- Operator: Roel Van Hees, inżynier ds. konserwacji operacyjnej
- Firma: TenneT TSO BV
- Wykonana praca: rozwiązanie problemów związanych z wyładowaniami koronowymi, które wpływały na zaciski szynowe w podstacji w Holandii i powodowały problemy z komunikacją w porcie lotniczym Rotterdam.
- Rezultaty: Komunikacja między wieżą kontroli lotów a pilotami powróciła do normy. Wszelkie potencjalne problemy związane z bezpieczeństwem zostały rozwiązane.
Gdy firma TenneT otrzymała od holenderskiej Agencji Radiokomunikacji wezwanie do zbadania problemu w jednej z podstacji, który powodował poważne utrudnienia w komunikacji między pilotami a kontrolą ruchu lotniczego, nowy, innowacyjny przyrząd do wykrywania wyładowań umożliwił szybką, bezpieczną i skuteczną reakcję.
TenneT jest wiodącym operatorem europejskiego systemu przesyłu energii elektrycznej, który prowadzi swoją główną działalność w Holandii i w Niemczech. Dzięki ponad 23 900 kilometrom połączeń wysokiego napięcia firma TenneT zapewnia bezpieczne dostawy energii elektrycznej do 42 milionów użytkowników końcowych.
![Fluke ii910 Fluke ii910](http://dam-assets.fluke.com/s3fs-public/F-ii910_30a_w.jpg)
Po otrzymaniu roli operatora sieci elektroenergetycznej przez TenneT na podstawie holenderskiej ustawy „Elektriciteitswet” (E-wet) i niemieckiej ustawy „Energiewirtschaftsgesetz” (EnWG) główne zadania firmy obejmują:
- Zapewnienie bezpiecznego i stałego zasilania energią elektryczną.
- Świadczenie usług przesyłowych poprzez transport energii elektrycznej po sieci wysokiego napięcia z miejsca jej produkcji do miejsca, w którym jest ona zużywana.
- Świadczenie usług systemowych w celu zagwarantowania przepływu energii elektrycznej w Holandii i na dużych obszarach na terenie Niemiec.
- Wspieranie procesu przechodzenia na odnawialne źródła energii na dużą skalę.
Zakłócenia w porcie lotniczym Rotterdam
Port lotniczy Rotterdam jest drugorzędnym międzynarodowym portem lotniczym obsługującym Rotterdam, drugie pod względem wielkości miasto Holandii, oraz Hagę. Jest położony na północny-zachód od Rotterdamu w południowej Holandii i jest trzecim najbardziej ruchliwym lotniskiem w Holandii. W 2019 r. lotnisko obsłużyło ponad dwa miliony pasażerów i oferuje planowe loty do różnych europejskich punktów docelowych, w tym do Londynu.
W drugiej połowie 2020 r. kontrola ruchu powietrznego portu lotniczego Rotterdam skontaktowała się z holenderską Agencją Radiokomunikacji. Lotnisko zgłaszało silne zakłócenia radiowe w komunikacji między pilotami a kontrolą ruchu lotniczego podczas wszystkich lotów z Wielkiej Brytanii, a jest to jedna z najbardziej ruchliwych tras na lotnisku. Zakłócenia te powodowały, że przez okres 10–20 sekund nie była możliwa jakakolwiek komunikacja między pilotem a kontrolą ruchu lotniczego. Chociaż problem ten nie powodował konieczności zmiany trasy ani znacznych opóźnień, port lotniczy chciał zidentyfikować i rozwiązać jego przyczynę, tak aby można było wznowić bezproblemową komunikację.
Śledzenie i monitorowanie
W styczniu 2021 r. holenderska Agencja Radiokomunikacji rozpoczęła badanie terenowe w celu ustalenia przyczyny zakłóceń. Obejmowało ono „mapowanie” obszaru przez pojazdy do radiolokacji w celu zlokalizowania źródła zakłóceń. Holenderska Agencja Radiokomunikacji stwierdziła, że zakłócenia pochodzą z podstacji „De Lier 150”, jednej z wielu podstacji w kraju zarządzanych i konserwowanych przez TenneT.
Firma TenneT podjęła natychmiastowe działania, wysyłając swojego inżyniera ds. obsługi operacyjnej — Roela Van Heesa. W podstacji Roel Van Hees przeprowadził dalsze badania mające na celu określenie potencjalnych przyczyn zakłóceń. Wstępne kontrole dźwiękowe i wizualne nie wykazały żadnych nieprawidłowości.
Następnie Roel Van Hees przeprowadził przegląd wyładowań niezupełnych za pomocą precyzyjnej kamery dźwiękowej Fluke™ ii910. Pozwoliło mu to niezwłocznie określić przyczynę zakłóceń.
Model ii910
Precyzyjna kamera dźwiękowa Fluke™ ii910 została zaprojektowana z myślą o wsparciu inżynierów w szybkim i łatwym wykrywaniu wyładowań elektrycznych.
