Schadensforensik an Betriebsmitteln – Multiphysik-FEM

Wenn hochwertige Betriebsmittel versagen – ein Überspannungsableiter, ein Leistungstransformator, ein Synchrongenerator – lautet die Frage selten, ob sie versagt haben, sondern warum, und ob der Rest des Bestands gefährdet ist. Für einen regionalen Versorger in Kolumbien führte Gridradix forensische Finite-Elemente-Analysen ausgefallener Betriebsmittel durch: Überspannungsableiter unter schnell ansteigenden Blitzüberspannungen und unter temporären Überspannungen durch einpolige Erdschlüsse; Leistungstransformatoren unter elektrischer und thermischer Beanspruchung; und Synchrongeneratoren, elektromagnetisch in ANSYS modelliert. Jede Studie verband eine Ereignisrekonstruktion auf EMT-Ebene mit Multiphysik-Modellierung auf Komponentenebene, um den Schadensmechanismus exakt zu bestimmen.

1. 01

   Ursachenanalyse von Ableiterausfällen durch schnell ansteigende Überspannungen infolge von Blitzeinschlägen mittels EMTP-Ereignisrekonstruktion und COMSOL-Multiphysics-Komponentenmodellen.

2. 02

   Ursachenanalyse von Ableiterausfällen unter temporären Überspannungen infolge einpoliger Erdschlüsse.

3. 03

   Finite-Elemente-Modellierung von Leistungstransformatoren in COMSOL Multiphysics – einschließlich gekoppelter elektromagnetisch-thermischer 2D-Analyse der Wicklungen unter Fehlerbedingungen.

4. 04

   Elektromagnetische Finite-Elemente-Modellierung von Synchrongeneratoren in ANSYS zur Untersuchung der Ausfallarten.

5. 05

   Korrelation der simulierten Beanspruchungsverteilungen mit den physischen Schadensbefunden und Definition präventiver Maßnahmen für den verbleibenden Bestand.

Multiphysik-FEM machte aus Post-mortem-Inspektionen quantifizierte Schadensmechanismen – mit dem Nachweis, wo und warum Beanspruchungen die Auslegungsgrenzen überschritten – sodass der Versorger Austausch und Einstellungsänderungen gezielt am tatsächlichen Risiko ausrichten konnte, statt Betriebsmittel bestandsweit zu ersetzen.

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