Abdichtung von Rohren für widerstandsfähige elektrische Anlagen und Telekommunikationssysteme

Geschäftskritische Anlagen oder Systeme sind für eine funktionsfähige Gemeinschaft, die Wirtschaft und die öffentliche Sicherheit unverzichtbar. Bei einem Ausfall oder einer Störung der Anlage bzw. des Systems aufgrund von Stromausfällen oder Beschädigung können der Geschäftsbetrieb und das tägliche Leben der Bevölkerung beeinträchtigt oder ganz unterbrochen werden. Stromnetze und Kommunikationsnetze auf der ganzen Welt sind gefährdet. Die weltweite Nachfrage nach Strom und Datenbandbreite nimmt immer mehr zu. Mit der steigenden Nachfrage erhöhen sich auch das Risiko und die Gefahr von Schäden an der Infrastruktur. In vielen Ländern wird die Betriebssicherheit dieser Systeme durch ältere Anlagen und unzuverlässige Finanzierung beeinträchtigt. In diesem Beitrag wird behandelt, wie Naturkatastrophen geschäftskritische Anlagen in elektrischen und Kommunikationssystemen gefährden und wie Strategien zur Minderung des Risikos erarbeitet werden. Alle Strategien müssen mit der Zusammenarbeit zwischen den Hauptbeteiligten wie den Kommunen, Versorgungsunternehmen und Behörden beginnen und hängen davon ab, dass Projekte zur Belastbarkeit von Systemen in die jährlichen Betriebspläne und Budgets mit aufgenommen werden.

Naturkatastrophen wie Orkane, Zyklone, Tsunamis, Überschwemmungen, Tornados und Buschfeuer sind Beispiele für Extremwetter, das verheerende Auswirkungen auf die Lebensumstände, das Zuhause und den Arbeitsplatz der Menschen hat und ernsthafte Folgen für die Gesellschaft mit sich bringt. Die Verbraucher wissen oft nicht, welcher Aufwand hinter den Kulissen erforderlich ist, um eine zuverlässige Stromversorgung und den ununterbrochenen Digital-Zugang zu gewährleisten – doch bei Ausfällen steht dies plötzlich und unerwünscht im Blickpunkt.

Unwetter erfordern eine bessere Abdichtung gegen Wasser

Es werden häufigere, stärkere und kostspieligere Unwetter vorhergesagt. Die Autoren der „Fourth National Climate Assessment“ (Vierte nationale Klimabeurteilung), die Ende 2018 vom U.S. Global Change Research Program veröffentlicht wurde, drückten es so aus: „Es wird erwartet, dass Extremwetterereignisse immer mehr Störungen und Schäden an der kritischen Infrastruktur, Sachanlagen und Immobilien verursachen und die Produktivität und die Lebenskraft unserer Gemeinschaften beeinträchtigen werden.“. Sie beschreiben die hohe Belastung der Infrastruktur durch starke Regenfälle, Überschwemmungen, extreme Hitze, Trockenheit und Buschfeuer. Die Auswirkungen auf die Energie- und Kommunikationssysteme sind enorm und reichen von häufigen und längeren Stromausfällen bis hin zur aufwändigen Instandsetzung oder zum Auswechseln des Systems. Diese Reparaturen sind besonders wichtig, wenn durch Überschwemmungen Wasser in die Systemkomponenten gelangt. (USGCRP2018)

Auswirkungen auf die elektrischen Anlagen und Telekommunikationssysteme der USA

Zwischen 2012 und 2019 verursachten mehrere Wetterereignisse Schäden in Höhe von Milliarden von Dollar, Tausende von Todesfällen und längere Betriebsunterbrechungen. (CCES 2020) (Smith 2020) Laut dem US-amerikanischen Energieministerium (Department of Energy – DOE) wurden von 2003 bis 2012 680 Stromausfälle durch Unwetter verursacht. Von jedem Stromausfall waren mindestens 50.000 Kunden betroffen, und der Betrieb von Unternehmen und Privathaushalten wurde dadurch stark beeinträchtigt. (Richard 2018) Die Kombination aus Unwetter und alternder Infrastruktur führt oft zu noch höheren Ausgaben für Versorgungsunternehmen. Selbst ein Unwetter kann, je nachdem, wie viele Kunden von dem Stromausfall betroffen sind, Kosten von 500.000 USD bis über 1 Milliarde USD verursachen. (Richard 2018) Stromausfälle können auch Stillstandszeiten in digitalen Netzwerken mit durchschnittlichen Verlusten von 140.000 bis 540.000 USD pro Stunde (je nach Unternehmen) verursachen. (Lerner 2014)

