Diese Fallstudie beschreibt eine Sicherheitsüberwachung der Pipeline im mittleren Leistungsbereich Einsatz an einer 108 km langen Wasserhauptleitung, die eine Provinzhauptstadt in Südostasien versorgt. Im Rahmen des Projekts steht eine kosteneffiziente Leckortung in einem geografisch anspruchsvollen Gebiet im Vordergrund, in dem 23 von 35 Überwachungsstationen keinen Zugang zum Stromnetz haben – was den Einsatz solarbetriebener Messgeräte und drahtloser Telemetrie erforderlich macht.
1. Hintergrund des Projekts
Die Rohrleitung (DN800, PN16, duktiles Gusseisen mit Zementmörtelauskleidung) verläuft von einer Rohwasseraufbereitungsanlage am Mekong zu einer provinziellen Wasserverteilungszentrale im Nordosten Thailands. Die 2014 errichtete, 108 km lange Hauptleitung versorgt eine Bevölkerung von 890.000 Menschen in drei Bezirken mit etwa 180.000 m³/Tag. Der Auftraggeber – eine provinzielle Wasserversorgungsbehörde – stellte eine steigende Wasserverlustrate (UFW) fest, die innerhalb von 18 Monaten von 141 TP3T auf 231 TP3T angestiegen war, was auf alternde Fugenabdichtungen und unentdeckte kleine Leckagen entlang des ländlichen Abschnitts der Trasse zurückzuführen war.
Aufgrund von Budgetbeschränkungen war eine vollständige High-End-Implementierung nicht möglich, doch die Behörde verlangte eine zuverlässige Leckageerkennung mit Durchfluss- und Füllstandsüberwachung an kritischen Knotenpunkten. Die Mittelklasse Es wurde die Überwachungsarchitektur der Kacise-Pipeline ausgewählt – die ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistungsfähigkeit und Kosten bietet –, wobei eine schrittweise Erweiterung auf die High-End-Stufe im Zuge der Weiterentwicklung des Netzwerks vorgesehen ist. Einen Überblick über die mehrstufige Architektur finden Sie im Übersicht über die Plattform zur Überwachung der Pipelinesicherheit.
2. Herausforderungen
Die Betriebsbedingungen in Südostasien brachten einige Einschränkungen mit sich, die sich von denen typischer westlicher Pipeline-Installationen unterschieden:
- Kein Netzstrom an abgelegenen Stationen: 23 der 35 Messstellen befinden sich in landwirtschaftlichen Gebieten ohne Stromanschluss. Der Einsatz solarbetriebener Messgeräte mit Batterie-Backup war zwingend erforderlich, was eine sorgfältige Energieplanung für die kontinuierliche NPW- und akustische Korrelationsmessung erforderte.
- Risiken während der Monsunzeit: In der Region fallen jährlich 1.200–1.600 mm Niederschlag, der sich auf fünf Monate konzentriert. Bei der Dimensionierung der Solarmodule und der Wahl der Schutzart der Gehäuse mussten längere Bewölkungsphasen sowie hochwassergefährdete Zufahrtsstraßen berücksichtigt werden.
- Niederdruck-Betriebsbereich: Der Betriebsdruck der Rohrleitung liegt im Bereich von 2,5 bis 6,0 bar (deutlich unter den für Fernleitungen typischen 8 bis 16 bar). Niederdruck-NPW-Signale schwächen sich schneller ab, sodass für eine gleichwertige Empfindlichkeit engere Abstände zwischen den Messstationen erforderlich sind.
- Rohrabschnitte aus nichtmetallischen Werkstoffen: An mehreren Flussüberquerungen kommen HDPE-Rohrabschnitte (DN800, PE100) zum Einsatz, bei denen sich die Ausbreitung herkömmlicher akustischer Korrelationssignale von der in duktilem Gusseisen unterscheidet – was kalibrierte Geschwindigkeitsmodelle erforderlich macht.
- Technische Kapazitäten vor Ort: Das interne Team der Wasserversorgungsbehörde verfügt nur über begrenzte SCADA-Erfahrung. Das System musste einfach zu bedienen sein, über eine Benutzeroberfläche in thailändischer Sprache verfügen und nur minimalen Wartungsaufwand erfordern.
3. Lösung
3.1 Systemarchitektur – Mid-Range-Ebene
Die Mid-Range-Konfiguration nutzt dieselbe zentrale Sensorschicht wie die High-End-Architektur – NPW (1 kHz) und akustische Korrelation (8 kHz) –, allerdings mit selektiver Instrumentierung an Schlüsselknotenpunkten anstelle einer flächendeckenden Erfassung an jeder Station.
