Blick in den Kabelmesswagen der Netze Magdeburg (Quelle: Netze Magdeburg)
Das Gebiet der Stadt Magdeburg beträgt rund 200 km2. Als Betreiber des dortigen Stromnetzes sorgt die Netze Magdeburg GmbH für die Belieferung von fast 240 000 Einwohnern mit Elektrizität. Die Netzgesellschaft ist zuständig für alle Netzebenen des städtischen Netzes – von der Hoch- bis zur Niederspannung.
Diagnosen bringen Transparenz in den Kabelbestand
Die Netze Magdeburg verfolgt – wie viele andere Netzbetreiber auch – das Ziel, ihr Netz in einem sehr guten technischen Zustand zu halten und zugleich die Kosten zu reduzieren. Daher werden seit Jahrzehnten unterschiedliche Maßnahmen zur Zustandsbewertung durchgeführt. Im Bereich erdverlegter Mittelspannungskabel finden Diagnosen statt an VPE-Kabeln, an Papiermassekabeln sowie an PE-Kabeln, deren Kunststoffisolierung aus einem in der ehemaligen DDR gefertigten Material besteht. Etliche dieser Kabelstrecken sind gemischt bestückt.
Zur Zustandsbeurteilung der Mittelspannungskabel haben sich bei der Netze Magdeburg drei Methoden etabliert:
- die Teilentladungsmessung zum Aufspüren lokaler Schädigungen der Isolierung
- die Impedanzmessung zum Beurteilen der gesamten Kabelstrecke
- die Verlustfaktormessung (tan d) zur Bewertung, wie stark die Isolierung der Kabel gealtert ist.
Kabelalterung mit Verlustfaktormessung bestimmen
Die tan-δ-Messung bietet von den drei Methoden die beste Basis, um den Gesamtalterungszustand und somit die wahrscheinlich verfügbare Restnutzungsdauer (Restlebenszeit) des Kabels zu bestimmen. Zur tan-δ-Messung kommt bei der Netze Magdeburg die Very-Low-Frequency-Messung (VLF) mit 0,1-Hz-Sinus zum Einsatz. Das Messequipment befindet sich in den Kabelmesswagen, die auch für die Kabelprüfungen (Funktionsprüfungen) oder die Kabelfehlerortung eingesetzt werden (Bild 1). Es handelt sich hierbei um Geräte der Baur GmbH, Sulz/Österreich. Die tan-δ-Messungen erfolgen bei verschiedenen Spannungsstufen zwischen 0,5 x U0 und 2 x U0. Dadurch ergeben sich Ergebnisreihen, die diverse Aufschlüsse über den Alterungszustand ermöglichen.
Klassifizierung anhand der tan-δ-Messwerte
Bei VPE-Kabeln ist der tan d anfangs meist leicht erhöht, da sich noch Additive im Kunststoff befinden, die sich im Laufe der Jahre abbauen. Erst dann lässt sich der Zustand der Isolierung und ihre Alterung mit der tan-δ-Messung beurteilen – zum Beispiel die Auswirkungen von Water-Trees (Feuchtigkeitsansammlungen im Kunststoff).
Die Netze Magdeburg setzt die Verlustfaktormessung an Kabelstrecken ein, deren Ausfall einen Netzengpass oder eine Netzstörung mit sich bringen würde, oder an Kabeln, über die zumindest zeitweise eine hohe Leistung bereitgestellt wird. In der jüngeren Vergangenheit wurden die wichtigsten 30 % der Kabel (Anteil an der Gesamtlänge der Mittelspannungskabel) im Vier-Jahres-Rhythmus einer Verlustfaktormessung unterzogen, weitere 30 % mit mittlerer Wichtigkeit alle acht Jahre. An den verbleibenden 40 % wurde der tan δ nicht gemessen.