Das DOE hat festgestellt, dass eine größere Anzahl von Kraftwerken von Überschwemmungen betroffen ist: (Brody 2020)
•   Hurrikan Irene verursachte die Überflutung von 44 Kraftwerken
•   Hurrikan Sandy verursachte Überschwemmungen in 69 Kraftwerken
•   Hurrikan Harvey beschädigte oder zerstörte über 6.200 Strommasten und 850 Übertragungseinrichtungen Viele Kraftwerke werden bewusst in der Nähe der Küste gebaut, da dort genügend Wasser vorhanden ist. In den USA befinden sich neun Kernkraftwerke in einer Entfernung von drei Kilometern zum Meer. (Brody 2020)

Die Auswirkungen von Unwettern auf elektrische Anlagen sind ein globales Problem

Auf der ganzen Welt treten Unwetter immer häufiger auf und die Auswirkungen sind alarmierend.

Australien

Nach von der Insurance Australia Group (IAG) und dem National Centre for Atmospheric Research (NCAR) in Boulder, Colorado, USA erstellten Modellen wird Australien im Zeitraum von 2015 bis 2025 einen Anstieg von 10 % bei der Anzahl der intensivsten Zyklone erleben. Diese Stürme werden immer stärker, mit Geschwindigkeiten von 225–279 Kilometern pro Stunde, und behalten ihre Windstärke auch über Land bei. (Thompson 2020)

Europäische Union

Zwischen 1980 und 2017 verursachte Extremwetter, wie Überschwemmungen, Trockenheit und Hitzewellen, schwere wirtschaftliche Verluste und führte zu Tausenden von Todesfällen. (EURACTIV 2020)

Vereinigtes Königreich

Im Februar 2020 führten dort mehrere Stürme zu starken Überschwemmungen an vielen Flüssen und rekordbrechenden Niederschlägen auf einem Boden, der bereits von vorherigen Regenfällen wassergesättigt war. Von den Überschwemmungen waren mehrere Regionen in England, Wales, Nordirland und Schottland betroffen. (Cruse 2020)
Einige der extremsten Ereignisse mit Wasserschäden sind auf der Weltkarte dargestellt.

Stärkung des Systems für höhere Widerstandsfähigkeit

Die Begriffe „Stärkung des Systems“, „Bereitschaft für Naturkatastrophen“ und „Widerstandsfähigkeit“ beziehen sich auf Projekte, die auf eine höhere Widerstandsfähigkeit der Infrastruktur gegen extreme Überschwemmungen, Wind, Brände und andere Bedrohungen abzielen. (Richard 2018) Die Auswahl von Schutzmaßnahmen gegen Stürme hängt von einer Reihe von Faktoren und Anforderungen ab. Im Idealfall gehen Versorgungsunternehmen und Kommunen eine Partnerschaft ein und erarbeiten gemeinsam kosteneffiziente Pläne, die für einen optimalen Anlagenschutz bei Unwetter sorgen und dadurch im Endeffekt die Infrastruktur, das Unternehmen und die Bevölkerung schützen.

Die Stärkung des Systems rechnet sich

Da sich die zunehmende Unbeständigkeit des Wetters immer stärker auf Stromversorgungssysteme und -anlagen auswirkt, muss mehr in Maßnahmen und Produkte zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit investiert werden. Dabei ist jedoch Folgendes zu beachten: Der Teufelskreis aus kostspieligen jährlichen Reparaturen, Unterbrechungen der Versorgung und Stillstandszeiten kann durch Forschung und Investitionen in Technologien, die einen zuverlässigen Schutz bei Extremwetter – vor allem Hochwasser – bieten, unterbrochen werden.
In einer Branchenstudie der Weltbank zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit der Energiebranche gegen Gefährdungen durch die Natur wird argumentiert, dass ein weltweiter Bedarf für Investitionen zur Stärkung des Systems sowohl in eine neue als auch in die bestehende Stromversorgungs-Infrastruktur besteht. Um den Umfang der erforderlichen Investitionen zu bestimmen, verknüpfen die Autoren drei Naturgefahren mit verschiedenen Infrastrukturtypen und der Wahrscheinlichkeit, dass die jeweiligen Gefahren Schäden verursachen. Die Schätzung der Schadenswahrscheinlichkeit ist nützlich bei der Entscheidung, wo bei Investitionen zur Stärkung von Systemen der Schwerpunkt zu setzen ist. Dies wird bei den Beteiligten aus dem öffentlichen und privaten Bereich, die für die Stromerzeugung und Stromversorgungsinfrastruktur verantwortlich sind, zunehmend zur Priorität. (Nicolas et al, 2019)

