17. Vortragsveranstaltung ELEKTROTECHNIK der BG ETEM Prüfung der Standsicherheit von Holzmasten

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1 17. Vortragsveranstaltung ELEKTROTECHNIK der BG ETEM Prüfung der Standsicherheit von Holzmasten Dipl.-Ing. Helmut Rupprecht Kassel, 21. Mai 2014 SEITE 1

2 Agenda > Ausgangssituation > Projektauftrag zur Einführung des mastap-messverfahrens > Das mastap-messverfahren - Grundprinzip > Das mastap-messverfahren - Ablauf der Prüfung > Das mastap-messverfahren - Wesentliche Aspekte > Integration des mastap-verfahrens in die operativen Prozesse der Westnetz > Forschungsberichte, Erfahrungen und Empfehlungen > Vorteile des mastap-messverfahrens > Fazit und Ausblick SEITE 2

3 Westnetz ist der führende Verteilnetzbetreiber in Deutschland Kennzahlen Umsatz 5 Mrd. Mitarbeiter Versorgte Fläche km² Netzlänge Strom km Netzlänge Gas km Kundenanschlüsse Strom Kundenanschlüsse Gas Msp.-Holzmasten*) Nsp.-Holzmasten*) *) Stützpunkte SEITE 3

4 Ausgangssituation: Inkraftsetzung der BGI/GUV-I 5136 Inkraftsetzung der BGI/GUV-I 5136 Umgang mit Holzmasten Ziffer 5.4. Beurteilung der Standsicherheit von Holzmasten > Maste werden nur bestiegen und auf Masten wird nur gearbeitet, wenn ihre Standsicherheit gewährleistet wurde > D.h. ausreichend Materialzustand muss gegeben sein Neuwertige Masten (nicht älter als 2 Jahre und höchstens 3 Monate verbaut) Masten, deren ausreichender Materialzustand durch qualifizierte Personen im Rahmen eines Prüf- oder Messverfahrens nachgewiesen wurde > Folgende Prüf- und Messverfahren sind möglich:... Inaugenscheinnahme Standsicherheit mit einem Messverfahren beurteilen Inaugenscheinnahme Radius 60 cm und Tiefe von 60 cm freigraben abklopfen durch qualifiziertes Personal SEITE 4

5 Projektauftrag zur Einführung des mastap- Messverfahrens Voraussetzungen > In Kooperation mit der Firma mastap hat RWE/Westnetz ein Verfahren zur zerstörungsfreien Standsicherheitsbewertung von einstieligen Msp.-/Nsp.-Holzmasten zur Praxisreife entwickelt. > Die Entscheidung über die Einführung dieses Verfahrens als Standard innerhalb der Westnetz wurde nach Abschluss des F&E-Projektes im Jahr 2013 getroffen. Projektziele > Das mastap-messverfahren zur zerstörungsfreien Standsicherheitsbewertung von Msp.-/Nsp.-Holzmasten ist innerhalb der Westnetz eingeführt. > Richtlinien und technische Standards sind verabschiedet und in Kraft gesetzt. > Das mastap-messverfahren ist in die operativen Prozesse der Westnetz integriert. > Der Übergang der neuen Verfahrensweise in den Regelbetrieb ist sicher gestellt. SEITE 5

6 Das mastap-messverfahren: Grundprinzip Schwingungsmessverfahren zur Standsicherheitsprüfung von Masten > Die Zustandsbewertung und die Standsicherheitsprüfung erfolgt auf Basis einer Eigenfrequenzmessung. > Auf Basis der gemessenen Eigenfrequenz und auf Grundlage der Konstruktionsdaten des Mastes wird die Steifigkeit des Gesamt-Systems berechnet. > Mit Hilfe der Gesamt-Steifigkeit wird die maximale Kopfpunktverschiebung für alle Lastfälle berechnet. > Das Ergebnis der Messung und Berechnung wird mit der zulässigen Kopfpunktverschiebung verglichen und bildet die Grundlage für die Standsicherheitsbewertung des Mastes. Quelle: Fa. mastap SEITE 6

7 Das mastap-messverfahren: Ablauf der Prüfung 1/3 Schwingungsmessverfahren zur Standsicherheitsprüfung von Masten > Anbringen der mastap-messbox am Mast > Menügeführte Eingabe aller erforderlichen Daten Alternativ: Laden vorhandener Daten aus Typdatenbank > Inaugenscheinnahme auf Basis des VDEW-Kriterienkatalogs mittels systemgestützter Auswahlfelder Mastap-Messbox mit Messwertaufnehmer Eingabemaske für Holzmaste Mast: Holz, Stahl, Aluminium Quelle: Fa. mastap SEITE 7

8 Das mastap-messverfahren: Ablauf der Prüfung 2/3 Schwingungsmessverfahren zur Standsicherheitsprüfung von Masten > Manuelle Anregung des Systems (Mast) > Messung der tatsächlichen Eigenfrequenz > Berechnung der Kopfpunktverschiebung und Standsicherheit Typischer Zeitverlauf einer Schwingungsmessung Quelle: Fa. mastap Dreh-/Biegefelder Massenmodell Quelle: Fa. mastap SEITE 8

