Opnieuw aanpassen voor het onderhoud van oude schakelinrichtingen
Wat kan er worden gedaan, als essentiële componenten in een oude schakelinrichting niet meer verkrijgbaar zijn? Normaliter zou het uit financieel oogpunt niet zinvol zijn een compleet nieuw onderdeel te ontwerpen. De oplossing van EPS GmbH vereist echter maar een fractie van de kosten voor een nieuwe inrichting of een nieuw ontwerp. Voor dit probleem heeft HARTING de handen ineen geslagen om een industriële standaardconnector aan te passen aan de specifieke eisen van de oude technologie.
Voor machines en faciliteiten met een gebruikslevensduur van 30 jaar kunnen onderhoud en service een grote uitdaging zijn. Componenten worden niet meer gemaakt en zijn niet langer verkrijgbaar. De opslag van dergelijke componenten is niet rendabel en is vaak niet mogelijk. Veel componenten voldoen niet meer aan de huidige technische eisen en kunnen problematische stoffen bevatten zoals asbest, kwik of PCB's.
Een nieuw onderdeel ontwerpen of de oude schakelinrichting vernieuwen?
"In een van de energiecentrales van onze klant waren kritieke componenten in een historisch oude schakelinstallatie niet langer beschikbaar. Een een-op-een-vervanging van de oude onderdelen door nieuwe componenten is niet mogelijk. Dit heeft het onderhoud voor de complete centrale in gevaar gebracht. Dus, wat konden we doen?" Benedikt Holtmann, directeur van EPS Energy Protection Services GmbH, beschrijft de uitgangssituatie. EPS is sinds 2013 actief op de markt en bedient internationale klanten op alle gebieden van elektrische energie en voeding. EPS maakt voedingsstrategieën, neemt de turnkeyconstructie en de inbedrijfstelling voor haar rekening en onderhoudt zelfs de inrichtingen. Deze bevatten ononderbreekbare voedingen (UPS), gelijkrichter- en invertersystemen, voedingen met speciale vereisten, accusystemen en de constructie van hun speciale apparaten.
Elektrische tests en een test voor aardbevingsbestendigheid zorgen ervoor dat de contacten niet loskomen; zelfs niet bij seismische trillingen. Het was ook noodzakelijk om de veiligheid van de isolatie tussen de contactpennen onder hoge stromen te bewijzen.
Bij de energiecentrale van de EPS-klant leek noch een nieuw ontworpen oplossing noch een nieuwe faciliteit rendabel te zijn. Dit specifieke probleem had betrekking op een 19"-rek in een schakelkast. Deze insteekunit met elektronische, elektrische en mechanische componenten die niet meer worden gemaakt, hadden een speciaal formaat. De interfaces waren zwevend in een frame gemonteerd en werden blind in de tegenoverliggende zijde op een zelfuitlijnende manier ingestoken (blindkoppelingsconnector). De insteekrekconnectoren waren daarom de belangrijkste componenten waarvoor een oplossing moest worden gevonden.
"Noch de oude fabrikant, noch de oude gereedschappen waren beschikbaar en een nieuw ontworpen onderdeel was uitgesloten. Daarom zochten wij naar een technisch haalbare en economisch gerechtvaardigde strategie. Het ontbrak ons echter aan de speciale expertise om stekkercontacten te gebruiken voor zo'n speciale oplossing", zegt de EPS-directeur over het probleem.
Benedikt Holtmann, Managing Director van EPS Energy Protection Services GmbH (links), en Heinrich Schmettkamp, Sales Engineer voor HARTING Field Service (rechts), bedachten samen de aanpassing.
De veldservice van HARTING heeft de mogelijke opties aan ons uitgelegd: "De industriële modulaire connector Han-Modular® is ideaal voor dergelijke eisen. Deze kan verschillende modules combineren, zoals nodig is voor het verzenden van signalen, data, energie en perslucht binnenin één connector. Met HARTING Customised Solutions hebben we een aparte divisie die aanpassingen op maat kan maken," legt Heinrich Schmettkamp, sales engineer voor HARTING field service, uit.
Projectplanning voor een maatwerkconnector
Ons doel was de industriële standaardconnector van Han-Modular® aan te passen, zodat deze aan de eisen van de oude schakelinrichting zou voldoen. Met de 19"-insteekunit, het zwevend lager en de blindkoppelingstechnolgie waren het ontwerp en de afmetingen al vastgelegd binnen zeer nauwe grenzen. De prestatievereisten, zoals de stroomvoerende capaciteit en de mechanische sterkte van de stekkercontacten, moesten ook in acht worden genomen.