Für ein besseres Verständnis der wirtschaftlichen Auswirkungen von Projekten zur Verhütung von Sturmschäden in den USA untersuchte McKinsey & Company, eine weltweit agierende Unternehmensberatung für das Top-Management, die Finanzunterlagen von zehn großen Stromversorgungsunternehmen in acht Bundesstaaten mit dicht besiedelten Küstengebieten, in denen Hurrikane häufig auftreten und hohe Kosten verursachen: Alabama, Florida, Georgia, Louisiana, North Carolina, New Jersey, South Carolina und Texas. (Brody 2020)

Zunächst wurde eine Analyse der in der letzten Zeit durch Sturmschäden verursachten Kosten sowie der prognostizierten Kosten für 2050 durchgeführt, und dabei Folgendes geschätzt:
•   Bei einem typischen Versorgungsunternehmen beliefen sich die Sturmschäden und Einnahmeverluste durch Stromausfälle auf 1,4 Milliarden USD über einen Zeitraum von 20 Jahren,
•   Auf Zukunftsprognosen für Extremwetter basierende Berechnungen ergaben einen Anstieg von 23 % bei den Kosten für Sturmschäden und Stromausfälle bis 2050 (eine vorsichtige Schätzung) und
•   Die finanziellen Auswirkungen bis 2050 wurden auf insgesamt 1,7 Milliarden USD pro Versorgungsunternehmen geschätzt.

In der Studie wurden dann auch die Kosten für die Verbesserung der Widerstandsfähigkeit eines typischen Versorgungsunternehmens im Südosten der USA, d. h. für den Schutz seiner Anlagen, geschätzt.
•   Die Schätzungen reichten von 700 Millionen USD bis 1 Milliarde USD – das ist weniger als der derzeitige Durchschnittswert von 1,4 Milliarden USD für Sturmschäden.
•   Die Berechnung vor Ort ergab wesentlich niedrigere Kosten als der für 2050 prognostizierte Betrag von 1,7 Milliarden USD für Sturmschäden und
•   Die prognostizierten Kosten werden höher ausfallen, wenn die vorhergesagten höheren Temperaturen, Hitzewellen und der steigende Meeresspiegel weiter nach oben tendieren und bisher unbekannte, zukünftige Ereignisse eintreten.

Globale Strategien für die Stärkung des Systems

Viele Länder auf der ganzen Welt erarbeiten derzeit Pläne und Projekte, um Systeme widerstandsfähiger zu gestalten.

Vereinigte Staaten

Das Energieministerium der USA (Department of Energy – DOE) hat die folgenden Empfehlungen für physische Verbesserungen zum Schutz der Stromversorgungs-infrastruktur bei Naturkatastrophen erstellt. (Little 2020)
•   Auswechseln von gefährdeten Strommasten, vor allem in Küstenregionen
•   Unterirdische Verlegung von Stromleitungen, vor allem in der Nähe von geschäftskritischen Einrichtungen wie Feuerwehr und Rettungsdienste, Krankenhäuser, Rechenzentren und Fernmeldetürme
•   Verstärkung der bestehenden Infrastruktur
•   Höhere Anordnung von Stromversorgungs-Einrichtungen sowie Errichtung von Hochwassersperren in hochwassergefährdeten Bereichen, Dämme und Wassergräben zum Schutz von Anlagen, Verlegung von Ausrüstungen in höher gelegene Stockwerke in Städten und
•   High-Tech-Lösungen, wie z. B. intelligente Messeinrichtungen, automatische Überwachung, Schalter, Wiedereinschaltvorrichtungen, Längstrenner und Reservestromversorgungen aus Mikronetzen, um Ausfälle und Stillstandzeiten auf ein Mindestmaß zu reduzieren

