Proeven voor inbedrijfname van nieuw te installeren kabelsystemen zijn essentieel voor een succesvolle energietransitie. KEMA Labs voert daarvoor gespecialiseerde proeven uit om deelontladingen in lucht (corona) op te sporen. Deze zijn een signaal voor montagefouten of andere problemen.  

De energiesector ondergaat een ingrijpende transformatie. Opkomende technologieën, innovatieve componenten en een groeiende maatschappelijke vraag veranderen niet alleen het soort energie dat we gebruiken, maar ook de manier waarop deze wordt geproduceerd, gedistribueerd en verbruikt. Te midden van deze verschuiving worden netbeheerders geconfronteerd met steeds kortere doorlooptijden om projecten op te leveren. Het halen van deze deadlines vereist een strakke planning en controle op de activiteiten, zonder concessies te doen aan kwaliteit of betrouwbaarheid. Tegelijkertijd zien we volle orderboeken bij leveranciers, waardoor netbeheerders genoodzaakt zijn nieuwe leveranciers uit andere landen te vinden en te kwalificeren om een tijdige levering van vitale apparatuur en componenten te garanderen, terwijl fabrikanten manieren onderzoeken om hun productiecapaciteit te verhogen om aan de toenemende vraag te voldoen.

Het succes van de energietransitie hangt af van de kwaliteit van de componenten en apparatuur die deze mogelijk moeten maken. Het waarborgen van hun betrouwbaarheid, in een veranderend energielandschap, is essentieel om kostbare uitval en risico’s op ongevallen te minimaliseren.

De wereldwijde uitbreiding van hoogspanningsnetten (HV) heeft de inzet van nieuwe HV-transmissie- en distributiecomponenten (T&D) versneld, waaronder hoog- en ultrahoogspanningskabels. Om de integriteit van kabelinstallaties en de correcte montage van de garnituren te waarborgen, schrijven internationale IEC-normen voor dat er zogenaamde inbedrijfnameproeven moeten worden uitgevoerd op nieuw te installeren kabelsystemen. Deze testen worden doorgaans uitgevoerd met gespecialiseerde mobiele testinstallaties op opleggers, die in staat zijn de kabelverbindingen op de vereiste spanning te brengen, ook wel Serie-Resonant-testsets genoemd. Daarnaast worden aanvullend partiële ontladingsmetingen uitgevoerd om mogelijke fouten en onvolkomenheden tijdig en voor inbedrijfname op te sporen.

Inbedrijfnameproeven zijn allesbehalve een louter technische formaliteit

Onze statistieken tonen aan dat minstens 20% van de te installeren kabelsystemen zichtbare of onzichtbare gebreken vertonen, die in de toekomst tot grote spanningsonderbrekingen kunnen leiden met enorme gevolgen voor honderdduizenden gebruikers in de vorm van veel schade, hoge kosten en kans op slachtoffers.

Windparken in de Noordzee

Een typisch en belangrijk voorbeeld van een zorgvuldig uitgevoerde inbedrijfname komt van TenneT. In samenwerking met meerdere aannemers heeft TenneT met succes de bouw van een ultramodern transformatorstation voltooid, bestaande uit “landstation” Hollandse Kust Noord en het 380 kV schakelstation Wijk aan Zee. Deze is essentieel voor de aansluiting van drie nieuwe windparken in de Noordzee op het Nederlandse hoogspanningsnet.

Gespecialiseerde mobiele testinstallatie gemonteerd op een oplegger.

Aan de basis van het transformatorstation staan twee essentiële onderdelen: het landstation, dat groene elektriciteit (afkomstig van de windmolenparken op zee) omzet van 220 kV naar 380 kV, en het schakelstation, dat de opgewekte groene elektriciteit injecteert in het landelijke 380 kV-hoogspanningsnet.

Camera die deelontladingen registreert.

Voorafgaande aan de inbedrijfname voerde KEMA Labs, namens diverse aannemers, uitgebreide gespecialiseerde proeven uit om zogenaamde corona (deelontladingen in lucht) op te sporen. Deze elektrische verschijnselen worden veelal veroorzaakt door scherpe onderdelen, vervuiling of montagefouten. Deze deelontladingen kunnen voor veel overlast, schade en financiële verliezen zorgen. Met behulp van een speciale UV-camera, die deze deelontladingen in lucht kan waarnemen en weet af te beelden als gekleurde stippen, onderzocht KEMA Labs het gehele transformatorstation met een oppervlakte die gelijk is aan 23 voetbalvelden. De bevindingen stelden aannemers in staat eventuele problemen in de installatie tijdig aan te pakken, wat betrouwbaarheid, prestatie en leveringszekerheid ten goede zal komen.

KEMA Labs voerde op vergelijkbare wijze meerdere hoogspanningsproeven uit.

Serieresonante testset van KEMA labs.

In sommige gevallen werden twee, drie of vier testsets gecombineerd (parallel of in serie) vanwege de lengte en/of het hoge testspanningsniveau. Tijdens deze tests werden spanningen tot 374 kV aangelegd. Dat is 1,7 keer hoger dan de gangbare bedrijfsspanning. Dit om mogelijke fabricage- of montagefouten op te sporen, die in de toekomst tot stroomuitval en grote schade zouden kunnen leiden.

De succesvolle uitvoering van deze opdracht vereiste een intensieve coördinatie tussen KEMA Labs en TenneT, resulterend in een uitgebreid testschema dat ervoor zorgt dat alle partijen hun werkzaamheden binnen de gestelde termijn kunnen uitvoeren. Er is regelmatig en nauw overleg geweest tussen de partijen om veiligheidsaspecten die met hoogspanning te maken hebben af te stemmen met bouwactiviteiten en transportbewegingen ter plaatse. Ondanks de complexiteit van het project zijn alle testen vlekkeloos en volgens plan uitgevoerd. Diverse kabelsystemen zijn inmiddels al in gebruik genomen.

IJsland

Het uitvoeren van hoogspanningsproeven op afgelegen locaties brengt extra complexiteit met zich mee. Teams moeten zelfstandig kunnen opereren, omgaan met wisselende omgevingsomstandigheden en hun planning aanpassen wanneer het te testen object zich onvoorspelbaar gedraagt. Een recent KEMA-project in IJsland illustreert deze uitdaging. Het 66 kV-onderzeese kabelproject van Landsnet, bedoeld om de veiligheid en leveringszekerheid van elektriciteit naar het eiland Heimaey te verbeteren, vereiste een inbedrijfname van hoogspanning kabelverbindingen in een landschap dat zowel visueel indrukwekkend als technisch veeleisend is.

Strakke projectplanningen, volle orderboeken bij leveranciers, tekort aan gekwalificeerd personeel en de toetreding van nieuwe leveranciers benadrukken het cruciale belang van robuuste inbedrijfname procedures om de energietransitie tot een succes te maken. Het succes van de energietransitie valt of staat met de kwaliteit van de apparatuur en componenten, die het moeten realiseren.

De afnamebeproevingen op locatie kunnen verborgen fabricage-, installatie- en montage problemen aan het licht brengen, voordat de hoogspanningskabelverbindingen onder spanning worden gezet, waardoor storingen, kritieke stroomonderbrekingen, financiële verliezen, schade en mogelijke slachtoffers worden voorkomen.

Openingsfoto: Installatie ter plaatse in IJsland. 
Credits: KEMA lab