Die Erfindung betrifft eine Abgrenzeinheit für einen Rohrabschnitt, insbesondere einen Rohrabschnitt einer Pipeline, ein Pipelinesystem mit einer Pipeline sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Pipelinesystems mit einem Rohrabschnitt.

Abgrenzeinheiten für Pipelines sind bekannt und werden dazu benötigt, auf die Pipeline eingekoppelte Ströme gegen das umgebende Erdreich über speziell zu diesem Zweck eingebrachte Erder abzuleiten, sowie die Spannung zwischen der Pipeline und in der Nähe befindlichen, elektrisch leitenden Strukturen zum Zwecke des Personen- und Sachschutzes zu begrenzen.

Bisher bekannte Abgrenzeinheiten wurden mit vorbestimmten Grenzwerten, Abtastraten und gegebenenfalls Zeitplänen betrieben, deren genaue Werte auf Schätzungen und Simulationen beruhten. Aufgrund dessen sind die Grenzwerte, Zeitpläne oder Abtastraten nicht auf den realen Einsatz optimiert und es kann nicht auf Änderungen in der Umgebung der Pipeline reagiert werden.

Dies führt zu einem weniger effizienten Betrieb der Abgrenzeinheit und somit des gesamten Pipelinesystems.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Abgrenzeinheit, ein Pipelinesystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Pipelinesystems bereitzustellen, das einen effektiven und flexiblen Betrieb ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Abgrenzeinheit für einen Rohrabschnitt, insbesondere einen Rohrabschnitt einer Pipeline, mit wenigstens einer Schutzkomponente, einer Steuereinheit zur Steuerung der Schutzkomponente und einer Kommunikationseinheit zur Kommunikation mit einer entfernten Überwachungsstation. Die Kommunikationseinheit ist dazu eingerichtet, Steuerbefehle von der Überwachungsstation zu empfangen. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die Schutzkomponenten in verschiedenen Betriebsmodi zu betreiben, um die Spannung des Rohrabschnitts unterhalb wenigstens eines Grenzwerts zu halten, und die Betriebsmodi aufgrund von durch die Kommunikationseinheit empfangenen Steuerbefehlen zu ändern.

Dadurch, dass die Steuereinheit mittels der Kommunikationseinheit Steuerbefehle von einer Überwachungsstation empfangen kann, können die Betriebsmodi der Abgrenzeinheit aus der Entfernung angepasst werden. Auf diese Weise kann auf reale Gegebenheiten am Standort der Abgrenzeinheit Rücksicht genommen werden und auch Änderungen in der Umgebung berücksichtigt werden.

Eine Abgrenzeinheit ist beispielsweise eine Überspannungsschutzvorrichtung, die transiente Überspannungen, temporäre Überspannungen und/oder stationäre Überspannungen auf Spannungen unterhalb jeweiliger Grenzwerte begrenzt. Insbesondere speist eine Abgrenzeinheit keinen Strom in den Rohrabschnitt ein. Dies stellt einen Unterschied zu kathodischen Korrosionsschutzsystemen dar, die ebenfalls für einzelne Rohrabschnitte einer Pipeline zum Einsatz kommen.

Die Kommunikationseinheit kann auch Teil der Steuereinheit sein.

Beispielsweise ist die Spannung des Rohrabschnitts die Spannung gegenüber unbelasteter Erde, d.h. in Bezug auf die Abgrenzeinheit somit die Spannung zwischen dem Erdungsanschluss und dem Pipelineanschluss.

Grundsätzlich handelt es sich erfindungsgemäß also um eine Abgrenzeinheit zur Ableitung von Überspannungen. Mit anderen Worten ist die erfindungsgemäße Abgrenzeinheit eingerichtet, Überspannungen abzuleiten.

In einer Ausgestaltung ist eine der wenigstens einen Schutzkomponente eine Leistungselektronik und/oder eine der wenigstens einen Schutzkomponente ist eine Funkenstrecke und/oder ein Varistor, wodurch verschiedene Überspannungen zuverlässig begrenzt werden können.