Australien

Um die Widerstandsfähigkeit der Stromversorgung des riesigen gekoppelten Stromnetzes von Australien aufrecht zu erhalten, ist eine Planung und Koordination von öffentlichen und privaten Unternehmen erforderlich. In Queensland tritt ein breites Spektrum von Extremwetter (schwere Zyklone/Sturmfluten, Überschwemmungen und Buschfeuer) auf, das die Stromerzeugung im gesamten System unterbricht und als ein Beispiel dafür dient, wie gut geplante Partnerschaften und Strategien die Auswirkungen von Extremwetter mindern können. Beispiele für Strategien der letzten Jahre: (Bartlett 2016)
•   Einrichtung von öffentlich-privaten Partnerschaften, die die Behörden vor Ort und die Stromversorgungs-Unternehmen dazu ermutigen, die Verfügbarkeit von Anlagen und Personal für die Reparatur von Infrastruktur-Einrichtungen im Notfall proaktiv zu gewährleisten,
•   Planung für und Berichterstattung über die Auswirkungen von schweren Stürmen auf die Anlagen im Stromnetz, Vorhersage von klimatischen und demographischen Änderungen, Bewertung von Energietrends und
•   Unterstützung von Projekten zur Stärkung von Systemen zum Schutz von alternder Infrastruktur, vor allem für überschwemmungsgefährdete Anlagen.

Partnerschaft und Planung führt zu besserem Krisenmanagement

Durch eine bessere Planung wurde die Anzahl von Strom- und Kommunikationsausfällen reduziert, und sie hat zum Schutz wichtiger Infrastrukturanlagen bei Naturkatastrophen beigetragen. Während der Überschwemmungen in Queensland im Jahr 2011 konnte ein überflutetes Umspannwerk während des Notfalls in Betrieb bleiben und innerhalb einer Woche wieder den normalen Betrieb aufnehmen. Ein umgestürzter Turm wurde innerhalb von zwei Wochen ersetzt und umgestürzte Strommasten wurden schnell ausgewechselt oder repariert. Durch den koordinierten Einsatz wurde die Unterbrechung der Stromversorgung auf unter 0,01 % des gesamten Stromverbrauchs reduziert, und er ermöglichte die schnelle Wiederherstellung der mobilen Kommunikationsdienste.

Brisbane dichtet weiterhin gegen Wasser ab

Zusätzlich zur Koordinierung und Planung laufen weitere Projekte zur Stärkung von Systemen zum Schutz von alternder Infrastruktur, vor allem für überschwemmungsgefährdete Systeme. In Brisbane, der Hauptstadt von Queensland, verwendet das größte Stromversorgungs-Unternehmen der Stadt innovative Schaumdichtstoff-Technologien zum Schutz von in Rohren verlegten unterirdischen Kabeln vor dem Eindringen von Wasser und Schädlingen. Die Dichtstoffe sind gegen die hohen Wasserdrücke beständig, die bei Überschwemmungen wie im Jahr 2011 auftreten. Obwohl Brisbane den Großteil seiner Stromversorgungs-Infrastruktur unterirdisch verlegt hat, trat in der Stadt eine Sturmflut auf, die das Wasser durch das Sturmablaufsystem in die Straßen zurück trieb. Das überlaufende Wasser drang auch in Rohre mit elektrischen Leitungen und in Komponenten ein, die aber nach der Abdichtung geschützt waren.

Europäische Union

Auch in Europa tritt Extremwetter immer häufiger auf, und dadurch wird deutlich, dass die Erstellung von Strategien, eine bessere Finanzierung, grenzüberschreitende Zusammenarbeit sowie Methoden zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit von kritischen elektrischen Anlagen und digitalen Systemen notwendig sind. (Euro Dis Risk Mgt 2020) Im Jahr 2017 veröffentlichte die Europäische Kommission den Bericht Science for Policy der Gemeinsamen Forschungsstelle (engl. Joint Research Centre – JRC), ihrem Service für technisch-wissenschaftliche Dienstleistungen. Die JRC untersuchte die Auswirkungen von Naturkatastrophen auf die Wiederherstellung von Stromnetzen und gab Empfehlungen für die EU-Mitgliedstaaten zur Erarbeitung von Strategien, Begrenzung von Gefährdungen und zum Notfallmanagement bei Stromausfällen ab. (JRC 2017)
Hier ist eine Zusammenfassung der Empfehlungen:
•   Soweit möglich, Verwendung von einheitlichen Szenarien bei Risikobeurteilungen in allen Bereichen der EU-Politik
•   Integration der Bemühungen zum Risikomanagement
•   Integration der Widerstandsfähigkeit bei der Auslegung von Systemen
•   Beurteilung der Widerstandsfähigkeit von Stromnetzen beim Auftreten von geomagnetischen Stürmen, d. h. größere, vorübergehende Störungen der Magnetosphäre der Erde, die eine Gefahr für das Stromnetz darstellen
•   Erarbeitung, Umsetzung, Pflege und ständige Aktualisierung von Managementplänen für Stromausfälle
•   Lagerhaltung von wichtigen Anlagen und Ausrüstungen, um eine zeitnahe Reparatur oder das Auswechseln von beschädigten Komponenten zu ermöglichen
•   Gewährleistung von Reservekapazitäten im Katastrophenfall und
•   Der Wiederherstellung der Stromversorgung für kritische Einrichtungen wie Krankenhäuser oberste Priorität einräumen.