Przenośna kamera Fluke ii910 w wytrzymałej obudowie jest wyposażona w 7-calowy ekran dotykowy LCD, gdzie na obraz w paśmie światła widzialnego jest nakładany obraz SoundMap™, co umożliwia szybką identyfikację wyładowań i nieszczelności w zakresie częstotliwości od 2 do 100 kHz. Matryca wbudowanych mikrofonów przekształca sygnały ultradźwiękowe na wyraźne obrazy na podświetlanym ekranie dotykowym. Zarejestrowane dane mogą być przesyłane przez wbudowane gniazdo USB-C bezpośrednio do komputera. Stąd dane można przesłać do platformy raportowania Machine Learning PDQ Mode™. Pozwala to na uzyskanie najważniejszych informacji dotyczących wyładowań niezupełnych, a także identyfikację typu tych wyładowań. Kamera ii910 umożliwia nagrywanie filmu wideo przez 5 min i jest wyposażona w akumulator o czasie pracy wynoszącym co najmniej 6 godz.
„Precyzyjna kamera dźwiękowa ii910 firmy Fluke okazała się nieoceniona w zakresie szybkiej i łatwej identyfikacji problemu z wyładowaniami niezupełnymi” — mówi Roel Van Hees. „W przeszłości musieliśmy po prostu nasłuchiwać i/lub używać kamery ultrafioletowej (UV), przy czym obie te metody są powolne i nieefektywne w porównaniu z możliwościami kamery Fluke ii910. Dzięki szerokiemu polu widzenia kamery Fluke ii910 mogliśmy szybko przeskanować podstację i zidentyfikować miejsca, w których występowały wyładowania niezupełne”.
„Precyzyjna kamera dźwiękowa Fluke ii910 została opracowana z myślą o użytkowniku końcowym” — komentuje Tako Feron, kierownik produktu ds. kamer dźwiękowych w firmie Fluke Corporation. „Roel Van Hees należał do grupy roboczej, która pomogła w testowaniu przyrządu i przekazywała opinie na jego temat podczas opracowywania tego modelu. Opinie członków grupy były bezcenne, ponieważ pomagały nam w rozwiązywaniu kluczowych problemów, z którymi zmagali się oni w codziennej pracy. Kontynuujemy naszą współpracę z grupą, aby wprowadzić więcej nowych funkcji do oprogramowania”.
Wyładowanie koronowe
Model ii910 był w stanie zidentyfikować wyładowania niezupełne w zakresie wysokich częstotliwości. Dalsze badania przeprowadzone przez inżyniera ds. konserwacji operacyjnej szybko wskazały, że zaciski szyn są narażone na działanie wyładowań koronowych. Wyładowanie koronowe, jedna z najczęściej spotykanych postaci wyładowania niezupełnego, wynika z jonizacji płynów i gazów, jak na przykład powietrze otaczające przewodnik przewodzący wysokie napięcie.
Po wymontowaniu górnej części zacisku stwierdzono nadmierną korozję. Na końcu taśmy sprężynowej (stykającej się z rurą szyny) widoczne były ślady odpowiadające uszkodzeniom powodowanym przez wyładowania koronowe. Stopień i skład korozji pod lewą taśmą sprężynową sugerował, że właściwości materiału mocującego uległy pogorszeniu.
Z biegiem czasu między taśmą sprężynową a rurą szyny zgromadził osad z soli i zanieczyszczeń. Ponieważ nie było możliwości wyrównania napięcia, między taśmą sprężynową a rurą szyny mógł wystąpić potencjał. Nagromadzona energia była tym samym wyrównywana poprzez wyładowania niezupełne.
Z biegiem czasu intensywność wyładowań rosła i doprowadziła do uszkodzenia taśmy sprężynowej i rur szyn, a obecność wielu uszkodzonych zacisków szyn miała efekt kumulacyjny. Dzięki temu możliwe było pojawienie się sygnału zakłócającego o wystarczającej energii i częstotliwości, aby zakłócać komunikację radiową w ruchu lotniczym oddalonym o setki metrów od źródła problemu.
Rozwiązanie problemu
W celu rozwiązania problemu górne elementy zaciskowe zostały oszlifowane, obrócone o 180 stopni i ponownie zamontowane. Dzięki temu komunikacja między wieżą kontroli lotów a pilotami wróciła do normy.
Jest jednak prawdopodobne, że wyładowania niezupełne wystąpią ponownie w przyszłości. W przeszłości operatorzy sieci elektroenergetycznych nie niepokoili się zbytnio wyładowaniami koronowymi, ponieważ mają one stosunkowo znikomy wpływ na działanie sieci elektroenergetycznej. Skargi publiczne związane z uciążliwymi zakłóceniami stały się głównym powodem, dla którego zaczęto poruszać tę kwestię. Jednak z uwagi na problem komunikacji w porcie lotniczym Rotterdam, zespół inżynierów firmy TenneT opracowuje obecnie plan konserwacji proaktywnej, który ma pomóc w złagodzeniu wpływu przyszłych wyładowań koronowych w całej obsługiwanej sieci.
Roel Van Hees podsumowuje: „Firma TenneT od wielu lat korzysta z przyrządów firmy Fluke, które odgrywają kluczową rolę w realizacji naszej codziennej misji dotyczącej zapewnienia bezpiecznych i ciągłych dostaw energii elektrycznej naszym użytkownikom końcowym. Nasz zespół ufa jakości, jaką reprezentuje marka Fluke, a z przyrządów tej firmy korzystam również osobiście w domu”.