Intelligente Netzüberwachung

Automa­tisch melden­des, per­ma­nent instal­liertes akustis­ches Überwachungssys­tem auf Hydro­fon-Basis im Medi­um Wass­er, instal­liert in Hydran­ten oder auf Transportleitungen.

Zur Ver­mei­dung von Infra­struk­turschä­den, zur Min­imierung von Wasserver­lus­ten und zur Kostenop­ti­mierung durch koor­dinierte Bau­mass­nah­men bei Repara­turen haben eine aktive Leck-Kon­trolle und die Anwen­dung von Wasserver­lus­t­analy­sen einen mass­ge­blichen Einfluss.

Wir haben bei der Entwick­lung von LORNO uns zum Ziel geset­zt, die vielfälti­gen Auf­gaben durch ein web­basiertes Man­age­mentsys­tem den Ver­ant­wortlichen zu erle­ichtern. Das Sys­tem beste­ht aus den Komponenten:

• automa­tisch meldende Leckschwellenüber­schre­itung durch Analyse der Schallwellen
• Doku­men­ta­tion der ver­baut­en Arma­turen mit Ver­linkung auf GIS
• Auf­gaben­ver­wal­tung, ‑kon­trolle und deren Dokumentation
• automa­tis­che Selb­stüberwachung des Systems
• bidi­rek­tionales Kom­mu­nika­tion­snetz (mit­tels Mobilfunk)

LORNO ist ein fest instal­liertes Sen­sor­net­zw­erk zur automa­tis­chen Erken­nung von Leck­a­gen in Trinkwasser­leitun­gen. Das Sys­tem wird in beste­hende Trinkwasser­leitungsnet­ze nachgerüstet, indem Hydran­ten mit den Kom­po­nen­ten Hydro­fon, Elek­tron­ikein­heit und Funkmod­ul aus­gerüstet wer­den. Eben­so kann das Sys­tem in Trans­portleitun­gen mit­tels Anbohrschelle einge­baut werden.

Das Sys­tem über­mit­telt automa­tisch bei entsprechen­den Über­schre­itun­gen der Leckschwellen.
In der Schweiz ist das Sys­tem bere­its in über 100 Städten und Gemein­den sowie am Flughafen in Zürich erfol­gre­ich im Ein­satz. Die Ver­ant­wortlichen wer­den bei ihren Auf­gaben sin­nvoll und schnell unter­stützt, was in der Prax­is zu ein­er deut­lichen Verbesserung in Bezug auf Infra­struk­turschä­den, Wasserver­lust und Arma­turenüberwachung geführt hat.

Lecküberwachung auch in PE Rohren

Durch den Aus­bau von gemis­cht­en Net­zen aus Kun­st­stoff und Guss wird die herkömm­liche Leck­o­r­tung mit Akustik-Log­gern vielfach erschw­ert, da die Schal­lüber­tra­gung an den Rohren oder Arma­turen durch Dämp­fung in Kun­st­stof­frohren schlecht zu lokalisieren ist. Leck­a­gen in Trinkwasser­leitun­gen verur­sachen Leck­geräusche durch das an der Leck­stelle unter hohem Druck ausströ­mende Wass­er,. Die Geräusche bre­it­en sich im Wass­er über weite Dis­tanzen aus und sind über geeignete Sen­soren auf der Rohrwan­dung, auf angeschlosse­nen Arma­turen und ins­beson­dere im Wass­er messbar.

Unser Sys­tem LORNO misst den Schall direkt mit einem Hydro­fon im Medi­um Wass­er und nicht wie in Akustik­log­gern üblich über den Umweg der Rohrwan­dun­gen mit einem Vibra­tionsaufnehmer (Accelerom­e­ter). Dabei macht sich unser Sys­tem den Umstand zu Nutze, dass das an der Leck­stelle unter Druck aus­tre­tende Wass­er nicht nur die Rohrwan­dung zum Schwin­gen bringt, son­dern haupt­säch­lich Druck­pul­sa­tio­nen in die Wasser­säule ein­leit­et, welche sich darin in einem tief­fre­quenten Bere­ich als lon­gi­tu­di­nale Druck­wellen über weite Dis­tanzen aus­bre­it­en können.