Die Rolle einer guten Abdichtung bei Projekten zur Stärkung von Systemen

Eindringendes Wasser verursacht kostspielige Schäden, die schwer zu reparieren sind. Egal, ob es sich bei einem Projekt um einen Neubau oder eine Aufrüstung handelt, das Eindringen von Wasser ist unbedingt zu verhindern. Langlebige Dichtstofftechnologien bieten einen leistungsfähigen Schutz für Rohre und spielen bei einem umfassenden Programm zur Stärkung von Systemen eine wesentliche Rolle. Die Umsetzung von Abdichtungstechnologien ist eine standortspezifische Aktivität, bei der viele verschiedene Anwendungen eingesetzt werden, um das Ziel zu erreichen: das Eindringen von Wasser zu reduzieren oder ganz zu verhindern. Da Hochwasser jetzt immer häufiger auftritt, macht sich die permanente Installation von Abdichtungstechnologien bezahlt, da die Kosten der Wiederherstellung von wichtigen Geräten eingespart werden. Im nachfolgenden Abschnitt zur Auswahl des Dichtstoffs wird der Prozess behandelt, mit dem der richtige Dichtstoff für das jeweilige Projekt ausgewählt wird, um einen langfristigen Nutzen zu erzielen.

Bestimmen, was geschützt werden muss

Die ordnungsgemäße Abdichtung beginnt mit einer Analyse des gesamten Projekts, seiner Funktion und seines Standorts, der Anforderungen für seinen Erfolg und sonstigen Variablen. Wichtig ist, dass klare Ziele gesetzt werden. Nur dann kann die geeignete Abdichtungstechnologie bestimmt werden. Was muss geschützt werden? Ist es geschäftskritisch oder liegt eine Redundanz im System vor? Welchen Wert hat die Anlage? Befindet sie sich im Freien oder unter der Erde? Ist es das Ziel, das Eindringen von Feuchtigkeit oder eine Überflutung zu verhindern? Ist die physische Verschlechterung der Anlage ein Problem? Jede Situation ist anders, und es gibt keine Universallösung. Bei diesen Situationsanalysen sind viele Faktoren zu berücksichtigen.

Definition der Umstände

Bei der Stärkung von Systemen tritt eine Reihe von Umständen auf, die unterschiedliche Abdichtungstechnologien erfordern. So sind beispielsweise Kabelkanäle, Mauerdurchführungen und Risse in Mauern Szenarien mit unterschiedlichen Materialien, Geometrien und anderen Faktoren. Es kommt häufig vor, dass Rohre durch die Außenmauer von Gebäuden oder eine Außenwand von Gehäusen verlaufen. Diese Rohre sind oft unterirdisch verlegt, also ist das Eindringen von Wasser problematisch. Eine gründliche Untersuchung dieser Bedingungen wirft viele Fragen auf:
•   Ist der Bereich schwer zugänglich oder teilweise blockiert?
•   Welche Materialien sind abzudichten? Kunststoff, Metall und Zement kommen am häufigsten vor.
•   In welchem Zustand befinden sich das Rohr und die Mauer? Handelt es sich um eine Neuinstallation oder einen älteren, bestehenden Eingang?
•   Welche Art von Verunreinigung ist an der Oberfläche festzustellen?
•   Welcher Anteil des Rohres ist mit Kabeln, einem Innenrohr oder Rohr gefüllt?
•   Welche Abmessungen hat die abzudichtende Stelle? Erfolgt die Installation horizontal oder vertikal?
•   Gibt es bestimmte Vorschriften oder Normen, die die Abdichtung erfüllen muss? Zum Beispiel ist in manchen Umständen eine Anerkennung durch UL erforderlich.

