Automatisierung der Messung von Erdungsimpedanzen:
Pilotprojekt im Rahmen einer Bachelorarbeit zeigt, wie der Messaufwand reduziert werden kann.
Die Messung und Bestimmung von Erdungsimpedanzen an Energieanlagen wie Kraft- oder Umspannwerken ist zeitaufwendig, fehleranfällig und erfordert den Einsatz mehrerer erfahrener Fachkräfte. Laut VDE-Norm 0101-2, die die Erdung von Starkstromanlagen über 1-kV-Nennwechselspannung regelt, muss sie zudem alle vier Jahre wiederholt werden. Lösungen, mit denen Personal und Aufwand reduziert werden können, sind da nicht nur in Hinblick auf den allseitigen Fachkräftemangel gefragt.
Eine solche Lösung entwickelte nun ASCORI-Werksstudent Franz Wilhelm Schneider im Rahmen seiner Bachelorarbeit. Er zeigt, wie sich Erdungsmessungen durch Einsatz von Automatisierungstechnik vereinfachen und präziser gestalten lassen – wobei gleichzeitig die Fehleranfälligkeit reduziert wird. Dabei werden die Werte der verschiedenen Messpunkte von einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) erfasst, auf einem Webserver gespeichert, sowie die Werte für Spannung und Strom errechnet und visualisiert.
Unterstützt von Automatisierungsspezialisten von ASCORI integrierte Franz Wilhelm Schneider die gesamte Technologie für den Automatikbetrieb in eine kompakte Box. Die Steuerung dieser „Automatikbox“ erfolgt entweder über ein integriertes Touch-Panel oder fernbedienbar über ein mobiles Endgerät, beispielsweise ein Smartphone oder einen Tablet-PC.
Dank der Fernbedienbarkeit ist es möglich, die Messung vom jeweiligen Messpunkt aus zu starten und auch die Messwerte am Messpunkt einsehen zu können. Auf diese Weise kann eine Person eingespart werden, die bei herkömmlicher Messung für das Umpolen des Versuchsstroms und die Bedienung von Trenntransformator und Messgeräten (am Einspeisepunkt bzw. Messanhänger) nötig ist. Zudem ist es möglich, remote auf Störungen zu reagieren und das Messen ggf. zu unterbrechen.
Um auch in Regionen mit schlechter Netzabdeckung eine ausreichende Übertragungssicherheit gewährleisten zu können, war der Einsatz der auf dem offenen LoRaWAN-Protokoll basierenden Funktechnologie LoRa (Low Range) geplant. Da diese Funktechnologie nur eine durchschnittliche Bandbreite von 50 kBit/s bietet, wurde das zu übertragende Datenvolumen durch eine Applikation auf dem mobilen Endgerät komprimiert, um eine sichere Bedienung des eingesetzten Webservers zu gewährleisten. Allerdings konnte LoRa die Praxistests in städtischem Gebiet und auf freiem Feld zunächst nicht bestehen, da die Datenübertragung lediglich über eine Entfernung von weniger als einem Kilometer möglich war.
Die von Franz Wilhelm Schneider erstellte Bachelorarbeit dient als gute Grundlage für die Weiterentwicklung der Automatisierung der Erdungsmessungen, die für das Jahr 2024 geplant ist. Speziell beim Thema der Datenübertragung wird weiterhin nach einer Lösung geforscht.