Beispielsweise ist die Leistungselektronik zur Begrenzung temporärer und/oder stationärer Überspannungen und/oder die Funkenstrecke und/oder ein Varistor zur Begrenzung transienter Überspannungen ausgebildet. In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, Messwerte, insbesondere die Spannung des Rohrabschnitts gegenüber der Erde, insbesondere einem Erder, die Spannung des Rohrabschnitts gegenüber einer Referenzelektrode und/oder die Stromstärke eines Ableitstroms, zu ermitteln, und die wenigstens eine Schutzkomponente in Abhängigkeit des Messwerts anzusteuern. Auf diese Weise kann die Abgrenzeinheit schnell und differenziert auf verschiedene Situationen reagieren.

Beim Erder handelt es sich beispielsweise um eine ins Erdreich eingebrachte Einrichtung, meist bestehend aus leitfähigem Metall, die die Aufgabe hat, sich aktiv an einer Stromführung zu beteiligen. Üblicherweise leitet die Abgrenzeinheit den Stromfluss von der Pipeline über den Erder in das umgebende Erdreich.

Eine Referenzelektrode ist zum Beispiel eine Einrichtung, die dazu dient, eine genaue Bestimmung des lokalen Erdpotentials zu ermitteln. Über eine Referenzelektrode wird kein Ableitstrom geführt. Eine Referenzelektrode kann ein spezielles Metallteil sein, kann aber auch eine Flüssigkeitselektrode sein, z.B. aus Kupfer/Kupfersulfatlösung.

In einer Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Messwerte mit einer Abtastrate zu bestimmen, wobei die Abtastrate durch den Betriebsmodus festgelegt ist. Auf diese Weise kann die benötigte Energie der Abgrenzeinheit eingestellt werden.

Beispielsweise bestimmt das Steuergerät den Messwert oder die Messwerte über einen vorgegebenen Zeitraum und übermittelt den oder die Messerwerte am Ende des Zeitraums an die Überwachungsstation. Somit erfolgt eine zyklische Übermittlung der Messdaten.

Der Zeitraum kann eine Minute, eine Stunde, ein Tag, eine Woche und/oder ein Monat sein.

Um eine zuverlässige Übertragung zu gewährleisten, ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Messwerte mittels der Kommunikationseinheit zu übertragen, insbesondere an die Überwachungsstation und/oder eine

Berechnungsvorrichtung. In einer Ausgestaltung umfasst wenigstens einer der Betriebsmodi einen Zeitplan, in dem verschiedenen Zeiten verschiedene Grenzwerte und/oder Abtastraten zugeordnet sind, und/oder der wenigstens eine Steuerbefehl umfasst einen Zeitplan zumindest teilweise, wodurch wiederkehrende, aber zeitlich begrenzte Belastungen des Rohrabschnitts gezielt begegnet werden kann.

Um verschieden auf unterschiedliche Arten von Überspannungen zu reagieren, kann der wenigstens eine Grenzwert wenigstens einen Wert für transiente Überspannungen, wenigstens einen Wert für temporäre Überspannungen und/oder wenigstens einen Wert für stationäre Überspannungen umfassen.

Der Grenzwert kann auch mehrere Werte für transiente, temporäre oder stationäre Überspannungen umfassen, beispielsweise drei Werte für temporäre Überspannungen unterschiedlicher Dauer.

Zur Anpassung des Grenzwertes ist der wenigstens eine Grenzwert durch den Betriebsmodus festgelegt und/oder der wenigstens eine Steuerbefehl umfasst den wenigstens einen Grenzwert zumindest teilweise.

In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Schutzkomponenten in wenigstens drei Zuständen zu betreiben, insbesondere einem aktiven Zustand, in dem die volle Funktionalität der Abgrenzeinheit zur Verfügung steht, einem Bereitschaftszustand, in dem die Schutzkomponenten nur zur Verhinderung temporärer und transienter Überspannungen betrieben werden, und einem passiven Zustand, in dem die Schutzkomponenten deaktiviert sind. Auf diese Weise kann die Abgrenzeinheit Wartungsarbeiten oder Messungen am Rohrabschnitt ermöglichen.

Beispielsweise kann die Abgrenzeinheit im passiven Zustand Messungen vornehmen, d.h. die Abgrenzeinheit ist im passiven Zustand nicht abgeschaltet.