In Abhängigkeit vom ver­legten Leitungs­ma­te­r­i­al, vom Leitungs­durchmess­er, Net­z­druck und der Art und Grösse der Leck­age kön­nen die Leck­geräusche mit einem Hydro­fon über Dis­tanzen von 300m bis über 600m detek­tiert wer­den. Bei der Überwachung von Trans­portleitun­gen liegt diese Dis­tanz sog­ar noch höher.

Die Schal­lüber­tra­gung bei Kun­st­stof­frohren im Medi­um Wass­er ist dabei fast unverän­dert gut. Es verän­dert sich lediglich die Fre­quenz der Schall­wellen. Leck­a­gen erzeu­gen Ver­wirbelun­gen im Wass­er und es entste­hen hochfre­quente Schall­wellen in Guss­rohren, in Kun­st­stof­frohren dabei tief­fre­quente Schallwellen.

Bei Ein­treten eines Ereigniss­es wird dies über das Mobil­funknetz an das web­basierte Sys­tem gesendet und ist somit für den Ver­ant­wortlichen ohne Vor-Ort-Bege­hung sicht­bar. Alle Mel­dun­gen kön­nen eben­so par­al­lel über vordefinierte Empfänger per SMS oder Email ver­schickt wer­den. Die Kom­mu­nika­tion erfol­gt zwis­chen Messstelle und Serv­er über eine sichere https Verbindung. Der Lorno Serv­er ver­wal­tet die Dat­en und stellt über ein Webin­ter­face die Benutzer­schnittstelle zum Sys­tem zur Verfügung.

Im LORNO-Mess­mod­ul ist die Auswerte- und Kom­mu­nika­tion­sein­heit des LORNO Hydran­ten enthal­ten. Leck­erken­nungsal­go­rith­men ver­ar­beit­en die gemesse­nen Dat­en und lösen eine Leck­mel­dung aus, sobald ein Leck erkan­nt wurde.

Eine Inter­ven­tion vor Ort für das Ausle­sen von Mess­dat­en oder für die Kon­fig­u­ra­tion von Mod­ulen ist im Nor­mal­be­trieb nicht notwendig. Ein­stel­lun­gen wie z.B. das Ein­stellen von Para­me­tern für die automa­tis­che Erken­nung ein­er Leck­age kön­nen über die Web-Benutzer­schnittstelle vorgenom­men wer­den. Die Ein­stel­lun­gen wer­den über das Daten­funknetz an das Mod­ul gesendet. Das Sys­tem ist für einen wartungs­freien Betrieb über mehrere Jahre aus­gelegt. Kri­tis­che Zustände, welche eine Inter­ven­tion vor Ort notwendig machen, wer­den durch das Sys­tem mit­tels detail­lierten Sys­tem­mel­dun­gen gemeldet. Die Bedi­enung des Sys­tems erfol­gt über die LORNO Webap­p­lika­tion. Über die Webap­p­lika­tion kann der Benutzer Mel­dun­gen ein­se­hen und bear­beit­en, LORNO-Hydran­ten fer­n­para­me­tri­eren sowie Sys­te­me­in­stel­lun­gen vornehmen.

Erfahrungen

Vielfach wer­den mit diesem per­ma­nen­ten Überwachungssys­tem Leck­a­gen aufgedeckt, welche momen­tan noch sehr klein sind. Dadurch kön­nen grössere Folgeschä­den ver­mieden wer­den. Ein Sys­tem mit Daten­log­gern, welche auf Wasser­leitun­gen und Arma­turen aufge­set­zt wird, erfordert im Falle von vorhan­de­nen Kun­st­stof­fleitun­gen im Netz eine hohe Dichte an Log­gern, welch­es bei ein­er Wirtschaftlichkeits­berech­nung im Ver­gle­ich zu LORNO zwin­gend zu berück­sichti­gen ist.
Ein unschätzbar­er Vorteil ist das Vorhan­den­sein von his­torischen Dat­en, welche bei ein­er Beurteilung von Leck­mel­dun­gen und deren Erneuerungsstrate­gien von grossem Nutzen sind.

LORNO auf der AQUATECH 2017: Halle 1– Stand 308