Die FLIR GF306 unterstützt den Energieversorger Scottish and Southern Energy Power Distribution beim Verbessern seiner Umweltbilanz

Schwefelhexafluorid (SF6) wird in Energieversorgungsnetzen als Isolationsgas in Umspannwerken genutzt. Obwohl SF6 ein hervorragender Isolator ist und rund um den Globus genutzt wird, ist es auch ein starkes Treibhausgas. Deshalb besitzt der sorgfältige Umgang mit den betriebseigenen SF6-Beständen für Scottish and Southern Energy Power Distribution (SSEPD) oberste Priorität. Das Unternehmen überprüft regelmäßig alle Anlagen, die SF6 enthalten, um Lecks zu vermeiden und schnell zu reagieren, sobald ein Leck erkannt wurde. SSEPD hat ein Instrument gefunden, das ihn bei seinem SF6-Wartungsprogramm unterstützt: Wärmebildkameras von FLIR.

Scottish and Southern Energy Power Distribution (SSEPD) ist für den reibungslosen Betrieb eines Netzes verantwortlich, das 3,7 Millionen Haushalte und Unternehmen in der Zentralregion Südenglands und im Central Belt von Schottland mit Strom versorgt. Das Unternehmen betreibt ein Elektrizitätsübertragungsnetz und zwei Stromverteilungsnetze, zu denen 106.000 Umspannwerke sowie 130.000 km an Freileitungen und unterirdischen Kabeln gehören, die in einem Drittel der Gesamtfläche Großbritanniens verlaufen. Seine oberste Priorität besteht darin, die zuverlässige Stromversorgung der Städte und Gemeinden zu gewährleisten, für die es in Schottland und England zuständig ist. Wie viele europäische Stromverteilungsnetze nutzt auch SSEPD SF6 als Isolationsgas in seinen Umspannwerken. In den beiden Verteilungsnetzen und im Übertragungsnetz von SSE Power Distribution gibt es insgesamt 11.475 Schalt- und Trennvorrichtungen, bei denen SF6 als Isolationsgas genutzt wird. SF6 kommt häufig als Isolationsgas in Hochspannungsschaltern zum Einsatz, da es die bei der Betätigung oder Auslösung des Schalters entstehenden Funken löscht. Je älter diese Schaltvorrichtungen werden, umso mehr steigt das allgemeine Risiko von potenziellen SF6-Gaslecks. Flüchtige Emissionen können aus Ventilanschlüssen sowie an den Verbindungsstellen zwischen Flanschen und Porzellandurchführungen entweichen.

Umweltauswirkungen

Da SF6 als Treibhausgas über 23.000 Mal umweltschädlicher ist als Kohlendioxid (CO2), ist SSEPD stets mit größter Sorgfalt darauf bedacht, dass kein SF6 aus seinen Anlagen entweicht. „Wir nehmen unsere Sicherheits- und Umweltvorschriften sehr ernst und treffen daher alle erdenklichen Maßnahmen zur Wartung und zum Schutz unserer Anlagen. Dazu gehören sehr viele Schaltvorrichtungen, und wir unternehmen stets alles, was in unserer Macht steht, um deren sicheren Betrieb zu gewährleisten“, kommentiert Tawanda Chitifa, Projektmanager bei SSEPD. „Im Rahmen eines internen Forschungs- und Entwicklungsprojekts haben wir nach Möglichkeiten zur Verbesserung unserer Umweltbilanz gesucht. Die Herausforderung lautete, potenzielle SF6-Lecks effizienter zu erkennen und zu beheben, bevor sie der Umwelt schaden können. Wärmebildkameras von FLIR haben uns dabei geholfen, dieses Risiko zu reduzieren, denn damit können wir potenzielle Lecks schnell und mit hoher Zuverlässigkeit erkennen.“

Präzise Erkennung und Lokalisierung von Lecks

Bei herkömmlichen Leckerkennungsmethoden kommen oftmals sogenannte „Sniffer“-Gassensoren zum Einsatz. Laut Tawanda Chitifa können diese Sensoren zwar schnell erkennen, ob in der unmittelbaren Umgebung Gas ausströmt, aber nicht die genaue Position des dafür verantwortlichen Lecks lokalisieren. „Das Problem ist, dass man aus Gründen der Zugänglichkeit oder Sicherheit mit einem Sniffer-Sensor oftmals nicht nahe genug an die zu überprüfende Anlage herankommt. Und das macht es manchmal sehr schwierig, zu erkennen, wo genau sich ein SF6-Leck befindet. Mann weiß also nur, dass es irgendwo ein Leck geben muss, aber nicht genau, wo. Außerdem ist SF6 schwerer als Luft. Dadurch kann man nicht genau erkennen, wo sich das Leck befindet, und dieses nicht effizient beheben.“

Im Rahmen seines bereits erwähnten F+E-Projekts erfuhr SSEPD davon, dass es andere Instrumente gibt, mit denen sich potenzielle Gaslecks besser erkennen lassen: Wärmebildkameras. Nach einem sorgfältigen Auswahlprozess beschloss SSEPD, zwei GF306-Kameras von FLIR anzuschaffen. Die GF306 verfügt über einen Detektor mit hoher Empfindlichkeit, der speziell zur Visualisierung von SF6-Gas entwickelt wurde.