9 Das mastap-messverfahren: Ablauf der Prüfung 3/3 Schwingungsmessverfahren zur Standsicherheitsprüfung von Masten > Berechnung und Auswertung der Messdaten mittels mastap-algorithmus > Darstellung der Messergebnisse Ergebnis einer schnellen Fourier-Analyse Quelle: Fa. mastap Ergebnisdialog nach Messung Quelle: Fa. mastap SEITE 9

10 Das mastap-messverfahren: Wesentliche Aspekte Erfüllt die Anforderungen an die Standsicherheit von Holzmasten gemäß BGI/GUV-I 5136 Geeignet zur Aufnahme der Mastgeometrie sowie der am Mast montierten Massen, wie Traversen, Isolatoren und Beseilung Individuelle Bewertung und Klassifizierung des Mastzustandes und Dokumentation der Messergebnisse SEITE 10

11 Integration des mastap-verfahrens in die operativen Prozesse der Westnetz > Weiterentwicklung der mastap- Software in Zusammenarbeit mit der Fa. mastap > Vereinfachung der Eingabe sowie Teilautomatisierung Westnetz Systeme > Vorhandene Typdaten können aus bestehenden Systemen übernommen werden > Das digitale Planwerk (GausZ) ist hierbei das führende System mastap Software BGI/GUV -I 5136 Westnetz Prozesse > Darstellung der Prozesse u. weiterer Informationen in den dokumentierten Unternehmensgrundlagen in igrafx > Einbindung zusätzlicher Dokumente erfolgt kontinuierlich (z. B. TS, Schulungsunterlagen, ) Doku- Plattform > Integration von mastap in das WorkForce-Management-System (Abwicklung erfolgt über Mobile- AssetManagement) > Die Messergebnisse stehen für Folgeprozesse zur Verfügung SEITE 11

12 Forschungsberichte, Erfahrungen und Empfehlungen > Wissenschaftliches Testat der Bergischen Universität Wuppertal, Lehrstuhl für Baumechanik und nummerische Methoden, Prof. Dr.-Ing. Zahlten, liegt vor. > Verfahren ist zertifiziert durch den Deutschen Akkreditierungsrat nach DIN EN ISO/IEC ; die Anforderungen aus EN40, EN werden erfüllt. > Freigabe des Messverfahrens durch Präventionsabteilung der BG ETEM ist erfolgt. > Mastap ist Finalist beim deutschen Innovationspreis 2013 und belegte den 2. Platz. > Aufgrund der Ergebnisse aus dem F&E-Projekt, wurde die Entscheidung zur flächendeckenden Einführung des Verfahrens innerhalb der Westnetz getroffen. SEITE 12

13 Vorteile des mastap-messverfahrens > Berechnung der Standsicherheit des Mastes auf Basis des statischen Gesamtsystems. > Objektives und reproduzierbares Mess- und Bewertungsverfahren. > Ein Messgerät für unterschiedliche Anwendungen (Masttypen und Materialien). > Geringes Gewicht sowie handliche Größe der Messsystemkomponenten. > Messung auch an schwer zugänglichen Stellen einfach möglich. > Leichte Handhabung und Anwendbarkeit. > Sofortige Auswertung der Messergebnisse vor Ort ermöglicht eine direkte Lokalisierung von gefährdeten Masten sowie unterdimensionierter Masten. > Absolut zerstörungsfreie Standsicherheitsbewertung ist gegeben. > Automatische Erstellung und Speicherung von Prüf- und Ergebnisprotokollen zur Dokumentation einschließlich der Erfassung der GPS-Daten ist sichergestellt. > Kontrollmessungen nach witterungsbedingten Ereignissen sowie Störfällen (z. B. äußere Einwirkung auf den Mast) sind einfach möglich. > Berücksichtigung physikalischer Einflussfaktoren wie Windlasten gem. DIN , Geländekategorien, Temperatur und Feuchtigkeit sind im Programm implementiert. SEITE 13

14 Fazit und Ausblick Arbeitssicherheit > Die Anforderungen der BGI/GUV-I 5136 werden erfüllt. > Erhöhung der Arbeitssicherheit durch das objektive und reproduzierbare Messverfahren. Weitere Aspekte > Die Verlängerung der Nutzungsdauer von Masten bietet zunehmende Flexibilität bei Investitionsentscheidungen. > Die Datenbasis des Assets Msp./Nsp.-Freileitung wird verbessert. > Die Kenntnis des tatsächlichen Assetzustandes ermöglicht eine fundierte Budgetplanung. > Qualitätsprüfungen an neu gebauten Masten werden objektiv und transparent. > Die Bewertung eines Mastes kann in Eigenleistung erbracht werden. > Zusätzliche Wertschöpfung durch Akquisition von technischen Dienstleistungen möglich. SEITE 14

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. In Ansprechpartner Helmut Rupprecht Dipl.-Ing. Regionalzentrum Osnabrück T Westnetz GmbH M Goethering E helmut.rupprecht@westnetz.de Osnabrück I Ein Unternehmen der RWE SEITE 15