Jede der 35 Messstationen ist mit einem Druckwandler und einem Hydrofon für die Dual-Mode-Leckageerkennung ausgestattet. An 12 kritischen Knotenpunkten (Ventilkammern, Grenzen von Messgebieten, Hauptflussüberquerungen) umfasst die zusätzliche Ausrüstung ein KUFS2000A2 Ultraschall-Durchflussmesser zum Aufstecken (berührungslos, DN800, bidirektionale Durchflussmessung) zur Überprüfung des Wasserhaushalts und eine KUS660 – solarbetriebener Ultraschall-Füllstandssensor (Reichweite 10 m, 4–20 mA + RS485) zur Überwachung des Kammerfüllstands. Solar-RTU-Terminals (600-W-Module, 2,4-kWh-Lithiumbatterie) decken den zusätzlichen Strombedarf ohne Netzanschluss ab.
Die Cloud-Schicht nutzt die Cloud-IoT-Plattform mit nativer Unterstützung für mobile Apps – das standardmäßige KI-Modell zur Leckwarnung generiert Warnmeldungen mit einer Alarmierungszeit von weniger als 5 Minuten und einer Standortgenauigkeit von ±150–200 m. Umfassende Workflows für das Arbeitsauftrags- und Alarmmanagement sind enthalten, die auf die Wartungsverfahren des bestehenden Einsatzplanungssystems der Wasserwerke abgestimmt sind.
3.2 Konfiguration der Ausrüstung
| Bahnhofstyp | Anzahl | Wichtigste Ausrüstung | Stromquelle |
|---|---|---|---|
| Standard-Messstation | 23 | NPW-Wandler (1 kHz), akustisches Hydrofon (8 kHz), RTU mit 4G-Telemetrie | Solar 400 W + Batterie 1,2 kWh |
| Schlüsselknotenstation (mit Durchfluss + Füllstand) | 12 | Durchflussmesser KUFS2000A2 (DN800), Ultraschall-Füllstandsmessgerät KUS660 (10 m), NPW + akustisch | Solar 600 W + Batterie 2,4 kWh |
| Auslauf der Kläranlage | 1 | KUFS2000A2 Durchflussmesser, Druckmessumformer, Trübungsmessgerät | Netz + USV |
| Einfahrt zum Verteilzentrum | 1 | Durchflussmesser KUFS2000A2, Wasserqualitätsmessgerät KWS-800 (Basis-4-Parameter) | Netz + USV |
| Cloud-Plattform | 1 | KC-PipeGuard™ Cloud-IoT, BI-Dashboard, Server für mobile Apps | In der Cloud gehostet (AWS Singapur) |
3.3 Technische Spezifikationen: Mittelklasse vs. Zielvorgaben
| Parameter | Kundenanforderung | Geliefert (Mittelklasse) |
|---|---|---|
| Verfahren zur Lecksuche | NPW + Akustik | NPW 1 kHz + akustisch 8 kHz |
| Kleinste nachweisbare Leckgröße | Durchfluss von ≥3% (ca. 5,4 m³/h) | <2% (ca. 3,6 m³/h) |
| Genauigkeit der Leckortung | ±250 m | ±180 m (NPW + akustische Fusion) |
| Zeit bis zum Alarm (Leckage ≥ 3%) | <10 Min. | <3 Min. |
| Genauigkeit der Durchflussmessung | ±2% Lesezeit | ±1,01 TP3T (KUFS2000A2, bidirektional) |
| Füllstandsmessbereich | 0–8 m | 0–10 m (KUS660 Ultraschall), ±3 mm |
| Solare Autonomie (ohne Sonne) | 72 Stunden | 96 Stunden (überdimensionierte Batteriebank) |
| Datenübertragung | 4G-Mobilfunk | 4G LTE (Dual-SIM zur Redundanz) |
| Schutzart | Mindestens IP65 | IP66 (entspricht NEMA 4X) |
| Sprache der Benutzeroberfläche | Thailändisch + Englisch | Thailändisch + Englisch (Mobil + Web) |
3.4 Umsetzung
Das Projekt wurde innerhalb von 13 Wochen umgesetzt, einschließlich Standortvermessung, Bau der Solarfundamente, Installation der Sensoren und Inbetriebnahme des Systems. Dabei wurde ein stufenweiser Ansatz verfolgt: Der erste 25-km-Abschnitt (9 Stationen) wurde innerhalb von 6 Wochen in Betrieb genommen, um eine sofortige Abdeckung für das Segment mit dem höchsten UFW-Wert zu gewährleisten. Die übrigen Abschnitte wurden in zwei aufeinanderfolgenden Phasen in Betrieb genommen.
Befestigung des Durchflussmesser KUFS2000A2 Dies erwies sich als besonders vorteilhaft – es entfiel die Notwendigkeit, Rohre zu zerschneiden oder den Betrieb einer unter Druck stehenden Hauptleitung zu unterbrechen. Die Messgenauigkeit bei DN800 wurde anhand eines elektromagnetischen Referenzdurchflussmessers am Auslass der Kläranlage validiert, wobei über einen Vergleichszeitraum von 7 Tagen eine Übereinstimmung von ±0,8% erzielt wurde.