Die Kommunikationseinheit kann eine Kommunikationseinheit für Mobilfunk, beispielsweise 4G- oder 5G-Mobilfunk, für ein Niedrigenergieweitverkehrnetzwerk, insbesondere Narrowband-loT, und/oder für ein Fernwirksystem sein, wodurch eine sichere Kommunikation gewährleistet ist. Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Pipelinesystem mit einer Pipeline mit wenigstens einem Rohrabschnitt, wenigstens einer Abgrenzeinheit wie zuvor beschrieben, die mit einem Rohrabschnitt der Pipeline elektrisch verbunden ist, und einer von der Abgrenzeinheit entfernten Überwachungsstation, die dazu ausgebildet ist, Steuerbefehle an die wenigstens eine Abgrenzeinheit zu übermitteln.

Die zur Abgrenzeinheit genannten Merkmale und Vorteile gelten gleichermaßen für das Pipelinesystem und umgekehrt.

Die Überwachungsstation ist insbesondere dazu eingerichtet, Messwerte von der wenigstens einen Abgrenzeinheit zu erhalten.

Selbstverständlich kann die Pipeline zumindest einen weiteren Rohrabschnitt haben und das Pipelineüberwachungssystem kann zumindest eine weitere Abgrenzeinheit haben, wobei die Abgrenzeinheiten jeweils einem der Rohrabschnitte zugeordnet und mit diesem elektrisch verbunden sind. Denkbar ist auch, dass je zwei oder mehr Abgrenzeinheiten einem Rohrabschnitt zugeordnet sind.

In einer Ausgestaltung weist das Pipelinesystem eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung, insbesondere einen Schaltschütz, eine Berechnungsvorrichtung, insbesondere einen Server, auf und/oder dass das Pipelinesystem weist wenigstens ein kathodisches Korrosionsschutzsystem auf, das mit einem Rohrabschnitt der Pipeline elektrisch verbunden ist, insbesondere auch mit der Abgrenzeinheit elektrisch verbunden ist. Auf diese Weise kann die Sicherheit bzw. Lebensdauer des Pipelinesystems weiter erhöht werden und/oder benötigte Rechenleistung dezentral vorgehalten werden.

Die zusätzliche Sicherheitseinrichtung kann separat von der Abgrenzeinheit sein.

Beispielsweise weist die Sicherheitseinrichtung einen elektrischen Bypass auf, der parallel zur Abgrenzeinheit verläuft und der den Rohrabschnitt und Erder verbindet. Im Bypass kann der Schaltschütz vorgesehen sein, der den Bypass unterbrechen oder leitend schalten kann.

Der Server kann ein Cloud-Server sein. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Pipelinesystems, insbesondere wie zuvor beschrieben, mit einem Rohrabschnitt und einer Abgrenzeinheit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Übermitteln von wenigstens einem Steuerbefehl von einer entfernten Überwachungsstation zur Abgrenzeinheit, und b) Betreiben von wenigstens einer Schutzkomponente der Abgrenzeinheit durch eine Steuereinheit der Abgrenzeinheit in einem Betriebsmodus, der anhand des Steuerbefehls bestimmt ist.

Die zur Abgrenzeinheit und/oder zum Pipelinesystem genannten Merkmale und Vorteile gelten gleichermaßen für das Verfahren und umgekehrt.

Insbesondere sind die Komponenten der Abgrenzeinheit und/oder des Pipelinesystems dazu ausgebildet und eingerichtet die jeweiligen Schritte des Verfahrens durchzuführen.

Um die Abgrenzeinheit in Abhängigkeit der Situation vor Ort steuern zu können, kann das Verfahren die folgenden Schritte aufweisen: a) Bestimmen wenigstens eines Messwertes durch die Abgrenzeinheit, insbesondere eines Messwerts der Spannung des Rohrabschnitts gegenüber der Erde, der Spannung des Rohrabschnitts gegenüber einer Referenzelektrode und/oder der Stromstärke eines Ableitstroms, b) Übermitteln des Messwertes an die Überwachungsstation und/oder die Berechnungsvorrichtung durch die Abgrenzeinheit, c) Auswerten des Messwertes und Bestimmen eines Steuerbefehls für die zumindest eine Abgrenzeinheit anhand des Messwertes durch die Überwachungsstation und/oder die Berechnungsvorrichtung, und d) Übermitteln des Steuerbefehls von der Überwachungsstation und/oder der Berechnungsvorrichtung an die zumindest eine Abgrenzeinheit.

