INTELLIGENTE STANGE – “SMART POLE”
In letzter Zeit haben wir eine große Entwicklung von Elektronik und Messsensoren und deren Masseneinsatz und Produktion für den Einbau in mobile und andere intelligente Geräte erlebt. Es gibt eine große Auswahl an Komponenten auf dem Markt, die von ausreichender Qualität und gleichzeitig bezahlbar sind, wodurch sie für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden können. So entstand die Idee, das Verhalten von Masten in Elektro- oder Telekommunikationsnetzen zu überwachen und zu kontrollieren. Die einführende Idee wurde im Forschungs- und Entwicklungsprojekt „Intelligente Holzmasten für Stromverteilungsnetze“ realisiert, wo wir Geräte zur Qualitätsbestimmung und Zustandsüberwachung von Holzmasten im Stromnetz entwickelten. Ziel des Forschungs- und Entwicklungsprojektes war es, geeignete Methoden zur Erkennung und Messung der Eigenschaften von Holzmasten zur Bestimmung ihrer Qualität, Beschaffenheit oder Abnutzung über die Lebensdauer zu ermitteln und einen funktionsfähigen Prototypen der Geräte zu entwickeln.
DIE IDEE HINTER DEM PROJEKT
Weltweit verwenden Strom- und Telekommunikationsverteilungsnetze Holzmasten als tragendes Element für Strom- oder Informationsübertragungsleitungen. Holzmasten haben einige positive Eigenschaften: geringe Kosten, Platzierung in der Umwelt, sie sind ein elektrischer Isolator, ein natürliches erneuerbares Material, CO2-Speicher, jedoch sie haben auch eine negative Eigenschaft – Verschlechterung. Die Lebensdauer der Masten variiert je nach Holzart, Imprägnierung, Qualität, äußeren Einflüssen und liegt zwischen 8 und 25 Jahren. Netzbetreiber haben keine Informationen über den aktuellen Zustand einzelner Masten, und der Ausfall des Mastes kann eine Unterbrechung der Leistungsversorgung (Strom) und eine allgemeine Gefahr für die Umwelt bedeuten. Die Stromverteiler führen daher bei jedem Pol systematisch jährlich Sichtkontrollen durch, um festzustellen, ob ein Austausch erforderlich ist oder nicht. Sichtprüfungen sind relativ ungenau (keine inneren Schäden sind zu erkennen, was sehr häufig vorkommt), erfordern aber gleichzeitig viele Ressourcen und stellen einen hohen Wartungsaufwand für das Gesamtsystem dar. Die Folge der derzeitigen Inspektionsmethode ist die Gefahr eines Einsturzes oder eines nicht optimierten Mastwechsels, was die Wartungskosten weiter erhöht oder zum Abriss der Masten führt.
Im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsprojektes wurde ein prototypisches System zur Ermittlung und Überwachung der Qualität und des Zustands eines Holzmastes über dessen gesamte Lebensdauer entwickelt. Die Überwachung kann von Anfang an mit dem Kauf einer Holzstange während der gesamten Lebensdauer und dem Austausch einer Stange beginnen. Das System besteht aus zwei Geräten, von denen das erste die Qualität eines neuen, noch nicht montierten Holzmastes bestimmen und das zweite diese kontinuierlich überwachen soll. Das System basiert auf der Beurteilung der Qualität der Dichte der Holzmasse eines einzelnen Mastes und der Messung von Veränderungen, da die Grunddichte der Holzmasse und Unregelmäßigkeiten einen starken Einfluss auf die Lebensdauer der Masten haben. Das System arbeitet in zwei Phasen, wobei das erste Gerät Holzmasten nach Qualität sortiert und die Eigenschaften misst, die das Verhalten der Masten im Einsatz beeinflussen, und mit der zweiten den Zustand oder die Abnutzung eines stehenden Holzmastes im Netzwerk überwacht . Das Gerät misst das Verhalten des Mastes und meldet die Messergebnisse an die Datenbank. Durch den Vergleich von Daten über einen Zeitraum können wir Verhaltensänderungen analysieren und so den Verschleißgrad feststellen oder feststellen, ob eine Medikamentenumstellung erforderlich ist.
Die Ziele des Forschungs- und Entwicklungsprojekts wurden erreicht, funktionsfähige Prototypen von Geräten hergestellt und Leistungstests durchgeführt. Das Gerät zur Bestimmung der Qualität neuer Masten ist ein manuelles Gerät, das nach dem Prinzip der Messung der Frequenz seiner eigenen Längsschwingung eines Holzmastes funktioniert. Das Gerät zeigt die Qualität des gemessenen Mastes an und speichert die Messwerte und andere Kennwerte in einer Datenbank. Der Käufer von Masten kann mit dem Gerät wählen, ob er nach Qualität kauft und gegebenenfalls an Orten, an denen die Belastung durch Witterungseinflüsse höher ist oder der Austausch von Masten aufgrund des Geländes schwierig ist, qualitativ bessere Masten anbringt. Ein weiteres Gerät zur Überwachung des Zustands oder der Abnutzung von Standmasten im Netz ist ein Gerät, das am Mast selbst montiert wird. Das Gerät misst die Schwingung des Pols, Richtung, Frequenz, Weg. Die Messgrößen werden in der Verarbeitungseinheit verarbeitet und über das LoRa-System an die Datenbank gesendet. Das Gerät wird von einem Akku mit Strom versorgt, der von einer Solarzelle aufgeladen wird. Es kann unvorhergesehene Ereignisse, wie beispielsweise einen plötzlichen Mastabsturz (Unfall), sofort melden. Durch die Analyse der Messergebnisse können wir feststellen, ob Veränderungen am Mast stattfinden, die auf eine verringerte Festigkeit des Materials und damit auf eine Verschlechterung hinweisen.
Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt wurde von der Republik Slowenien und der Europäischen Union aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung kofinanziert.