4. Ergebnisse
Die Leistungsdaten aus den ersten sechs Betriebsmonaten (April–September 2026, einschließlich der gesamten Monsunzeit) belegen die Wirksamkeit der Mid-Range-Konfiguration.
| Leistungskennzahl | Ausgangssituation (vorher) | Danach (System der mittleren Preisklasse) | Verbesserung |
|---|---|---|---|
| UFW-Satz | 23.1% | 11.7% | −11,4 Prozentpunkte |
| Leckageerkennungsrate (alle gemeldeten Leckagen) | 41% (Bedienungsanleitung) | 91% | +50 Seiten |
| Durchschnittliche Zeit vom Auftreten eines Lecks bis zu dessen Erkennung | 6,7 Tage (Kundenangaben) | 2,4 Minuten (automatisiert) | 99.971 TP3T schneller |
| Anzahl der lokalisierten und behobenen Leckagen | 4 (letzte 6 Monate) | 17 | +325% |
| Durchschnittlicher Fehler bei der Lokalisierung von Leckagen | k. A. (nicht lokalisiert) | ±160 m | k. A. |
| Verfügbarkeit der Solaranlage | k. A. | 99,81 TP3T (einschließlich Monsun) | k. A. |
| Produktivität der Außendienstmitarbeiter (aufgespürte Leckagen pro Patrouillentag) | 0.3 | 1,9 (systemgesteuert) | +533% |
Ein besonders bemerkenswertes Ereignis ereignete sich während einer dreitägigen Monsunperiode im August, als vier aufeinanderfolgende Tage mit starker Bewölkung die Solarstromerzeugung auf 35% der Nennleistung reduzierten. Der Batteriepuffer mit einer Autonomie von 96 Stunden gewährleistete während des gesamten Zeitraums eine unterbrechungsfreie NPW- und akustische Probenahme – an keiner Station wurden Datenlücken verzeichnet.
Zum Vergleich mit internationalen Richtwerten für Wasserverluste wurde die Fachgruppe für Wasserverluste der International Water Association bietet umfangreiche Referenzdaten zu Programmen zur Reduzierung von UFW in Regionen mit vergleichbaren klimatischen Bedingungen.
5. Schlussfolgerung
Die Sicherheitsüberwachung der Pipeline im mittleren Leistungsbereich Durch den Einsatz an dieser 108 km langen südostasiatischen Wasserhauptleitung konnte der UFW-Wert innerhalb von sechs Betriebsmonaten von 23,11 TP3T auf 11,71 TP3T gesenkt werden. Die Kombination aus NPW und akustischer Korrelationsmessung an jeder Station sowie selektiver Durchfluss- und Füllstandsüberwachung an kritischen Knotenpunkten sorgte für eine zuverlässige Leckageerkennung entlang der gesamten Strecke – einschließlich der 23 solarbetriebenen Stationen, die auch unter Monsunbedingungen unterbrechungsfrei in Betrieb waren.
Die Klemmbefestigung des Ultraschall-Durchflussmesser KUFS2000A2 hat die Betriebsunterbrechungen beseitigt, die normalerweise mit der Nachrüstung von Durchflussmessern an in Betrieb befindlichen Hauptleitungen verbunden sind. Die KUS660 – solarbetriebener Ultraschall-Füllstandssensor ermöglichte eine zuverlässige Überwachung des Kammerfüllstands, ohne dass an abgelegenen Standorten Investitionen in die elektrische Infrastruktur erforderlich waren.
Für Wasserversorger in Südostasien und anderen tropischen Regionen, die ähnliche Leitungsnetze mit knappen Budgets und eingeschränktem Netzzugang verwalten, bietet die „Mid-Range“-Stufe einen praktischen Einstieg in die solarbetriebene Rohrleitungsüberwachung, ohne dabei Abstriche bei der Erkennungsleistung zu machen. Der modulare Erweiterungsweg zur „High-End“-Stufe stellt sicher, dass die vor Ort eingesetzte Infrastruktur bei wachsenden Netzprioritäten und steigenden Budgets eine umfassende Erweiterung unterstützt, einschließlich umfassender Wasserqualitäts- und Gasdetektion. Weitere Informationen zur Rolle der Durchflussüberwachung für die Rohrleitungssicherheit finden Sie unter KUFS2000A2 – Produktübersicht.
Inbetriebnahme: März 2026 | Leistungsdaten: April–September 2026 | Rohrleitung: DN800, PN16, duktiles Gusseisen / HDPE, 108 km | Region: Nordost-Thailand (Mekong-Becken)