In einer Ausgestaltung bestimmt die Überwachungsstation anhand des übermittelten Messwerts einen Belastungszustand des Rohrabschnitts und/oder den Wartungszustand der zumindest einen Abgrenzeinheit, insbesondere den Zustand eines Erders der Abgrenzeinheit. Auf diese Weise können notwendige Wartungsarbeiten rechtzeitig vorgenommen werden. Um das Pipehnesystem energiesparender zu betreiben, kann die Überwachungsstation und/oder die Berechnungsvorrichtung anhand des wenigstens einen Messwertes wenigstens einen erwarteten Zukunftswert abschätzt und anhand des Zukunftswerts einen angepassten Grenzwert, einen angepassten Zeitplan, eine angepasste Abtastrate oder einen angepassten Zustand ermitteln, insbesondere wobei die Überwachungsstation den Steuerbefehl, der den angepassten Grenzwert, den angepassten Zeitplan oder den angepassten Zustand berücksichtigt, erstellt und an die Abgrenzeinheit übermittelt.

Beispielsweise bestimmt die Abgrenzeinheit wenigstens einen Messwert, insbesondere einen Messwert der Spannung des Rohrabschnitts gegenüber der Erde, der Spannung des Rohrabschnitts gegenüber einer Referenzelektrode und/oder der Stromstärke eines Ableitstroms, und die Überwachungsstation und/oder die Abgrenzeinheit aktiviert die zusätzliche Sicherheitseinrichtung, insbesondere falls der Messwert einen Sicherheitsschwellwert übersteigt, wodurch die Sicherheit weiter gesteigert wird.

Beispielsweise wird bei der Aktivierung der Sicherheitseinrichtung der Schaltschütz geschaltet, sodass der Bypass leitend wird und den Rohrabschnitt direkt über den Erder erdet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 ein erfindungsgemäßes Pipelinesystem mit mehreren erfindungsgemäßen Abgrenzeinheiten,

Figur 2 eine Detailansicht einer Abgrenzeinheit gemäß Figur 1 , und

Figur 3 ein Ablaufschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Figur 1 ist ein Pipelinesystem 10 schematisch dargestellt.

Das Pipelinesystem weist eine Pipeline 12, eine Überwachungsstation 14, eine Berechnungsvorrichtung 16, mehrere Abgrenzeinheiten 18, mehrere kathodische Korrosionsschutzsysteme 20 (KKS) sowie wenigstens eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung 21 mit einem Schaltschütz 22 auf. Die Pipeline 12 hat eine Vielzahl an Rohrabschnitten 24, die jeweils durch em Isolierstück 26 miteinander verbunden sind.

Die Überwachungsstation 14 ist entfernt von der Pipeline 12 vorgesehen und weist wenigstens einen Steuerungsrechner 28 sowie ein Kommunikationsmodul 30 auf.

Die Überwachungsstation 14 ist beispielsweise eine Messwarte zur Pipelinesteuerung, beispielsweise eine Messwarte des Betreibers der Pipeline 12.

Die Berechnungsvorrichtung 16 ist ein Computer, beispielsweise ein Server, der auch dezentral, d. h. in einer Cloud, ausgebildet sein kann.

Die Berechnungsvorrichtung 16 ist im gezeigten Fall separat von der Überwachungsstation 14 ausgebildet. Sie kann jedoch auch Teil der Überwachungsstation 14, beispielsweise des Steuerungsrechners 28 sein, wie in Figur 1 gestrichelt dargestellt ist.

Je zwei Abgrenzeinheiten 18 sind einem der Rohrabschnitte 24 zugeordnet und elektrisch mit diesem verbunden. Ebenfalls sind die KKS 20 und die zusätzlichen Sicherheitseinrichtungen 21 einem der Rohrabschnitte 24 der Pipeline 12 zugeordnet.

Die KKS 20 sind mit dem jeweiligen Rohrabschnitt 24 in an sich bekannter Weise zum Korrosionsschutz mit dem Rohrabschnitt 24 verbunden.

