Kunnen AC (wisselspanning) en DC (gelijkspanning) samen op één combikabel?

Onderzoek van studenten van de Haagse Hogeschool en Hogeschool van Amsterdam bij The Green Village TU Delft geeft antwoord op deze vraag.

Bijna een jaar geleden heeft Wilfred Akerboom, van CityTec bij een NEN bijeenkomst op de TU in Delft een discussie geleid over de versnelde invoering van DC (gelijkspanning) in de openbare verlichting. Hij noemde daar voor het eerst de mogelijkheden om de combikabel met daarop zowel AC (wisselspanning) als DC te gebruiken. Op diezelfde universiteit, op het terrein van The Green Village, hebben 12 eindejaarsstudenten Elektrotechniek het afgelopen half jaar voor CityTec, in samenwerking met Stedin en Joulz, onderzoek gedaan én antwoord gekregen op deze vraag.

Waarom dit onderzoek?

In Nederland zijn verreweg de meeste lichtmasten aangesloten op een combikabel, een kabel die elektriciteit levert aan zowel woningen en gebouwen als lichtmasten. Als lichtmasten echter branden op een gelijkspanningskabel, bespaart dit veel energie en geld en is het bovendien ook nog eens veiliger. Tot nu toe is hiervoor echter wel een separaat gelijkspanningsnet voor nodig en dat is iets wat vaak nog lastig te realiseren is. De oplossing is om in de huidige combikabel naast wisselspanning voor de energievoorziening voor huizen ook een gelijkspanningscircuit voor de energievoorziening van lichtmasten te laten stromen.

The Green Village

Op de TU in Delft is de Green Village ingericht, een levend laboratorium waar onderzoekers, bedrijven en studenten samen op zoek gaan naar duurzame en innovatieve energieoplossingen. Op het terrein van The Green Village is een test-combikabel neergelegd. Studenten van de Haagse Hogeschool gaan kijken in hoeverre een AC/DC combikabel bedrijfszeker is, veilig is voor installateurs, eindgebruikers en passanten en welke apparatuur geschikt is.

combikabel 1

Het onderzoek

Deelvragen

  1. Wat zijn belangrijke parameters van de combikabel en hoe ziet het simulatiemodel voor de combikabel eruit?
  2. Hoe gedraagt de combikabel zich in de normale bedrijfssituaties (steady state bij 50 Hz?)
  3. Wordt de DC beveiliging beïnvloed door AC belasting?

Resultaten

Het simulatiemodel met de combikabel klopt met praktijkmetingen en de DC (aardlek-)beveiliging wordt NIET beïnvloed door schakelende AC belasting.

Aan de hand van de metingen die aan de kabel verricht zijn, is het duidelijk dat de inductie van de kabel de grootste invloed heeft op eventuele overspraak (elektromagnetische invloed van de ene ader op de ander)  tussen de aders. Bij grote belasting op de hoofdader is er duidelijk overspraak zichtbaar op de hulpader.

Conclusie

De eerste testen geven een positief resultaat omdat het niet is gelukt om door overspraak op de hulpaders de current router (beveiliging) te la­ten trippen. Hierbij is er geprobeerd de overspraak zo groot mogelijk te maken door o.a. het snel schakelen van grote stromen.

Het is dus mogelijk om DC op de hulpaders van de combikabel te zetten met AC op de hoofdaders.

combikabel 2

Aanbevelingen

Als vervolg op dit onderzoek is het advies de meting te herhalen, waarbij er wordt getest op een langere kabel  met moffen (aftakkingen van een kabel) en hogere stromen. Door hierbij de belasting aan het eind van de kabel te plaatsen, kan hierbij een worst-case worden gemeten welke in de praktijk  kan voorkomen. Verder was het niet toegestaan een AC kortsluiting te maken op de current router (beveiliging), wat van belang is te testen voor het garanderen van de veiligheid. Door het uitvoeren van simulaties van korstsluitingen in het simulatiemodel kan verder inzicht worden verkregen in het gedrag bij storingen in de kabelmoffen of  kabelstoringen  door graafwerkwerkzaamheden.

Conclusie CityTec

Wij zijn zeer tevreden over de resultaten van het onderzoek, de combikabel voldoet aan de verwachtingen. In samenwerking met The Green Village zal er gekeken worden naar de mogelijkheden voor een vervolgonderzoek. Ben je geïnteresseerd in het onderzoek of wil je meer weten over DC, neem dan contact op met Wilfred Akerboom tel. 06 5376 4660 of Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. JavaScript dient ingeschakeld te zijn om het te bekijken.

Met dank aan de studenten: Maikel Bauwens, Aran Belt, Lisanne Kesselaar, Kadri Koç, Jelle van Reeuwijk, Robin van Werkhoven, Nayib Boukadida, Menno Hondius, Marc Jagessar, Robin de Jong, Robert Meijerink, Jerry Schouten.

‘’Met behulp van nieuwe simulatiemodellen en verificatie door metingen weten we nu meer over het gedrag van gelijktijdig AC en DC over dezelfde kabel, de zogenoemde Combikabel. Met name de overspraak tussen de hoofd- en hulpaders is onderzocht in het geval van een constante belasting en kortsluiting in het AC net. De metingen en simulaties laten zien dat het technisch mogelijk moet zijn’’
Dr. ir. Peter van Duijsen, CEO Simulation Research

De openbare ruimte is voor CityTec niet zomaar een werkterrein. Het is onze passie, onze inspiratiebron, waarin we onderzoekend en onbevooroordeeld speuren naar nieuwe mogelijkheden.

Vragen over onze dienstverlening? Bel ons op 088 - 895 90 00

Menu

© 2015-2018 CityTec