Bei so vielen Fragen hat man den Eindruck, dass die Auswahl der Dichtungstechnologie unglaublich komplex ist. Diese Fragen erleichtern jedoch die Auswahl. Durch die Kombination der Bedingungen im Rahmen der Analyse scheiden manche Dichtstoffe schnell aus, und die Suche kann eingeschränkt werden. Wenn die Anforderungen genau definiert sind, können die Lösungen genau auf die jeweiligen Bedingungen zugeschnitten werden. Für die meisten Umstände gibt es nämlich eine Lösung.

In vielen Fällen ist es offensichtlich, dass Wasser eindringt. Das Wasser kann sogar in das Gehäuse oder Gebäude fließen. Bei einem aktiven Leck können spezielle Abdichtungslösungen verwendet werden. Welchem Druck muss die Abdichtung standhalten? Dieser Druck wird als Meter Wassersäule gemessen und ist ein wesentlicher Faktor bei der Auswahl der Dichtstofftechnologie. Unter normalen Bedingungen muss die Abdichtung nur ein paar Zentimetern Wassersäule standhalten. Bei Hochwasser kann jedoch eine Beständigkeit gegen bis zu 25 Meter Wassersäule erforderlich sein.Die Anforderungen an eine Hochwasserlösung bestimmen, welche Dichtstofftechnologie verwendet wird.

Die Planung und sorgfältige Vorbereitung der Oberfläche sind die wichtigsten Voraussetzungen für eine erfolgreiche Abdichtung. Bestehende Eingänge mit alternden Materialien stellen eine Herausforderung dar. Metall rostet, Beton wird schwächer und Kunststoff wird brüchig. Oxidation, Schmutz, Schlacke und Öl müssen vor dem Auftragen des Dichtstoffs entfernt werden. Bei Neuinstallationen kann es problematisch sein, wenn Materialien während der Bauarbeiten beschädigt wurden. Überprüfen Sie immer den Bereich um die Dichtung und nehmen Sie bei Bedarf Reparaturen vor.

Bestimmung der Lebenserwartung und Umweltverträglichkeit

Die erwartete Lebensdauer der Abdichtung hängt von vielen Anforderungen und verschiedenen Faktoren ab:
•   Abdichtungen können dauerhaft oder provisorisch ausgelegt werden. Manchmal wird eine Abdichtung für einen bestimmten Zeitraum benötigt. In den meisten Fällen soll die Abdichtung jedoch genauso lang halten wie das Material, das abgedichtet wird.
•   Vor dem Verlegen von Kabeln werden Rohre zur provisorischen Abdichtung oft mit einer Kappe versehen. Die Kappe kann beim Einziehen der Kabel abgenommen werden, da dann eine dauerhafte Abdichtung erfolgt.
•   Abdichtungen können so ausgelegt werden, dass sie nur für die aktuelle Konfiguration der Öffnung und der Kabel, Innenrohre oder durchgehenden Rohre geeignet sind. Andere Abdichtungen sind so ausgelegt, dass ein nachträglicher Zugang möglich ist, d. h. dass die Konfiguration wieder geändert werden kann.
•   Abdichtungen müssen für die Installationsbedingungen geeignet sein. Die Auswahl der Abdichtungstechnologie hängt davon ab, ob Wasser, Salz, korrosive Materialien oder Lösungsmittel vorhanden sind. Auch die erwartete Betriebstemperatur spielt eine wichtige Rolle.
•   Wenn an der abgedichteten Stelle Schwingungen oder Biegungen auftreten, kann ein spezieller Abdichtungstyp erforderlich sein.

Prüfungen zur Bestätigung der Festigkeit und Integrität der Abdichtung

Abdichtungen werden aufgebracht, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen. Anhand der unterschiedlichen Anforderungen wird ein Plan für die Auswahl der richtigen Abdichtungstechnologie erstellt.
Kritische Infrastrukturanlagen befinden sich zum Schutz vor umstürzenden Bäumen, Blitzschlag und Unwetter oft unter der Erde. Das gilt auch für Transformatoren und Abwasserpumpstationen. Der Wasserdruck in diesen Einrichtungen liegt oft über 2 bis 3 Meter Wassersäule und kann sogar wesentlich höhere Druckspitzen erreichen. Rohrabdichtungen müssen gegen diese Drücke beständig sein, um die Funktionsfähigkeit der unterirdisch verlegten Stromkabel zu gewährleisten.