Door het aanpassen van een gestandaardiseerde industriële connector aan de insteekunit van de oude schakelinrichting konden de kosten worden beperkt tot een fractie van de kosten voor een nieuwe inrichting of een nieuw ontworpen onderdeel.
De implementatiefasen bevatten de voorbereidende gesprekken met de verkoopafdeling, het achterhalen van de technische vereisten met de afdeling projectengineering van HARTING, de beginstrategieën van de specialisten ten aanzien van projectplanning, vervolgens een CAD-constructie en ten slotte een pilotserie met prototypes. De prototypes werden dan op de locatie in de oude centrale getest op mechanische compatibiliteit. Na een paar aanpassingen was de oplossing eindelijk gereed voor standaardproductie. Daarna volgden elektrische tests en een test voor aardbevingsbestendigheid. "Deze tests zorgen ervoor dat de contacten niet losraken, zelfs niet bij seismische trillingen. Het was ook noodzakelijk om de veiligheid van de isolatie tussen de contactpennen onder hoge stromen te bewijzen", vat Benedikt Holtmann samen met betrekking tot de eisen voor de kwaliteitstests.
De gewenste varianten werden toen voor de connector gedefinieerd. De 24 stuurcontacten moeten verschillende elektrische toewijzingen, kleuren en labels hebben, terwijl deze mechanisch onveranderd blijven. In eerste instantie werden er 100 insteekmodules voor de oude schakelinrichting geproduceerd. Binnen drie jaar dienen er vele honderden units te worden geleverd.
Door een standaard industriële connector aan te passen om het oude schakelmateriaal in te steken, konden we de kosten beperken tot een fractie van de kosten voor een nieuw systeem of een nieuwe ontwikkeling.
Benedikt Holtmann
EPS Diensten voor energiebescherming GmbH
De managing director van EPS benadrukt dat deze aanpassing van een industriële connector ook een commercieel succes is geworden, ondanks dat deze maar in een kleine oplage is gemaakt. Dit zou onder normale bedrijfsprocedures van een massaproducent nauwelijks mogelijk zijn geweest. De projectontwikkeling van de connector voor de oude schakelinrichting werd door een afzonderlijke afdeling van HARTING geïmplementeerd.
HARTING Customised Solutions
HCS richt zich ook op klantspecifieke systeembekabeling, inclusief kant-en-klare sets voor frequentieomvormers en sensorbekabeling. HCS is ook het contactpunt voor op maat gemaakte, nieuw ontworpen connectoren (bijvoorbeeld voor de medische technologie, voor zuur- en oliebestendige motorbekabeling of voor speciale behuizingen voor voedingsbronnen en stroomverdelingen).
Technisch perfect en economisch voordelig
De managing director van EPS GmbH beschouwt dit project voor de oude schakelinrichting om verschillende redenen als zeer succesvol: "Deze renovatie heeft het ons mogelijk gemaakt om de gebruikslevensduur van de oude inrichting met 20 jaar te verlengen. De connectoren zijn vervangen op een technisch correcte manier. De kwaliteit is hoog. De installatie-inspanning die nodig is voor de bekabeling is laag en de uitvaltijd van de faciliteit is minimaal." Aangezien de retrofit van de faciliteit gedeeltelijk wordt gedekt door de bestaande dekking, zijn er geen verdere kostbare goedkeuringen nodig door autoriteiten zoals de Duitse technische keuringsinstantie (TÜV). Er is geen noodzaak voor extra training (aangezien er voor het bedieningspersoneel geen veranderingen zijn ten aanzien van de bediening). Daarnaast is de veiligheid van de inrichting gegarandeerd, omdat de oude componenten zijn vervangen en de documentatievereisten laag zijn. De managing director benadrukt ook de uitstekende samenwerking met HARTING: "Het was zeer professioneel, collegiaal en plezierig."
Aan het eind is de commerciële factor echter van doorslaggevend belang: "Door het aanpassen van een industriële standaardconnector voor het aanbrengen in de oude schakelinrichting waren wij in staat om de kosten tot een fractie te beperken van wat deze zouden zijn voor een nieuw te ontwerpen onderdeel of een nieuwe inrichting", aldus Benedikt Holtmann. Voor hem was het ook belangrijk dat EPS, als relatief jong bedrijf, een dergelijk veeleisend technisch vernieuwingsproject succesvol heeft geïmplementeerd – qua vorm, werking en binnen budget.