Wer von uns hat im Haushalt nicht schon einen Kurzschluss erlebt? Ein stromführender Draht gelangt auf „Erde“ und schon knallt’s. Die Sicherung „fliegt raus“. Gefahr gebannt. Bevor wir die Sicherung wieder einschalten ist es ratsam, dass wir Ursache und Ort kennen. Der Ort ist in dem Fall nicht so schwierig, weil jede Sicherung ja eine Nummer hat und beispielsweise der Küche zugeordnet ist. Nur bei unserer Oberleitung ist der Ort des Kurzschlusses nicht so einfach auszumachen.
Seit 2016 gibt es das Forschungsprojekt „Kurzschlusslokalisierung mit Lichtwellenleiter (LWL) im Oberleitungsnetz der ÖBB“ Distributed Acoustic Sensing (DAS). Nun gibt es erste Erfolgsmeldungen.
Zwei Jahre innovative Forschungsarbeit führten zum Erfolg. Jetzt heißt es, die Ergebnisse dieser Arbeit einem größeren Kreis vorzustellen. Ende März zum Beispiel bei einer internationalen Fachtagung für Wechselstrombahnen in Leipzig.
Die Lösung nimmt Gestalt an
ÖBB-Interne und externe Experten befassten sich in diesem Forschungsprojekt mit der Lokalisierung von Kurzschlüssen in Oberleitungsanlagen der ÖBB. Sie tüftelten, testeten und forschten um den tatsächlichen Ereignisort genauer zu bestimmen als bisher. Mit solchen Anlagen könnten wir betriebliche Behinderungen verkürzen und die Anlagenverfügbarkeit erhöhen. Wir reden hier von rund 4.000 Kurzschlüssen im Jahr, die auch zu Betriebsbehinderungen führen können. Die Zukunftslösung heißt: Automatisierte Lokalisierung des Kurzschlussortes.
Es hat geknallt…
…, weil beispielsweise ein Sturm einen Baum in die Oberleitung geworfen hat. Bei vielen Kurzschlüssen ist die Ursache und der Ort aber nicht bekannt. „Der mit einem dauerhaften Kurzschluss behaftete Oberleitungsabschnitt wird durch die Energieleitstelle meist in wenigen Minuten eingegrenzt. Ein Oberleitungsabschnitt kann aber viele Kilometer lang sein. “Der Zeitgewinn kommt zustande, weil das Entstörungsteam den Fehlerort auf bis zu 10 Meter genau kennt und keine Zeit mit der Suche nach dem Fehlerort verschwenden muss“, sagt Forschungsleiter Klaus Leithner, Streckenmanagement und Anlagenentwicklung (SAE).
Und so funktioniert eine solche Anlage
Eine freie Faser eines bereits vorhandenen und parallel zur Strecke verlaufenden Lichtwellenleiterkabels wird als Sensor genützt und mit einem Messgerät verbunden. Damit werden die Vibrationen gemessen, die bei einem Kurzschluss auftreten. Mit einem Messgerät können bis zu 80 Kilometer Strecke permanent überwacht werden. Was so einfach klingt ist allerdings High-Tech!
Erste Erfolge stellen sich ein
Auf unserer Dauerteststrecke zwischen Neumarkt Kahlham und Wernstein konnte am 21. Jänner 2019 zum ersten Mal ein echter Kurzschluss vollautomatisch lokalisiert werden. „Nach mehr als zwei Jahren Forschung und der Entwicklung des erforderlichen Auswertealgorithmus sind wir auf diesen Erfolg natürlich besonders stolz. Das Forschungsziel ist erreicht,“ so Leithner.
Wie geht’s weiter?
Derzeit benötigt der Prototyp zur Bestimmung des Kurzschlussortes noch bis zu zwanzig Minuten, weil sehr große Datenmengen analysiert werden müssen. Der nächste Schritt ist mit Hard- und Softwareverbesserungen den Suchprozess zu beschleunigen und die Treffergenauigkeit weiter zu erhöhen. Mit diesen Verbesserungen könnte das System zukünftig auch die Fehlersuche der Mitarbeiter der Energieleitstelle (Dispatcher) in den Energie-Leitstellen optimieren.
Was du noch wissen solltest:
Unser externer Partner im diesem Forschungsprojekt heißt FRAUSCHER SENSOR TECHNOLOGY. „Wir arbeiten gemeinsam auf hohen technischen Niveau super zusammen und haben mit dem Produkt sicher einen großen Wurf gelandet und international für große Aufmerksamkeit gesorgt. Die Deutsche Bahn testet unseren Prototyp bereits. Gleichzeitig kann eine Anlage mit dem gleichen Lichtwellenleitersensor mehrere Überwachungsaufgaben parallel übernehmen. Zum Beispiel Steinschläge, Entgleisungen, Flachstellen und Schienenbrüche erkennen. In dieser Technologie steckt ein riesiges Potential für das digitale Assetmonitoring der Zukunft“, so Leithner. Übrigens: dieses Projekt wurde im Rahmen derVerkehrsinfrastrukturforschung (VIF) vom Verkehrsministerium zu 50 Prozentgefördert.
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