Die Sicherheitseinrichtungen 21 sind mit dem jeweiligen KKS 20 bzw. der jeweiligen Abgrenzeinheit 18 des zugeordneten Rohrabschnitts 24 elektrisch verbunden.

Die zusätzliche Sicherheitseinrichtung 21 weist beispielsweise einen elektrischen Bypass 23 auf, der parallel zur Abgrenzeinheit 18 verläuft und der den Rohrabschnitt 24 und den Erder 37 verbindet. Im Bypass 23 ist der Schaltschütz 22 vorgesehen, der den Bypass 23 unterbrechen oder leitend schalten kann. In anderen Worten kann über den Bypass 23 - bei entsprechender Stellung des Schaltschütz 22 - der Rohrabschnitt 24 direkt mit dem Erder 37 elektrisch verbunden sein. Die KKS 20 können ebenfalls mit der Abgrenzeinheit 18 des jeweiligen Rohrabschnitts 24 elektrisch verbunden sein.

In Figur 2 ist eine Abgrenzeinheit 18 beispielhaft schematisch dargestellt.

Die Abgrenzeinheit 18 weist ein Gehäuse 32 und einen Erder 37 auf. Ferner kann die Abgrenzeinheit 18 eine Referenzelektrode 34 und/oder eine Antenne 36 aufweisen.

Das Gehäuse 32 weist beispielsweise einen Pipelineanschluss 38 und einen Erdungsanschluss 40 auf und kann einen Referenzelektrodenanschluss 42 und/oder einen Antennenanschluss 44 aufweisen.

Innerhalb des Gehäuses 32 weist die Abgrenzeinheit 18 mehrere Schutzkomponenten 46, eine Steuereinheit 48 sowie eine Kommunikationseinheit 50 auf.

Die Schutzkomponenten 46 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Leistungselektronik 52 und eine Funkenstrecke 54 und/oder einen Varistor 55.

Dabei ist die Leistungselektronik 52 zur Begrenzung temporärer und/oder stationärer Überspannungen und die Funkenstrecke 54 und/oder den Varistor 55 zur Begrenzung transienter Überspannungen ausgebildet.

Hierzu sind die Schutzkomponenten 46, d. h. die Leistungselektronik 52 und die Funkenstrecke 54 bzw. der Varistor 55 mit der Steuereinheit 48 elektrisch zur Steuerung verbunden.

Zur Ableitung von Überspannungen ist die Abgrenzeinheit 18 mittels des Pipelineanschlusses 38 mit der Pipeline elektrisch verbunden und mittels des Erdungsanschlusses 40 geerdet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Schutzkomponenten 46 sowie die Steuereinheit 48 parallel geschaltet und somit jeweils zwischen dem Pipelineanschluss 38 und dem Erdungsanschluss 40 vorgesehen.

Die Erdung der Abgrenzeinheit 18 erfolgt über den Erder 37, der mit dem Erdungsanschluss 40 verbunden ist. Der Erder 37 ist beispielsweise ein ins Erdreich eingebrachter Stab aus leitfähigem Metall, der dazu vorgesehen ist, sich aktiv an der Stromführung zu beteiligen.

Die Referenzelektrode 34 ist hingegen dazu vorgesehen, das lokale Erdpotenzial zu ermitteln. Über sie wird somit kein Ableitstrom geführt. Die Referenzelektrode 34 kann ein Metallteil sein, aber auch eine Flüssigkeitselektrode aus einer Kupfer/Kupfersulfatlösung sein.

Wenn eine Referenzelektrode 34 vorhanden ist, ist diese über den Referenzelektrodenanschluss 42 mit der Steuereinheit 48 verbunden.

Die Kommunikationseinheit 50 ist mit der Steuereinheit 48 elektrisch verbunden und kann insbesondere Teil der Steuereinheit 48 sein.

Die Kommunikationseinheit 50 kann mit der Antenne 36 elektrisch verbunden sein, beispielsweise über den Antennenanschluss 44. Denkbar ist jedoch auch, dass die Antenne 36 innerhalb des Gehäuses 32 ausgeführt ist, beispielsweise auf einer Leiterplatte, wie der Leiterplatte der Steuereinheit 48.

