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Research unit
FOEN
Project number
UTF 453.09.13
Project title
SF6 Gas Monitoring System (Echtzeitmonitoring der SF6-Gasdichte in Schaltanlagen zur Feststellung von Leckagen)

Texts for this project

 GermanFrenchItalianEnglish
Key words
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Short description
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Results according to contract
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Project aims
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Description of results
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Transfer and application
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Follow up
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Publications / Results
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Inserted texts


CategoryText
Key words
(German)
SF6, Gasdichte, gasisolierte Schaltanlagen, Leckage, Gas Monitoring System, Schwefelhexafluorid, Treibhausgas, elektrischen Installationen
Short description
(German)

Die Verteilung von elektrischer Energie erfolgt in der Schweiz auf verschiedenen Spannungsstufen mittels oberirdischen und unterirdischen Kabeln. Damit man derart hohe Spannungen in Unterstationen schalten kann, benötigt man spezielle isolierte Leistungsschalter. Die Leistungsschalter sind dabei in einem Gas als Isolationsmedium mit einer sehr hohen elektrischen Durchschlagsfestigkeit umgeben. Man spricht in diesem Zusammenhang von gasisolierten Schaltanlagen. Gemäss heutigem Stand der Technik wird bei gasisolierten Schaltanlagen Schwefelhexafluorid (SF6) eingesetzt. Die Überprüfung von Leckagen einer gasisolierten Schaltanlage erfolgt dabei hinsichtlich seiner Gasdichte. Unterschreitet die Gasdichte einen bestimmen Mindestwert wie er durch einen Gasverlust hervorgerufen werden kann, verliert das SF6 Gas seine Eigenschaften als Isoliermedium. Kommt es nach einem solchen Gasverlust zu einer Überspannung im Leiter, ist der Leistungsschalter nicht mehr in der Lage den Lichtbogen genügend früh auszublasen. Es kommt zu einem Überschlag und in der Folge zu Schäden an der elektrischen Installation.

Das verwendete SF6 Gas gilt momentan als das stärkste bekannte Treibhausgas. Auf einen Zeitraum von 100 Jahren betrachtet, wirkt sich 1 kg SF6 in der Atmosphäre genau so schädlich aus wie rund 23 t CO2 und sein Abbau durch UV-Strahlung dauert bis zu 3200 Jahre.

Zum Schutz der Umwelt und der elektrischen Installationen ist es notwendig den Gasverlust regelmässig zu überprüfen.

Die konventionelle Überprüfung hat jedoch zwei grosse Nachteile: 1. Der Dichtewächter basiert auf einem Messsystem, bei welchen die Dichte vom Druck über einen Gas-Referenzgasraum im Dichtewächter abgeleitet wird. Dadurch resultiert eine Messungenauigkeit. 2. In herkömmlichen Anlagen werden schleichende SF6-Verluste erst beim Erreichen von kritischen Grenzen festgestellt, wobei dann das SF6-Gas bereits in die Atmosphäre entwichen ist.

Durch ein neuartiges online Monitoringsystem der SF6-Gasräume werden Gasverluste mittels Trend Algorithmus frühzeitig erkannt. Dieses System trägt deshalb massgeblich zur Verminderung von SF6-Verlusten und damit zum Klimaschutz bei.

Results according to contract
(German)

1     Abnahmeprotokolle belegen, dass die Unterstation Irchel/ZH umgebaut und wieder am Spannungsnetz in Betrieb genommen ist.

 2     Daten des Druckverhaltens der Unterstation Irchel/ZH sind auf dem WebGUI sichtbar und durch Datenaufnahmen vor Ort auf ihre Korrektheit überprüft. (Meilenstein 1).

3     Daten zur effektiven Verbesserung der Messgenauigkeit im Vergleich zum konventionellen Dichtewächter basierten Messsystem sind vorhanden.

4     Daten zum Verhalten des online Monitoringsystems bei einem simulierten schleichenden SF6-Gasverlust sind vorhanden.

5     Redaktion eines Schlussberichtes mit Darstellung der Ergebnisse aus 1 bis 4.

6     Bereitstellung von Textbausteinen und Illustrationen für die Erstellung eines Publikums-Factsheets.

7     Präsentation der Ergebnisse an einem wissenschaftlichen Kolloquium beim BAFU mit entsprechender Power-Point Darstellung.

Project aims
(German)
Umrüsten einer Unterstation mit dem neu entwickelten online Monitoringsystem für  SF6-Gasräume zur frühzeitigen Erkennung und Warnung von SF6 Gasverlusten mittels Trend Algorithmus und die Bereitstellung der Messdaten in einer graphischen Benutzeroberfläche (WebGUI).
Description of results
(German)
Umrüsten einer Unterstation mit dem neu entwickelten Online-Monitoringsystem für SF6-Gasräume zur frühzeitigen Erkennung und Warnung von SF6 Gasverlusten mittels Trend Algorithmus und die Bereitstellung der Messdaten in einer graphischen Benutzeroberfläche (WebGUI).
Transfer and application
(German)

Durch ein neuartiges Online-Monitoringsystem der SF6-Gasräume können Gasverluste

mittels Trend Algorithmus frühzeitig erkannt werden. Dieses System trägt deshalb

massgeblich zur Verminderung von SF6-Verlusten und damit zum Klimaschutz bei.

Follow up
(German)

Durch die Installation des Online-Monitoringsystems ist die Anlage sehr gut überwacht. Zusätzlich zur Alarmierung (im Falle eines kritischen Zustandes) wird ein schleichender Gasverlust frühzeitig erkannt.

Die Instandhaltung muss nicht mehr die periodische 2.5-jährige Gasdichtemessung durchführen (zeitorientierte Instandhaltung). Das System ermöglicht es, zustandsabhängige Wartungsarbeiten auszuführen (zustandsorientierte Instandhaltung). Bei normalen Bedingungen muss weniger Inspektionsaufwand betrieben werden. Im Falle einer Leckage wird die Instandhaltung früher informiert und kann dementsprechend reagieren.

Publications / Results
(German)
Kundenmagazin von ABB (ABB connect 2|13, s.20): „Isoliergas intelligent überwacht“