Mittwoch, November 22, 2017
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Projekt City Ring Luzern

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Arriva Engineering erhält Auftrag von General Electric Consumer & Industrial SA in CH-Riazzino zur thermografischen und messtechnischen Überprüfung von USV-Anlagen für den City Ring in Luzern.


Was ist eine USV-Anlage?

Die "USV" ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, engl. Uninterruptible Power Supply (UPS), deren Aufgabe es ist, bei Störungen im Stromnetz die Versorgung kritischer elektrischer Verbraucher sicherzustellen.

USV-Anlagen finden daher vor allem in Krankenhäusern (Intensivstationen, OP-Räume), Einsatzzentralen (Feuerwehr, Polizei), modernen Eisenbahn-Stellwerken und Rechenzentren (Banken, Zahlungsverkehr) Verwendung, mittlerweile aber ebenso in kleinen Büros oder zu Hause. Sie werden in die Stromzuleitung der zu sichernden Anlagen oder Geräte eingefügt.

Entgegen dem genauen Wortlaut der Bezeichnung kann bei einfachen Ausführungen der USV die Stromversorgung für einen kurzen Zeitraum unterbrochen werden, der von den angeschlossenen Verbrauchern ohne Funktionseinbußen toleriert wird. Normalerweise beträgt dieser Zeitraum aber nur wenige Millisekunden. Bei den eingesetzten USV-Anlagen in den Tunnels des City Ring Luzern hingegen, haben die USV-Anlagen eine sog. "Autonomiezeit" von bis zu einer Stunde. Somit wird bei einem allfälligen Totalausfall der Netzversorgung des Elektrizitätswerks sichergestellt, dass sämtliche elektrischen Anlagen, wie z. Bsp. die Tunnelbeleuchtung und Signalisation weiterhin in Betrieb bleiben.  


Lastmessungen

KunstlastBevor die Thermografieuntersuchung durchgeführt werden kann, werden an der USV-Anlage vorgängig Lastmessungen im Bereich von 10 - 100kVA durchgeführt. Mit einem speziell dafür ausgelegten Messinstrument (FLUKE 434 Power Quality Analyser) wird u.a. der Wirkungsgrad, die Oberwellen und die Leistungsabgabe der USV-Anlage überprüft. Damit die USV-Anlage ihre Leistung abgeben kann, wird eine sog. Lastbank (Elektrischer Widerstand - Bild rechts) an die USV-Anlage angeschlossen. Sind alle Lastmessungen abgeschlossen, wird die USV-Anlage einem Dauertest zur Messung der Autonomiezeit unterzogen. Nach ca. 20 Minuten und unter der vollen Belastung bei einem Strom von ca. 250 Ampère, wird die thermografische Untersuchung der Batterien und Anschlüsse durchgeführt.

Die abgebildete Lastbank hat eine Nennleistung von 100kVA und ist mit eingebauten grossen und lauten Ventilatoren ausgestattet. Die Leistung dieser Kunstlast entspricht etwa zehn Heizungsanlagen von Einfamilienhäusern. Die USV-Anlage ist in der Lage, diese Leistung fast eine Stunde lang ohne Strom vom Netz zu Liefern. Während dieser Messung (Sonnenberg Tunnel) hat sich die Halle (ca. 800 m3), in der sich die Last befand, in nur ca. 10 Minuten auf etwa 30°C erwärmt und dies bei stets geöffneten Türen !!

LastabwurfIm Bild links sehen Sie eine Messung der Phase L2 während dem Lastabwurf. Mit dieser Auswertung kann gezeigt werden, dass sich die Ausgangsspannung an der USV-Anlage durch den Lastabwurf nicht verändert. Somit ist sichergestellt, das die an der USV angeschlossenen Verbraucher keine Spannungsspitze erleiden müssen.

Leider dürfen wir aus rechtlichen Gründen an dieser Stelle keinen Musterbericht publizieren.

Falls Sie jedoch weitere Fragen zu diesem Thema haben, dann klicken Sie bitte Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt! JavaScript muss aktiviert werden, damit sie angezeigt werden kann. .

 


Thermografische Untersuchung

In enger Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber werden alle USV-Anlagen in den Tunnelzentralen des City Ring in Luzern im Rahmen einer Inbetriebnahme auf Ihre Funktion und Werksangaben überprüft. Arriva Engineering führt zu diesem Zweck unter anderem thermografische Untersuchungen der USV-Elektronik und der zahlreichen Batterien im Batterieraum durch.

IR_0443Im Bild (links) sehen Sie eine Thermografieaufnahme einer der ca. 150 Stk. Batterien. Die Batterien werden während ca. 20 Minuten auf Volllast bei ca. 200 Ampère betrieben. Danach wird die Thermografieuntersuchung durchgeführt.

Die Wartezeit von mindestens 20 Minuten ist erforderlich, damit sich allfällige Temperaturerhöhungen an den Anschlüssen und in den Verbindungskabeln auch tatsächlich ausbilden.

Eine zu frühe Messung würde das Messergebniss verfälschen, weil sich die Batteieanschlüsse unter Last nur langsam erwärmen. Grundsätzlich wäre jedoch eine Messung nach noch längerer Wartezeit, z.Bsp. nach einer Stunde, besser. Der Wartezeit steht aber die maximale Entladezeit der Batterien, die sog. Autonomiezeit der USV-Anlage entgegen. Die USV-Anlage würde bei zu grosser Entladung der Batterien, die Last einfach abwerfen, damit die Batterien nicht zerstört werden.

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Im Bild rechts sehen Sie eine Batterie deren Verbindung stark erwärmt ist. Dieser Fehler kann grundsätzlich verschiedene Ursachen haben. Zum einen wäre hier der Drehmoment der linken Anschlussschraube, sowie der Kabelschuh des Ver-bindungskabels auf Korrosion zu überprüfen. Auch wäre es möglich, dass der Querschnitt der Verbindung zu klein ausgelegt ist, oder das der Kabelschuh nicht richtig verpresst wurde. Auf dem Bild sind auch die gemessenen Temperaturen angegeben. Während sich eine "gute" Batteriverbindung im Temperaturberich von ca. 35 - 45°C bewegt, haben wir es hier mit einer Erwärmung auf 73°C zu tun.