Applikationsbeschreibung Step Test anhand einer Anwendung in Watford, England

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1 Applikationsbeschreibung Step Test anhand einer Anwendung in Watford, England Einleitung: Da er effektiver sein kann als der Einsatz von Geräuschpegelloggern oder anderer Vorortungsmethoden, wird ein Step Test vor allem in Gebieten mit druckregulierten Kunststoffleitungsnetzen angewendet. Von einem Step Test spricht man, wenn eine Messzone (DMA) in mehreren Teilbereichen zugeschiebert und dabei die Durchflussmenge in Echtzeit überwacht wird. Diese Art der Vorortung wird für gewöhnlich Nachts, zur Zeit des erwarteten Nachtminimums durchgeführt, um eventuelle Schwankungen der Durchflussmenge durch Verbraucher zu minimieren. Im Falle einer Leckage innerhalb eines Teilbereiches fällt der Durchfluss unproportional zu den anderen Bereichen ab, was in einer grafischen Darstellung einer Treppenstufe gleicht. Im vereinigten Königreich ist diese Anwendung weit verbreitet. Folglich trägt sie die englische Bezeichnung Step Test. Fallstudie eines Step Test in Watford, England. Vorbereitung: Der zur Veolia-Gruppe gehörende Wasserversorger Three Valleys Water hat SebaKMT im Rahmen seiner normalen Rohrnetzüberprüfung gestattet, mit dem Step Tester (Abb. 1) unterstützend zu Seite zu stehen. Beim Step Tester handelt es sich um eine Sondervariante des Sebalog D Datenloggers, der speziell an die Anforderungen dieser Applikation angepasst wurde. Abb. 1 Step Tester zusammen mit externer Batterie und Koffer In der Vorbereitung wurde der Step Tester mit einer GSM Karte ausgestattet und mit einem Messumformer der Firma ABB (Aquamaster 2000) verbunden (Abb. 2). Die Verbindung zum Impulsausgang des Aquamasters wurde über eine frei konfigurierbare Datenleitung realisiert. Anschließend wurde der Step Tester so konfiguriert, dass die Daten im 30 Sekunden-Takt und in Liter pro Sekunde übertragen wurden. Die GSM Karte im Step

2 Tester ermöglicht das Empfangen der Daten auch über weite Distanzen. Genauer, von überall, wo der Betreiber mit einem normalen Mobiltelefon ebenfalls Empfang hat. Ältere Step Test Systeme arbeiten mit Funk, was die Reichweite deutlich einschränkt. Außerdem haben diese Systeme keinerlei grafische Unterstützung für den Anwender, was die Auswertung der Daten erschwert. Die Messdaten werden beim Step Tester nicht nur in nahezu Echtzeit übertragen, das Minimum des Übertragungsintervalls liegt bei 4 Sekunden, sondern gleichzeitig im internen Speicher des Gerätes abgelegt. Eine eventuelle Störung in der GSM Verbindung birgt also keinerlei Gefahr, dass die Messdaten verloren gehen. Diese ist ebenfalls ein Vorteil gegenüber älteren Systemen. Der Nutzer wählt sich nach der Störung einfach neu auf dem Step Tester ein und kann die Messung fortführen. Abb. 2 Step Tester (links) an einem ABB Aquamaster 2000 in einem Zählerschacht. Step Test, der Ablauf: Etwa um Mitternacht (GMT+1) wurde mit dem Step Test begonnen. Normalerweise würde die Messung erst ein bis zwei Stunden später stattfinden, jedoch war der Durchfluss bereits nahe des zu erwartenden Nachtminimums und somit konnte begonnen werden. Zunächst wurde innerhalb der Messzone eine Wasserprobe zur Qualitätsprüfung entnommen. Da bei einem Step Test durch die veränderten Druckverhältnisse innerhalb des Rohrnetzes Schmutzpartikel durch die Leckage in die Leitung gelangen können, ist die Qualitätsprüfung in England vor und nach dem Step Test vorgeschrieben. Anschließend wurde der Teilbereich der Messzone in dem der Step Test durchgeführt werden sollte für einen kurzen Moment komplett vom Netz genommen, um den Gesamtverbrauch dieses Abschnitts zu ermitteln. Nachdem wir den Einbruch des Durchflusses deutlich sehen konnten, wurde die Teilzone wieder ans Netz angeschlossen. Für den Step Test wurde die Teilzone in fünf Abschnitte unterteilt, welche nacheinander abgeschiebert wurden (Abb.3).

3 In Abschnitt eins und zwei sahen wir kaum eine Veränderung des Durchflusses, also keinen eindeutigen step. Im dritten Abschnitt reduzierte sich der Durchfluss dann um etwas mehr als 2,3 Liter pro Sekunde (= 8,3 m³/h), ein eindeutiger Step. In Abschnitt vier war kaum eine Veränderung des Durchflusses messbar. Der fünfte und letzte Step diente zur Verifizierung des vermeintlichen Lecks. Abb. 3 Messzone mit den 5 Teilbereichen Auswertung: Abbildung 4 zeigt die während der Messung übertragenen Daten des Step Testers. Etwa um 0:20 wurde die Teilstrecke für etwa sechseinhalb Minuten vom Netz genommen, um den Gesamtverbrauch zu ermitteln. Als Ergebnis wurden 4,67 l/s notiert. Gegen 0:30 wurde der erste Schieber für etwa 4 Minuten geschlossen. Im Durchschnitt sank der Durchfluss hier um 0,67 l/s. Etwa um 0:40 ergab die Schließung von Schieber zwei ebenfalls eine durchschnittliche Änderung von 0,67 l/s. Schieber drei wurde gegen 0:46 geschlossen. Man sieht sehr deutlich den Step von 2,33 l/s. Das Schließen des vierten Schiebers hatte kaum eine Veränderung des Durchflusses zur Folge. Notiert wurden 0,33 l/s, wobei der Durchfluss sich bei nahezu jeder Datenaktualisierung um diesen Wert änderte.

4 Als abschließende Teilmessung wurde der fünfte Schieber, der Schieber drei ebenfalls mit einschließt, geschlossen. Als Resultat und Bestätigung für die Messung bei Schieber drei, fiel der Durchfluss erneut um mehr als zwei Liter pro Sekunde. Zum Testabschluss wurde erneut der Durchfluss des gesamten Messbereichs gemessen. Diesmal war er etwas geringer als bei der ersten Messung um 0:20, da vermutlich noch die letzten Verbraucher zu Bett gegangen waren. Da der Step Tester nicht nur den Teilbereich, sondern den Durchfluss der gesamten Messzone aufgezeichnet hat, kann man sehr schön sehen, wie der Gesamtdurchfluss während der Messung von Anfangs 10,00 l/s bis ca. 5,67 l/s fällt. Dies ist natürlich dem Umstand geschuldet, dass der Test ca. eine Stunde zu früh angefangen hat und daher noch einige Verbraucher aktiv waren. Abb. 4 Darstellung der kompletten Messung mit Kommentaren und Hilfslinien Fazit: Die Leckage von ca. 8 m³/h konnte mithilfe der Step Test Methode erfolgreich bestimmt werden. Der SebaKMT Step Tester übernahm dabei die Funktion des Echtzeitdisplays, sowie die des mobilen Datenschreibers. Die GSM Verbindung arbeitete die gesamte Messung über fehlerfrei. Selbst der gut 3 cm dicke Stahldeckel des Zählerschachtes

5 störte die Verbindung nicht. Die Durchflussmenge stimmte mit den Daten am Zähler überein. Die Daten wurden Three Valleys Water zur Verfügung gestellt und in das GIS System übertragen.