Umfangreiche Prüfungen, um Versagen aufgrund des Wasserdrucks zu verhindern

Wir können Dichtstoffe, die für Beständigkeit gegen den Wassersäulendruck ausgelegt sind, im Labor prüfen. Dazu dichten wir Rohre ab, setzen sie Wassersäulendruck aus und überprüfen, ob sie ihm standhalten. Ähnliche Prüfungen werden nach Bedarf mit Druckluft oder anderen Gasen durchgeführt. Die chemische Beständigkeit wird geprüft, indem die Dichtstoffe verschiedenen chemischen Wirkstoffen ausgesetzt und etwaige Veränderungen gemessen werden. Diese Prüfungen sollten bei den erwarteten Betriebstemperaturen durchgeführt werden.

Abdichtung gegen Wasser durch die Auswahl einer zuverlässigen Abdichtungstechnologie

Überschwemmungen verursachen mehr wirtschaftlichen Schaden als alle anderen Arten von Wetterereignissen. Die Abdichtung von unterirdischen Netzwerken gegen Überflutung ist eine effektive Methode zum Schutz wertvoller elektrischer und Kommunikationsanlagen. Die Kombination aus starkem Wind, starken Regenfällen und Sturmfluten durch Hurrikane und Zyklone führt zu großen Wassermengen, die die Betriebsfähigkeit der Systeme beeinträchtigen. Das gilt vor allem in Städten, in denen unterirdische Netzwerke flutgefährdet sind. Der Schutz dieser Netzwerke vor dem Eindringen von Wasser hat oberste Priorität.
Die Abdichtungstechnologie schützt die Infrastruktur vor Überflutungen und ist in vielen Formen erhältlich. Die zur Auswahl stehenden Dichtstoffe haben Vor- und Nachteile, die wir hier im Folgenden erläutern:

•   Der kostengünstige Dichtungskitt wird seit vielen Jahren verwendet und bietet nur eine begrenzte Dichtwirkung. Er ist nicht gegen Wasser- oder Luftdruck beständig. Er neigt bei höheren Temperaturen zum Absacken und verformt sich, wenn Kabel bewegt werden.
•   Zement/Mörtel, Fugenmörtel und Gipsmörtel werden ebenfalls seit vielen Jahren verwendet. Da für das Mischen vor Ort Wasser benötigt wird, sind sie aber unpraktisch. Und da die Reaktion oder Aushärtung länger dauert, kann das die Installation noch komplizierter machen.
•   Vorgefertigte mechanische Dichtungen funktionieren gut. Sie sind gegen Wassersäulen- und Gasdruck beständig, können einfach abgenommen werden und tragen zur Unterstützung der Kabel bei. Bei komplexen Kabelkonfigurationen oder einem hohen Füllgrad des Rohres können sie aber problematisch sein.
•   Ein geschlossenzelliger Zwei-Komponenten-Schaumstoff, der sich ausdehnt, ist eine ausgezeichnete Wahl. Hochleistungs-Schaumstoffe passen sich gut an viele verschiedene Konfigurationen an, können leicht wieder entfernt werden, um den nachträglichen Zugang zu ermöglichen, und bieten eine gute chemische Beständigkeit. Die Auswahl des richtigen Schaumstoffs ist wichtig, da die chemische Zusammensetzung unterschiedlich ist.
•   Epoxidharzmörtel kann als Dichtstoff oder Beschichtung verwendet werden und eignet sich gut für Risse und kleine Mängel. Er weist eine gute Wasser- und chemische Beständigkeit auf. Epoxidmörtel sind normalerweise hochviskos und müssen mit einer Spachtel aufgebracht werden.

So funktioniert die Dichtstofftechnologie am besten

Die ordnungsgemäße Installation ist natürlich ausschlaggebend für eine erfolgreiche Abdichtung. Die Vorbereitung der Oberfläche ist ein wichtiger Schritt beim Aufbringen des Dichtstoffs. Alle Abdichtungstechnologien funktionieren besser, wenn die Stelle vor dem Aufbringen gereinigt wird und alle Verunreinigungen entfernt wurden. Wenn die Eigenschaften der verfügbaren Dichtstoffe den Anforderungen der Abdichtung entsprechen, sind die Erfolgschancen wesentlich höher.

