleiders door bijvoorbeeld een kleinstukje aluminium op de steunlaag van isolatiemateriaal te plakken. De steunlaag, die de geleider in het midden van de buizen houdt, kan hierdoor zijn isolerende functie verliezen. Onder invloed van de hoogspanning worden deze deeltjes opgeladen. Bij een ontlading ontstaan vonkjes die het materiaal aantasten.
Smit: ,,Door de frequentiepatronen tijdens de ontladingen te meten, kunnen we databanken maken van welke signalen te meten zijn bij welke foutjes. Zo’n expertsysteem kan decision makers ondersteunen bij hun beslissingen over het moment van onderhoud en het moment van vervanging van een hele buis. Online meten maakt het mogelijk om buizen waar geen problemen zijn opgetreden langer in gebruik te houden dan de standaard dertig jaar die ervoor staat. Ook wordt gericht onderhoud mogelijk.” Nu worden de buizen elke tien jaar schoongemaakt en wordt er nieuw gas ingedaan.
Injecteren
Meijer probeert ook de optimale plaatsen voor de sensoren te bepalen. Om dat te bepalen moeten de onderzoekers uitzoeken hoe het signaal zich voortplant in de buis: of het gedempt wordt bij een schakelaar of in een bocht. Dat onderzoek gebeurt niet alleen met echte foutjes in het hoogspanningslab, ook in Meeden kunnen dergelijke proeven worden gedaan. De onderzoekers doen dat door de frequenties die normaal het resultaat zijn van een foutje na te bootsen en dit signaal in de buis te ‘injecteren’. Vervolgens kunnen de onderzoekers bekijken wat de sensoren van deze frequenties oppikken. Meijer: ,,In Meeden mag je natuurlijke geen echte foutjes aanbrengen.”
In hoogspanningsschakelstations voor het elektriciteitsnet mag geen kortsluiting optreden. Energiebedrijven willen daarom online defecten in het isolatiemateriaal kunnen opsporen. Een klein vuiltje van metaal kan funest zijn voor de isolatie.
,,Ik belde energiebedrijf SEP op met de mededeling: ik durf het bijna niet te zeggen, maar we hebben iets gemeten in jullie schakelstation in Meeden”, vertelt vierdejaars aio ir. Sander Meijer. ,,Dat was onze allereerste meting en we pikten meteen iets op dat kan duiden op een foutje in de buizen met hoogspanningsgeleiders.”
In het schakelstation in het Groningse Meeden wordt het Nederlandse en Duitse elektriciteitsnet aan elkaar gekoppeld. Ook elektriciteit uit de centrale in Eemshaven komt via dit station op het landelijk net. Vanaf de bouw van het schakelstation in Meeden zaten er al sensoren in de buizen met geleiders waarover vierhonderdduizend Volt staat. Niemand kon echter de signalen interpreteren die ze oppikken. ,,Het energiebedrijf deed eerst niets met de sensoren, maar inmiddels doen ze zelf ook geregeld metingen op basis van onze gegevens”, zegt Meijer.
De sensoren in de hoogspanningsbuizen zijn een soort antennes voor hoogfrequente signalen van kleine, snelle stroompjes. Die ontstaan als er vonkjes optreden in het isolatiegas dat om de hoogspanninggeleiders zit. Als er vonkjes optreden, is er iets mis. Op den duur kan dan het isolatiemateriaal zo beschadigen dat er kortsluiting ontstaat.
1 In een buis met hoogspanningsgeleiders zitten middenin de geleiders. Daaromheen zit isolerend gas. De geleider wordt op zijn plaats gehouden door steunlagen van isolerend kunststof. Sporen van aangetast isolatiemateriaal kunnen kortsluiting veroorzaken.
Als de beschadiging op tijd ontdekt wordt, kan men de elektriciteit binnen het schakelstation een andere route laten volgen en wordt een enorme knal voorkomen. Het is echter handiger om te kunnen voorspellen waar problemen optreden zodat op het juiste moment onderhoud kan plaatsvinden. Op zo’n moment kan zoveel mogelijk stroom via andere schakelstations worden gestuurd.
,,Het signaal dat we als eerste oppikten, kunnen we nog steeds niet thuisbrengen.” Later ontdekten de Delftse onderzoekers iets waar ze wel de oorzaak voor vonden: een loszittend schermpje dat de aanhechting van twee geleiders beschermt. ,,Voor ons was het erg leuk dat we iets opgespoord hadden dat er niet hoorde. Een klein half jaar later is dat ook daadwerkelijk gerepareerd.”
Aluminium
In het hoogspanningslab van Elektrotechniek staat een deel van hetzelfde type schakelstation als in Meeden opgesteld. ,,We zijn het enige universitaire lab in de wereld met zo’n opstelling. Dit stuk van de schakelinstallatie kost ruim vier ton, maar wij hebben het van fabrikant Alstom gekregen voor onze experimenten”, zegt prof.dr. Johan Smit.
In het hoogspanningslab brengt Meijer bewust foutjes aan in de buizen met hoogspanningsgeleiders door bijvoorbeeld een kleinstukje aluminium op de steunlaag van isolatiemateriaal te plakken. De steunlaag, die de geleider in het midden van de buizen houdt, kan hierdoor zijn isolerende functie verliezen. Onder invloed van de hoogspanning worden deze deeltjes opgeladen. Bij een ontlading ontstaan vonkjes die het materiaal aantasten.
Smit: ,,Door de frequentiepatronen tijdens de ontladingen te meten, kunnen we databanken maken van welke signalen te meten zijn bij welke foutjes. Zo’n expertsysteem kan decision makers ondersteunen bij hun beslissingen over het moment van onderhoud en het moment van vervanging van een hele buis. Online meten maakt het mogelijk om buizen waar geen problemen zijn opgetreden langer in gebruik te houden dan de standaard dertig jaar die ervoor staat. Ook wordt gericht onderhoud mogelijk.” Nu worden de buizen elke tien jaar schoongemaakt en wordt er nieuw gas ingedaan.
Injecteren
Meijer probeert ook de optimale plaatsen voor de sensoren te bepalen. Om dat te bepalen moeten de onderzoekers uitzoeken hoe het signaal zich voortplant in de buis: of het gedempt wordt bij een schakelaar of in een bocht. Dat onderzoek gebeurt niet alleen met echte foutjes in het hoogspanningslab, ook in Meeden kunnen dergelijke proeven worden gedaan. De onderzoekers doen dat door de frequenties die normaal het resultaat zijn van een foutje na te bootsen en dit signaal in de buis te ‘injecteren’. Vervolgens kunnen de onderzoekers bekijken wat de sensoren van deze frequenties oppikken. Meijer: ,,In Meeden mag je natuurlijke geen echte foutjes aanbrengen.”
Comments are closed.