In Deutschland gibt es über 5.700 Wasserversorgungsunternehmen und rund 5.100 Klärwerke. Deren Aufgabe ist es, die Versorgung der rund 82 Millionen Einwohner in Deutschland mit sauberem Trinkwasser sicherzustellen und gleichzeitig das Abwasser zu entsorgen und zu reinigen.
Zwischen Heide und Brunsbüttel nordwestlich von Hamburg ist der Wasserverband Süderdithmarschen für diese Aufgabe zuständig. Er versorgt 60 Gemeinden mit rund 72.000 Einwohnern auf einer Fläche von 825 km2 mit frischem Trinkwasser. 28.000 m3 Wasser werden täglich in die Leitungen gepumpt. Zum Wasserverband gehören auch vier Klärwerke, die die Reinigung des Abwassers übernehmen.
Der Wasserverband Süderdithmarschen versorgt 60 Gemeinden mit rund 72.000 Einwohnern mit frischem Trinkwasser.
Aber warum braucht ein Wasserwerk bzw. Klärwerk Differenzstromüberwachung? Auf den ersten Blick haben Wasser und Strom so gar nichts miteinander zu tun. Beim genauen Hinschauen sieht es anders aus.
Wasser- und Klärwerke gehören zur kritischen Infrastruktur. Das heißt, ihre Dienstleistungen müssen 24 Stunden, 7 Tage die Woche zur Verfügung stehen.
Damit Wasserversorgung und Abwasserentsorgung reibungslos funktionieren, sind viele elektrische Verbraucher nötig, zum Beispiel Pumpen, Antriebe für Belüfter, Rührwerke, Fahrantriebe, Ventile und Durchflussmesser.
Fällt auch nur einer dieser Verbraucher aus, kann die Wasserversorgung oder Abwasserentsorgung empfindlich gestört werden. Längere Unterbrechungen, die etwa durch die wiederkehrende Prüfung nach DGUV Vorschrift 3 notwendig wären, sind ebenso nicht erwünscht, denn sie würden die 24/7-Versorgung beeinträchtigen.
Längere Unterbrechungen durch die wiederkehrende Prüfung nach DGUV Vorschrift 3 beeinträchtigen die 24/7-Versorgung.
Die wiederkehrende Prüfung elektrischer Anlagen nach DGUV Vorschrift 3 ist für jedes Unternehmen eine mehr oder weniger große Herausforderung. Zum einen ist die Prüfung sehr zeit- und personalaufwändig. Zum anderen müssen die elektrischen Anlagen oder Anlagenteile für die Messung des Isolationswiderstandes RISO abgeschaltet und vom Stromnetz abgeklemmt werden.
Mit den beim Wasserverband Süderdithmarschen beschäftigten Elektrofachkräften ist diese Aufgabe nicht zu stemmen. Denn zum einen müssten dann Anlagen längere Zeit vom Netz genommen werden, zum anderen können die Elektrofachkräfte in dieser Zeit nicht ihren sonstigen Wartungsaufgaben nachgehen.
Daher musste eine Lösung gefunden werden, die den Aufwand für die elektrische Prüfung verringert.
Die Wiederholungsprüfung ist sehr zeit- und personalaufwändig. Es musste eine Lösung gefunden werden, die den Aufwand verringert.
Als Umbauten am Wasser- und Klärwerk anstanden, sollte auch der Großteil der Schaltanlagen erneuert werden. Ziel war es, die gesamte Anlage zukunftsfähig zu machen und dabei auch dem zunehmenden Fachkräftemangel Rechnung zu tragen. Ein wichtiger Aspekt der Modernisierung war es deshalb, den Aufwand für die DGUV-Prüfung zu senken und Abschaltungen von Wasser- und Klärwerk zu vermeiden. Gleichzeitig sollten in den Überwachungszentralen alle wichtigen Messwerte zusammengeführt und visualisiert werden.
Mit der Elektrofachplanung wurde die Magnussen EMSR-Technik GmbH beauftragt. Um die elektrischen Anlagen permanent überwachen zu können, entschied sie sich für Differenzstrom-Messtechnik von Bender. Diese ist in der Lage, in geerdeten Netzen (TN-System) ganze Anlagen oder auch Anlagenteile permanent, also 24/7 zu überwachen. Mit den Differenzstrom-Messgeräten können Fehlerströme in Stromkreisen erfasst und kritische Werte oder Ausfälle zentral an die Leittechnik gemeldet werden. Zugleich ist die dauerhafte Differenzstrommessung in elektrischen Anlagen als Ersatz der zeitaufwändigen RISO-Messung anerkannt. *
Um den Anforderungen für eine ganzheitliche Überwachung nachzukommen, wurde die Planung so vorgenommen, dass die Messtechnik alle wichtigen Anlagenteile und Verbraucher (Pumpen, Ventile, Antriebe, Durchflussmesser, Außenbeleuchtung u. a.) einzeln überwacht. Denn nur mit solch einer granularen Überwachung ** ist es möglich, Fehler schnell zu identifizieren und weniger Personal zu binden. Dem Wasserverband Süderdithmarschen war das Konzept der feingliedrigen und ganzheitlichen Überwachung wichtig, um ein späteres Nachrüsten zu vermeiden.
* Die DGUV Vorschrift 3 besagt, dass auf die RISO-Messung bei der wiederkehrenden Prüfung einer elektrischen Anlage dann verzichtet werden kann, wenn die Anlage kontinuierlich von Elektrofachkräften instandgehalten und durch dauerhafte oder stetige messtechnische Maßnahmen im Rahmen des Betriebs geprüft wird.
Seit dem letzten Jahr wird nach und nach sowohl im Wasserwerk als auch in den Klärwerken Differenzstrom-Messtechnik von Bender eingebaut. Die Installation wird von den Elektrikern des Wasserbandes anhand der Planungsunterlagen durchgeführt.
Zur Überwachung von Antrieben, Pumpen und anderen wichtigen Anlagen werden unter anderem die mehrkanaligen Differenzstrom-Überwachungsgeräte vom Typ LINETRAXX® RCMS150 eingesetzt. Diese können 6 Stromkreise gleichzeitig überwachen und benötigen im Schaltschrank besonders wenig Platz. Außerdem werden teilbare Messstromwandler vom Typ RCMB330 und allstromsensitive Messstromwandler vom Typ CTUB102-CTBC20 verwendet.
Als Auswertegeräte kommen die neuen SmartDetect Differenzstrom-Überwachungsgerate vom Typ LINETRAXX® RCMS410 zum Einsatz. Diese sind besonders klein, sehr flexibel und können 4 Kanäle gleichzeitig überwachen. Als Schnittstelle wurden die Condition Monitore/Gateways COMTRAXX® COM465IP eingebaut. Diese übernehmen die Kommunikation zwischen den Messgeräten und geben die Daten über Modbus an das übergeordnete Leitsystem weiter.
Die permanente Überwachung von elektrischen Anlagen oder Anlagenteilen in Wasser- und Klärwerken hat viele Vorteile. Dazu zählen:
Klärwerk Meldorf
Klärwerk Marne
Wasserwerk Odderade
Stand August 2024. Das Projekt ist noch nicht abgeschlossen.
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