Zusammenfassung

Unwetter stellen eine Herausforderung für elektrische Anlagen und Telekommunikationssysteme dar und führen oft zu ernsthaften Auswirkungen für Menschen, Anlagen und Gebäude und die Wirtschaft. In diesem Beitrag haben wir uns Folgendes angesehen:
•   Die Auswirkungen von Extremwetter auf Gemeinschaften auf der ganzen Welt, die vorbeugende Maßnahmen zur Stärkung der Widerstandsfähigkeit von Systemen notwendig machen. Orkane, Zyklone, Tsunamis, Hochwasser und andere Naturkatastrophen sind besonders gefährlich und führen oft dazu, dass Wasser in elektrische Anlagen und Digital-Systeme eindringt.
•   Beschreibung von Verfahren zum Schutz dieser Anlagen und Systeme vor dem Eindringen von Wasser durch bewährte Verfahren, einschließlich der Auswahl des optimalen Dichtstoffs und der richtigen Applikationsverfahren
•   Bereitstellung eines Plans für die vielen Variablen für eine bessere und effektivere Entscheidungsfindung und
•   Aufzeigen, dass sich Investitionen in die Widerstandsfähigkeit von Systemen bezahlt machen; dies umfasst den Einsatz mehrerer Abdichtungstechnologien und die Vermeidung von kostspieligen Reparaturen, Betriebsunterbrechungen und Stillstandszeiten bei elektrischen Anlagen und Telekommunikationssystemen.

Sie haben Fragen?

Kontakt

Quellenangaben

Bartlett S. Natural Disaster Management „Down-under“ 3Ps. IEEE Power & Energy Society, 2016.

Brody S, Rogers M, Siccardo G. Why, and how, utilities should start to manage climate-change risk. IN: Climate-change Adaptation for US Utilities, McKinsey & Company, April 2020.

CCES. Center for Climate and Energy Solutions. Extreme Weather and Climate Change. https://www.c2es.org/content/extreme-weather-and-climate-change/. Juni 2020.

Cruse E. Damage from storms Dennis and Ciara set to cost more than ₤360 million. The Evening Standard, 7. März 2020.

EURACTIV. Extremwetter hat fast eine halbe Billion Kosten in Europa verursacht. Euractiv.com. Juni 2020.

European Disaster Risk Management. European Civil Protection and Humanitarian Aid Operations, Dezember 2020.

Bericht „Science for Policy“ des JRC. Power grid recovery after natural hazard impact. 2017.

Lerner A. The cost of downtime. Gartner Blog Network, https://blogs.gartner.com/andrew-lerner/2014/07/16/the-cost-of-downtime/, Juni 2014.

Little A. Storm Hardening 101: What Utilities Should Consider and Why. Alden Systems, Inc. April 2020. https://info.aldensys.com/joint-use/storm-hardening-101-what-utilities-should-consider-and-why.

Miyamoto International. Overview of Engineering Options for Increasing Infrastructure Resilience. Final Report. (Englisch) World Bank Group, 2019.

Nicolas CM, Rentschler J, Potter van Loon A, et al. Stronger Power: Improving Power Sector Resilience to Natural Hazards (Englisch). Washington, D.C. World Bank Group, 2019. http://documents.worldbank.org/curated/en/200771560790885170/Stronger-Power-Improving-Power-Sector-Resilience-to-Natural-Hazards

Richard, J. Grid Hardening and Resiliency. Leidos Inc., November 2018. https://docplayer.net/85747455-Grid-hardening-and-resiliency-by-alyson-rossini-and-jeffrey-richard.html

Smith, AB. 2010–2019: A landmark decade of U.S. billion-dollar weather and climate disasters. NOAA Climate.gov. https://www.climate.gov/author/adam-b-smith. Januar 2020.

Thompson, Geoff. Severe cyclones are spreading further south and it could mean tens of billions in damages. ABC News, März 2020. https://www.abc.net.au/news/2020-03-06/cyclones-spreading-south-could-cause-tens-of-billions-in-damage/12020218.

USGCRP. Impacts, Risks, and Adaptation in the United States: Fourth National Climate Assessment, Volume II.  Reidmiller, D.R., et al., eds. U.S. Global Change Research Program, 2018.