Die Kommunikationseinheit 50 ist eine Kommunikationseinheit für Mobilfunk, beispielsweise 4G- oder 5G-Mobilfunk, für ein Niedrigenergieweitverkehrnetzwerk (auch Low Power Wide Area Network, LPWAN oder LPN genannt), insbesondere Narrowband- loT, und/oder für ein Fernwirksystem.

Dementsprechend ist auch das Kommunikationsmodul 30 der Überwachungsstation 14 eine Kommunikationseinheit für Mobilfunk, für ein Niedrigenergieweitverkehrnetzwerk und/oder für ein Fernwirksystem.

Die Steuereinheit 48 kann über geeignete weitere Anschlüsse 56 mit dem KKS 20 und/oder dem entsprechenden Schaltschütz 22 des zugeordneten Rohrabschnitts 24 elektrisch zur Steuerung verbunden sein.

Die Abgrenzeinheit 18, genauer gesagt, die Steuereinheit 48, ist dazu eingerichtet, Messwerte zu ermitteln, beispielsweise die Spannung des Rohrabschnitts 24 gegenüber der Erde, d. h. dem Erder 37, die Spannung des Rohrabschnitts 24 gegenüber der Referenzelektrode 34 und/oder die Stromstärke eines Ableitstroms vom Rohrabschnitt 24 zum Erder 37. Die Messwerte können mit einer Abtastrate von der Steuereinheit 48 ermittelt werden und in der Steuereinheit 48 gespeichert werden.

Die Messdaten umfassen beispielsweise nicht den Strom, der vom KKS 20 in den Rohrabschnitt 24 eingeleitet wird.

Die Steuereinheit 48 ist dazu eingerichtet, die Schutzkomponenten 46, also die Leistungselektronik 52 sowie die Funkenstrecke 54 bzw. den Varistor 55 zu betreiben und daher anzusteuern.

Um transiente Überspannungen, temporäre Überspannungen und stationäre Überspannungen zwischen dem zugeordneten Rohrabschnitt 24 und der unbelasteten Erde zu begrenzen, ist in der Steuereinheit 48 wenigstens ein Grenzwert hinterlegt, der einen Wert für transiente Überspannungen, einen Wert für temporäre Überspannungen und einen Wert für stationäre Überspannungen umfasst.

Selbstverständlich können innerhalb einer Art der Überspannung noch weitere Werte in Abhängigkeit der Dauer eines Stromstoßes definiert sein. Beispielsweise sind temporäre Überspannungen in Bereiche mit drei verschiedenen Dauern unterteilt, wobei für jeden dieser Bereiche ein unterschiedlicher Wert als Grenzwert hinterlegt ist.

Außerdem ist die Steuereinheit 48 dazu eingerichtet, einzelne, mehrere oder alle Schutzkomponenten 46 zu deaktivieren.

Beispielsweise kann die Steuereinheit alle Schutzkomponenten 46 aktivieren (aktiver Zustand), sodass die volle Funktionalität der Abgrenzeinheit 18 zur Verfügung steht.

Auch kann die Steuereinheit 48 die Schutzkomponenten 46 lediglich zur Verhinderung temporärer und transienter Überspannungen betreiben, beispielsweise die Leistungselektronik 52 und die Funkenstrecke 54 bzw. den Varistor 55 derart ansteuern, dass nur die Grenzwerte für temporäre und transiente Überspannungen überwacht werden (Bereitschaftszustand).

Zudem kann die Steuereinheit 48 einen passiven Zustand fahren, in dem die Schutzkomponenten 46 abgeschaltet sind. Im passiven Zustand sind jedoch noch Messungen durch die Steuereinheit 48 möglich. Das heißt, die Abgrenzeinheit 18 ist nicht vollständig ausgeschaltet.

Auch kann in die Steuereinheit 48 einen oder mehrere Zeitpläne umfassen, die bestimmten Zeiten innerhalb einer Woche, eines Monats, eines Jahres oder in anderer zeitlicher Einteilung, verschiedene Grenzwerte, Abtastraten oder Zustände für Messungen umfassen.

