Vorbeugende vs. vorausschauende Wartung – Die Leistungslücke

Temperaturanstieg als häufige Ursache für Stromausfälle

Einer der häufigsten Gründe für Stromausfälle und eine Hauptursache für Lichtbogenvorfälle ist eine erhöhte Temperatur an einer fehlerhaften Verbindung. Mit zunehmendem Alter der Geräte können fehlerhafte elektrische Verbindungen in Nieder- und Mittelspannungsanlagen zunehmen – Studien zeigen, dass bei schlecht gewarteten Geräten die Ausfallwahrscheinlichkeit um 62 % höher ist.

Bis vor Kurzem galt ein vorbeugendes Wartungsprogramm in Form regelmäßiger Wärmebildprüfungen als bewährte Methode bzw. als einzige Methode zur Erhöhung der Gerätezuverlässigkeit. Diese finden in der Regel jährlich statt und nutzen in der Regel eine Kombination aus Infrarot-Wärmebildkamera und Wärmefenster.

Obwohl dies einen evolutionären Schritt vorwärts gegenüber der reaktiven Wartung darstellt, besteht weiterhin eine sehr große „Leistungslücke“ zwischen dem wahrgenommenen Schutzniveau und dem tatsächlichen Grad der Risikominderung, der durch einen Ansatz der vorbeugenden Wartung erreicht wird.

Vorausschauende Wartung

Predictive Maintenance (PdM) ist die Anwendung proaktiver, datengesteuerter Wartungstechniken, die darauf ausgelegt sind, den Zustand von Geräten zu beurteilen, um zu bestimmen, wann Reparaturen durchgeführt werden sollten.

Um korrektive Wartungsmaßnahmen zu planen, bevor eine elektrische Anlage ausfällt, nutzt Predictive-Maintenance-Software Datenwissenschaft und prädiktive Analysen, um potenzielle Ausfälle und Defekte vorherzusagen. Ziel ist es, die Wartung so zu planen, dass sie am praktischsten und kostengünstigsten ist. So wird die Lebensdauer der Anlage maximiert, gleichzeitig werden Beschädigungen der Anlage verhindert und der Kontakt des Personals mit beschädigten Anlagen minimiert.

Die Grundstruktur einer Lösung zur vorausschauenden Wartung besteht typischerweise aus mehreren Komponenten, einem Entscheidungsunterstützungssystem oder einer Plattform (oder DSS) mit Datenerfassung, -speicherung und -verarbeitung, Anlagenzustandsbewertung, Prognose und Zustandsüberwachung.

Vorbeugende Wartung

Vorbeugende Wartung (PM) ist eine Form der Wartung, bei der Geräte und andere Vermögenswerte regelmäßig überprüft werden, um das Ausfallrisiko zu verringern und die Arbeitsbedingungen zu optimieren.

Diese proaktive Wartungsstrategie ist zeitbasiert und wird auch als strategische Wartung bezeichnet. Sie umfasst geplante Wartungen, die jährlich, vierteljährlich oder monatlich durchgeführt werden können, um Planung und Umsetzung zu optimieren. Dies wird typischerweise mithilfe eines computergestützten Wartungsmanagementsystems (CMMS-Software) organisiert, um Maschinenausfallzeiten zu vermeiden und die Lebensdauer der Anlagen zu verlängern.

Der Betrieb einer Anlage bis zu ihrem Ausfall kann einem Unternehmen bis zu zehnmal höhere Reparaturkosten und Produktivitätsverluste verursachen als einem Unternehmen mit einer geplanten vorbeugenden Wartungspolitik.

Unterschied zwischen vorbeugender und vorausschauender Wartung

Der Unterschied zwischen präventiver und vorausschauender Wartung besteht darin, dass es sich bei der präventiven Wartung um regelmäßige Wartungs- oder Inspektionsarbeiten handelt, die unabhängig vom Zustand der Anlage in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden. Dies führt oft zu unnötigen Kosten, während die vorausschauende Wartung nur bei Bedarf und basierend auf dem aktuellen Zustand der Anlage geplant wird. Vorausschauende Wartung reduziert daher Arbeitskosten und Betriebsausfallzeiten und erhöht gleichzeitig die Sicherheit, indem Personal aus Gefahrenbereichen entfernt und die Nutzungsdauer der Anlage verlängert wird.

Obwohl dies Tatsache ist, werden die kritischen Probleme, die zu dieser Leistungslücke führen, oft nicht vollständig erklärt oder verstanden.

Dazu gehören:

• Arbeitnehmer sind weiterhin Risiken ausgesetzt;
• Die jährliche Thermografie stellt eine Inspektion dar, die weniger als 1 % der Betriebszeit in Anspruch nimmt, sodass 99 % vom Glück abhängig sind.
• Der Zeitpunkt der Inspektion spiegelt häufig nicht die kritischsten elektrischen Betriebslasten wider.
• Die Messung hängt von den Fähigkeiten des Geräte- und Bedieners ab, um eine Korrelation mit der tatsächlichen Innentemperatur herzustellen (deshalb wird sie nie von einheitlicher Qualität sein);
• Die Daten bleiben unabhängig und unintegriert, statt dynamisch integrierter Informationen.
• Die Infrarot-Übertragungsraten durch ein Wärmefenster können sich mit der Zeit erheblich verschlechtern, was die Genauigkeit der Temperaturmessungen beeinträchtigt.

