- 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.
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”.