„Mit den FLIR-Kameras können wir vollkommen anders und wesentlich effizienter arbeiten“, sagt Herr Chitifa. „Mit der GF306-Kamera können wir die Schaltvorrichtung aus sicherer Entfernung überprüfen und dadurch einen größeren Bereich erfassen. Gleichzeitig können wir mit der Wärmebildkamera genau erkennen, an welcher Stelle das Gas entweicht. Selbst sehr kleine Lecks lassen sich damit deutlich erkennen. Dadurch erweisen sich diese Kameras für uns als ein unverzichtbares Instrument, mit dem wir eine Menge Zeit sparen.“

Ausfallzeiten verringern

Damit die betreffenden Schaltvorrichtungen näher begutachtet werden können, schaltet SSEPD diese normalerweise planmäßig ab. Dazu sagt Herr Chitifa: „Es versteht sich von selbst, dass jede Abschaltung der Anlage zu wirtschaftlichen Verlusten führt. Mit jeder Stunde, in der die Anlage stillsteht, verlieren wir Geld. Mit der FLIR GF306 lassen sich diese Ausfallzeiten jedoch drastisch verringern, da wir die Kamera einfach vor Ort zur Hand nehmen und die gesamte Anlage im laufenden Betrieb überprüfen können.“

Ein weiteres wichtiges Ziel des von SSEPD ausgeführten F+E-Projekts lautete, die Abhängigkeit von Drittanbietern zu reduzieren. Beim Aufspüren von Gaslecks, dem Reparieren oder Austauschen von Anlagenkomponenten oder beim Nachfüllen von Isolationsgas verlässt sich das Unternehmen normalerweise auf externe Drittanbieter. Da diese jedoch immer gut zu tun haben, kann es bis zur Ausführung des jeweiligen Auftrags zu sehr langen Wartezeiten kommen, durch die SSEPD kostbare Zeit und Geld verliert.

„Mit den FLIR-Wärmebildkameras können wir das Leck sofort selbst aufspüren. Dadurch sparen wir eine Menge Zeit. Bei einer praktischen Übung, bei der wir uns mit den Funktionen der Kamera vertraut machen sollten, konnten wir damit sehr schnell ein Gasleck und dessen genaue Position erkennen. Wir nahmen ein kurzes Video davon auf und übermittelten dieses an unsere Reparaturfirma. Dadurch konnten deren Mitarbeiter sofort mit der Reparatur beginnen und mussten nicht erst nach dem Leck suchen, da sie dessen genaue Position bereits kannten.“

Optische Highend-Gasdetektionskamera

Im Dezember 2013 schaffte SSEPD zwei GF306-Kameras an. Diese Investition machte sich rasch bezahlt. „Wir besuchten Schulungskurse, die FLIR Systems für uns organisiert hat, in denen wir die Vorteile und Bedienung der Wärmebildkamera besser kennenlernen konnten. Während des ersten FLIR-Schulungskurses nahmen wir die Kamera mit nach draußen und erkannten damit ein SF6-Gasleck an einem Hochspannungsschutzschalter, der erst vor Kurzem installiert worden war. Dadurch hatte sich unsere Investition quasi sofort bezahlt gemacht!“

Bei SSEPD schätzen die Benutzer der GF306 insbesondere deren High Sensitivity Mode (HSM), über den alle optischen Gasdetektionskameras der GF-Series verfügen. Der HSM-Modus ist ein bildsubtraktionsbasiertes Videoverarbeitungsverfahren, das die thermische Empfindlichkeit der Kamera effektiv erhöht. Dabei wird ein bestimmter Anteil der einzelnen Pixelsignale von den im Videostream enthalten Einzelbildern von den nachfolgenden Bildern subtrahiert. Dadurch werden die Unterschiede zwischen den einzelnen Bildern verstärkt, sodass sich Lecks auf den daraus resultierenden Bildern deutlicher erkennen lassen.

„Um absolut zuverlässige Erkennungsergebnisse zu erzielen, nehmen wir das Leck mit verschiedenen Bildgebungsmodi auf: als IR-Bild, im HSM-Modus und als visuelles Bild. Dadurch stellen wir sicher, dass uns kein Detail entgeht und wir den Monteuren, die das Leck reparieren sollen, zuverlässige Angaben bereitstellen können.“