Hersteller von Wärmebildkameras sagen, dass zwei Voraussetzungen für die Gewinnung genauer Temperaturdaten bei der thermischen Inspektion elektrischer Geräte unerlässlich sind.

Erstens muss die Kamera eine direkte Sichtlinie zum zu kontrollierenden Fahrer haben (Thermofenster weisen eine unterschiedliche und sich verschlechternde Infrarotübertragung auf und erfüllen diese Anforderung daher nicht).

Die zweite Anforderung besteht darin, dass der Leiter, der einer Wärmebildaufnahme unterzogen wird, mit einer Mindestlast von 40 % seiner Auslegungslast betrieben werden muss. Beispielsweise muss ein für 3 kA ausgelegter Stromkreis während einer Inspektion mit mindestens 1,5 kA betrieben werden. Dies wird von Personen, die thermische Inspektionen elektrischer Geräte durchführen, selten beachtet und ist den meisten Gerätebesitzern/-betreibern unbekannt.

Die Wartungsleistungslücke

Glücklicherweise gibt es jetzt eine Möglichkeit, diese Leistungslücke zu schließen und den Schutz durch kontinuierliche Überwachung und Analyse der Temperaturdaten zu verbessern. So lassen sich Probleme, die durch fehlerhafte Verbindungen entstehen, nicht nur erkennen, sondern auch proaktiv vorhersagen. Innovative, intelligente Software wie Bridgemeter® hat sich weiterentwickelt und ermöglicht den nächsten technologischen Schritt in der vorausschauenden Wartung.

Durch eine Echtzeitüberwachung rund um die Uhr können mithilfe der prädiktiven Analytik etwa 70 % mehr Fehlersymptome erkannt werden, bevor tatsächlich Fehler auftreten, als durch regelmäßige Inspektionen.

Dies wird durch fest installierte Temperatursensoren erreicht, die speziell für die thermische Überwachung von Schalttafeln, MCCs und Transformatoren entwickelt wurden.

Prädiktive Technologie mit Wärmesensoren löst viele der oben genannten kritischen Probleme und schließt die Leistungslücke, wodurch mehr Sicherheit, eine zuverlässigere Betriebszeit und eine verbesserte Anlagenintegrität gewährleistet werden.

Die weltweit steigende Nachfrage nach IoT-Geräten und verwandten Produkten treibt auch das Wachstum des industriellen IoT (IIoT) voran. Industrieanlagen und Maschinen benötigen hierfür integrierte Sensoren zur Zustandsüberwachung, die rund um die Uhr Zustandsdaten erfassen und über eine Internetverbindung für die anschließende Analyse und Echtzeiterkennung von Fehlerzuständen verfügen. Dies ermöglicht effizientere Wartungspraktiken und bietet erhebliche Vorteile über den gesamten Lebenszyklus der Geräte, die im Rahmen des IIoT/der Digitalisierung kritischer elektrischer Infrastrukturen erzielt werden können. Zu den IIoT-Vorteilen gehören:

• Vermeidung unnötiger Inspektionen und der damit verbundenen Kosten;
• Reduzierung der vorbeugenden Wartung, um die Anforderungen des Gerätehandbuchs „nach Bedarf“ zu erfüllen;
• Reduzierte Ausfallkosten im Zusammenhang mit regelmäßigen Inspektionen/Wartungsarbeiten;
• Reduzierte Reparatur-/Ersatzteilkosten und damit verbundene Ausfallzeiten durch eine frühzeitigere Erkennung von Fehlersymptomen;
• Erhöhte Sicherheit durch die Entfernung von Personen aus riskanten Orten;
• Identifizierung von Geräten mit besserer Leistung für zukünftige Anschaffungsentscheidungen;
• OPEX-Einsparungen durch geringere laufende Inspektions-/Wartungskosten.

Dieser beschleunigte Übergang von der Inspektion zur kontinuierlichen Anlagenüberwachung ist notwendig, da immer mehr globale Unternehmen Digitalisierungsstrategien anwenden, um in dieser neuen digitalen Welt wettbewerbsfähiger zu werden.

Die Modernisierung Ihrer elektrischen Infrastruktur mit innovativen Technologien wie intelligenter Echtzeitüberwachung rund um die Uhr erhöht die Sicherheit, Leistung und Lebensdauer Ihrer elektrischen Infrastruktur durch prädiktive Analysen. Unabhängig von der Art Ihrer Elektroinstallation bietet ein kontinuierlicher, digitaler Überwachungsansatz die kostengünstigste und effizienteste Möglichkeit, den Schutz und die Funktionsfähigkeit Ihrer elektrischen Anlagen jederzeit sicherzustellen.

Der beste Zeitpunkt für die Installation von Sensoren zur vorausschauenden Überwachung sind geplante Wartungsstillstände. Dadurch werden die Geräte aktualisiert und die Vorteile der vorausschauenden Wartung durch intelligentes IIoT voll ausgeschöpft. So wird die „Leistungslücke“, die bei der vorbeugenden Wartung besteht, effektiv geschlossen.

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Mit Informationen: Exertherm