Til hovedinnhold
Angst på havets bunn
Relaterte tema

Publisert 11. november 2011

Trodde du at en kabel er en sjelløs metalltråd pakket i plast? Der tok du feil. En kabel har sjel. Den kan få bulimi, angst og skjelvetokt. Ugreit på land. Enda mer ugreit på havets bunn. Best å sørge for at den er mest mulig robust før den senkes.

Tekst: Albert H. Collett

Bulimi heter magnetisk metning på kabelspråk. Den oppstår ved spenningssetting av kabelen fra en transformator. Angst heter overspenning. Den kan oppstå ved bryterkoplinger. Skjelvetokt heter vibrasjoner i tilkoplet motorlast. Vibrasjonene kan komme på grunn av elektrisk ubalanse i kabelen, eller på grunn av interharmoniske svingninger forårsaket av kraftelektroniske omformere.

Best å forebygge
Verken bulimi, angst eller skjelvetokt er noe å trakte etter, enten vi er menneske eller kabel. Forebygging er langt å foretrekke framfor behandling. Faggruppen som Bjørn Gustavsen tilhører, har ord på seg for å være fremragende forebyggere av slike problemer.
- Vi har bygd opp et sterkt miljø på slike analyser. Magnar Hernes er vår spesialist på kraftelektroniske omformere, Nicola Chiesa er vår mann på lavfrekvent transformatormodellering, mens jeg selv sysler med kabler og høyfrekvent transformatormodellering, forteller Gustavsen.

Verktøykasse
Kjekt å vite, for nerveproblemene begrenser seg ikke til kabler. De kan ramme alle typer komponenter som inngår i undervanns kraftforsyning. Derfor har faggruppen jobbet i flere år med modellering og simulering av kraftsystemene, og da spesielt med kabler, omformere og transformatorer.
- Vi har utviklet verktøy og erfaring som gjør det mulig å simulere den elektriske oppførselen til undervanns kraftsystemer i detalj, fra 50 Hz og opp til mange ti-talls kHz. Delene i verktøykassen har blitt brukt under simulering av både oppstart, drift, nedkjøring og feil.

PETROMAKS
Kompetanseutviklingen har i stor grad skjedd gjennom tre prosjekter med brukermedvirkning (KMB) under Forskningsrådets PETROMAKS-program. Prosjektet "Power supply to subsea installations" avsluttes i år.
- For tiden har vi også glede av god tilgang til høyt kvalifiserte medarbeidere fra EU i tillegg til det etablerte samarbeidet med NTNU. Eksempelvis har vi hatt post doc Andrea Ubolli Macco her i to år. Han har blant annet sett på teknikker for effektiv tidssimulering ved bruk av nettverksekvivalenter, forteller Bjørn Gustavsen. 

Navlestrengskabler
Navlestrengskabler (umbilicals) inneholder ofte en hel rekke komponenter. Foruten en-leder mellomspenningskabler til pumper og kompressorer, finner man gjerne også signalkabler, fiberoptikk og slanger/rør for hydraulikk og kjemikalier. Før slike kabler senkes ned i dypet, er det særdeles nyttig å ha brukt verktøykassen på dem. Med den for hånd kan man beskrive den elektriske oppførselen, og eksempelvis beskrive transiente forløp. Transient betyr ikke stasjonært, i dette tilfellet avvik fra den normale oppførselen. På havets bunn handler det om kabler på flere titalls kilometer. Da kan store spenningsfall forekomme. Verktøykassen kan brukes til å sjekke i detalj hva som skjer.

Navlestrengskabler inneholder flere komponenter. Foruten en-leder mellomspenningskabler til pumper og komprressorer, finner man gjerne også signalkabler, fiberoptikk og slanger /rør for hydraulikk og kjemikaler.
Foto: Oddgeir Rokseth

UFIELD
Til elektrisk modellering av navlestrengskabler benytter forskerne analyseverktøyet UFIELD, som SINTEF opprinnelig utviklet for Nexans for å kunne regne på signaldemping i kontrollkabler. I KMB-prosjektet er verktøyet videreutviklet for å regne på såkalte kraftumbilicals.
Partnerne i KMB-prosjektet har framskaffet en navlestrengskabel som forskerne har målt på og sammenlignet med UFIELD. Resultatet har blitt både overensstemmelser og avvik. Siden PETROMAKS går mot slutten, er det søkt om støtte til et nytt brukerstyrt innovasjonsprosjekt for videreutvikling av UFIELD.
- Vi har med oss Aker Solutions, FRAMO, Oceaneering og Technip på brukersiden. Så gjenstår det å se om vi får napp hos Forskningsrådet, smiler Gustavsen.

Også vindparker
Han har også andre jern i ilden. Sammen med professor Hans Kristian Høidalen på NTNU har han allerede fått innvilget støtte til et nytt KMB-prosjekt med tittelen “Electromagnetic transients in future power systems”. Transientene er altså med videre, det samme er kabler, transformatorer og brytere, men denne gangen handler det ikke om olje og gass.
Prosjektet er mer rettet mot tradisjonelle nett og vindparker. De byr på litt andre typer utfordringer, og faggruppen jakter på transiente problemstillinger som kan forventes i fremtidens nett.

Flere velkommen
Her er noen av de største vindturbinprodusentene i verden med, i tillegg til store kraftselskap. Statnett, Statkraft, Hafslund, Nexans, Vestas, Siemens, DONG Energy, National Grid, EirGrid, RTE, og EdF er alle velkjente navn i bransjen.
- Vi ønsker flere nettselskaper og industribedrifter velkommen inn i dette prosjektet, røper Gustavsen.

 

Bjørn Gustavsen

 

340 meter navlestrengkabel brukes til å kontrollere beregingsmodeller.
Foto: Oddgeir Rokseth