Smart Cable Guard voorspelt kabelstoringen op afstand

o30-case-smartcableguard

Minder storingsminuten dankzij preventief systeem

Middenspanningskabels liggen meestal ondergronds. Dit is lastig voor onderhoud en reparatie. Een storing moet worden opgespoord voordat hij kan worden hersteld. Dat kost tijd en de afhankelijkheid van elektriciteit wordt steeds groter. Smart Cable Guard van DNV GL biedt een elegante oplossing. Het systeem signaleert beginnende kabelstoringen en geeft aan waar ze zullen gebeuren. Als de storing niet voorkomen kan worden, signaleert en lokaliseert het systeem de kortsluiting.

Artikel uit Objective 30, 2018 - ook beschikbaar in pdf

Smart Cable Guard is een technologie die voor leken kan aanvoelen als magie. Hoe kan zo'n bescheiden apparaat een kabelstoring voorspellen? En daarbij ook nog eens de plaats van die toekomstige storing nauwkeurig aanwijzen in een kilometerslange kabel? Zander de kabel zelfs maar aan te raken?

Hoe werkt de Smart Cable Guard?

Het lijkt misschien magie, maar Smart Cable Guard werkt op basis van degelijke natuurkunde. Als een storing in een kabel dreigt, bijvoorbeeld door veroudering of als deze onder druk komt van een boomwortel of verzakkende grand, treden er ontladingen op. Die worden partial discharges genoemd. Deze ontladingen veroorzaken pulsjes in de kabel en de Smart Cable Guard is gevoelig genoeg om deze te meten.

Als er in de kabel een deelontlading plaatsvindt, komt de daardoor gegenereerde elektrische puls op verschillende tijdstippen aan bij de sensor units. Dit tijdverschil is miniem - een tiental microsecondes - maar dankzij de nauwkeurige klokken kan het systeem de plek van de deelontlading in de kabel bepalen met een afwijking van minder dan een procent van de kabellengte; tot zelfs maar een tiende procent. Dat betekent dat Smart Cable Guard de plaats van een (toekomstige) storing in een kabel van een kilometer binnen 10 meter nauwkeurig kan bepalen!

Het systeem helpt netbeheerders bij het terugdringen van storingsminuten. De afhankelijkheid van elektriciteit is groot en neemt voortdurend toe. Het middenspanningsnet bestaat echter voor een groot deel uit kabels van tientallen jaren oud, die niet altijd zijn berekend op de piekbelastingen van tegenwoordig . Omdat Smart Cable Guard betrouwbare storingsvoorspellingen doet, en bovendien de locatie van de storing aangeeft, wordt het  mogelijk om met maatregelen storingen te voorkomen. Onderhoudskosten gaan omlaag, doordat onderdelen pas worden vervangen wanneer dat nodig is. Onderhoud wordt een planmatig proces en ad hoc reparaties worden teruggedrongen.

Doorontwikkeling van succesvol concept

Smart Cable Guard is het resultaat van een onderzoekstraject waarbij, naast DNV GL, onder meer de TU Eindhoven, Alliander, Enexis en Stedin betrokken waren. Het concept bleek succesvol en DNV GL koos al snel voor doorontwikkeling  richting  Smart  Cable Guard

2.0 . Deze moest duurzamer en beter produceerbaar worden, tegen een lagere kostprijs, met hogere gevoeligheid en een bredere inzetbaarheid. Voor de ontwikkeling zocht DNV GL een onafhankelijke partner op het gebied van industrialisatie en engineering die beschikte over veel kennis van digitale en analoge elektronica, software en de onderliggende natuurkundige principes. Een partij die resultaatverantwoordelijkheid kon nemen vanaf het eerste concept  tot  en  met  de  productie  en inrichting van de supply chain. Ook continuïteit was belangrijk voor de doorontwikkeling van het systeem in de toekomst.

Smart Cable Guard 2.0 is een complex product dat compleet opnieuw is ontwikkeld. De complexiteit speelt op alle niveaus: van de behuizing, die aan hele specifieke eisen voldoet, tot de analoge en digitale elektronica, die betrouwbaar moet kunnen functioneren in een omgeving met sterke magnetische en elektrische velden. Ook de vereiste precisie, de tijdsynchronisatie en het open besturingssysteem hebben bijgedragen aan de uitdagingen. In verband met de gestelde eisen is het systeem door drie verschillende partijen gecertificeerd. Met de nieuwe versie van het systeem zijn een grote kostprijsreductie en verhoging van betrouwbaarheid en gevoeligheid gerealiseerd. Verder is Smart Cable Guard 2.0 geschikt voor beheer op afstand.

Oefening in risicomanagement

Ondanks alle uitdagingen was de time­ to-market minder dan achttien maanden. De ontwikkeling van Smart Cable Guard 2.0 was dan ook een oefening in risicomanagement. Voor Technolution was dit een uitdagend project dat om een multidisciplinaire aanpak vroeg, waarbij we al onze expertises moesten aanspreken: digitale en analoge elektronica, software, mechanica, productie en hosting. Om deze combinatie van uitdagingen, onzeker­ heden en een multidisciplinaire aanpak in goede banen te leiden was een vaste hand in projectmanagement vereist.

Er is daarom gekozen voor een risico­ gestuurde aanpak (zie schema). In nauwe samenwerking met DNV GL en de productiepartners werd in zes maanden een functioneel prototype gerealiseerd. De elektronica en de software werden in een reeks iteraties verder verfijnd, het productieproces vereenvoudigd en de supply chain teruggebracht van vijf productie­ partners naar een. Na ruim anderhalf jaar was Smart Cable Guard 2.0 gecertificeerd en de eerste batch geproduceerd. Een prestatie waar alle betrokkenen met trots op terugkijken. lnmiddels zijn duizenden apparaten verkocht over de hele wereld.

Wat vonden de projectpartners?
Richard Denissen, Asset Management- specialist bij DNV GL, is tevreden over de elektronica. "Technisch gezien is Smart Cable Guard 2.0 heel succesvol. Als het gaat om hardwareontwikkeling is Technolution flexibel en ervaren en zou ik ze aan iedereen aanbevelen. Voor de langere termijn willen we graag verder samenwerken aan de doorontwikkeling."

Denny Harmsen, innovatieadviseur bij Alliander, werkt sinds 2001 samen met DNV GL aan de ontwikkeling van een alles-in­ een oplossing voor kwaliteitsbewaking van het middenspanningsnet. Voor Alliander was de kostprijs van de oorspronkelijke Smart Cable Guard een obstakel . "We hadden veel profijt van het systeem, maar de prijs lag te hoog als je kijkt naar de componenten. De nieuwe versie is gevoeliger en kost maar een derde van de oorspronkelijke Smart Cable Guard." Harmsen is onder de indruk van de snelheid waarmee het systeem door Technolution is ontwikkeld . "Het bedrijf is meer dan een mooie wolkenkrabber in Gouda; ze zijn hardwarematig heel sterk."

Contact:

jeroen-de-kort
wilbert-prinssen

Gerelateerde items

VPRO's Labyrint op bezoek bij Technolution

Lees meer

Nieuws

Sense2Grow: meten doet groeien

Lees meer

Bouwblok

MobiBoxx met Nuna7S in Zuid-Afrika

Lees meer

Nieuws