Die Steuereinheit 48 kann somit die Schutzkomponenten 46 mit verschiedenen Grenzwerten und/oder Abtastraten, anhand verschiedener Zeitpläne und in verschiedenen Zuständen betreiben, sodass verschiedene Betriebsmodi möglich sind. Ein Betriebsmodus umfasst beispielsweise einen Grenzwert, einen Zeitplan, eine Abtastrate und/oder einen Zustand.

Zum Betrieb des Pipelinesystems 10 führen die einzelnen Komponenten, insbesondere die Überwachungsstation 14, die Abgrenzeinheit 18, insbesondere die Kommunikationseinheit 50 und die Steuereinheit 48, das in Figur 3 dargestellte Verfahren aus.

Die einzelnen Komponenten, insbesondere die Überwachungsstation 14, die Abgrenzeinheit 18, die Steuereinheit 48 und die Kommunikationseinheit 50 sind selbstverständlich dazu eingerichtet, die Schritte des Verfahrens durchzuführen.

In Schritt S1 bestimmt die Abgrenzeinheit 18, genauer gesagt, die Steuereinheit 48, einen Messwert.

Anschließend übermittelt die Steuereinheit 48 den Messwert mithilfe der Kommunikationseinheit 50 und der Antenne 36.

Die Übermittlung kann direkt im Anschluss an die Messung erfolgen. Denkbar ist jedoch auch, dass über einen vorbestimmten Zeitraum in Abständen der Abtastrate Messungen vorgenommen werden und die Messungen gesammelt übermittelt werden. Diese zyklische Übermittlung von Messdaten spart Energie.

Hierzu werden die Messwerte mittels der Kommunikationseinheit über ein Mobilfunknetz, ein Niedrigenergieweitverkehrnetzwerk oder ein Fernwirksystem übermittelt. In Figur 1 ist aus Gründen der Übersicht lediglich der Fall einer drahtlosen Übertragung mittels Mobilfunk oder eines Niedrigenergieweitverkehrnetzwerks (jeweils symbolisiert durch den Sendemast 58) symbolisch dargestellt.

Die Messwerte werden von der Überwachungsstation und/oder der Berechnungsvorrichtung 16 empfangen (Schritt S3) und anhand der Messwerte ein Steuerbefehl generiert (Schritt S4).

Der Steuerbefehl enthält beispielsweise eine Anweisung an die Steuereinheit 48, den Betriebsmodus zu ändern, d.h. einen geänderten Grenzwert bzw. geänderte Werte des Grenzwerts, eine geänderte Abtastrate, einen geänderten Zeitplan und/oder einen geänderten Zustand zum Betreiben der Schutzkomponenten 46.

Der Steuerbefehl wird dann im Schritt S5 an die Abgrenzeinheit 18 übermittelt. Hierzu kommen wieder die Kommunikationseinheit 50 und das Kommunikationsmodul 30 zum Einsatz, die die Steuerbefehle entsprechend übersenden.

In Schritt S6 wertet die Steuereinheit 48 den Steuerbefehl aus und ändert gegebenenfalls den Betriebsmodus der Schutzkomponenten 46 anhand der Inhalte des empfangenen Steuerbefehls. In anderen Worten betreibt die Steuereinheit 48 die Schutzkomponenten 46 nun in einem Betriebsmodus, der anhand des Steuerbefehls bestimmt ist.

Selbstverständlich steuert die Steuereinheit 48 die Schutzkomponenten 46 in Abhängigkeit des Messwerts auch selbstständig an, d. h. ohne und bevor ein Steuerbefehl übermittelt wurde, beispielsweise wenn ein Grenzwert für eine Überspannung überschritten wird (Schritt S7).

Außerdem ist es möglich, dass die Überwachungsstation 14 und/oder die Abgrenzeinheit 18 die zusätzliche Sicherheitseinrichtung 21 , wie den Schaltschütz 22 aktiviert, falls der Messwert einen Sicherheitsschwellwert übersteigt. Der Sicherheitsschwellwert kann sich dabei vom Grenzwert unterscheiden.

Beispielsweise schaltet die Abgrenzeinheit 18 den Schaltschütz 22 selbstständig, z.B. im Falle eines Defektes der Abgrenzeinheit 18. Auch kann die Überwachungsstation 14 einen Befehl an die Abgrenzeinheit 18 senden, den Schaltschütz 22 zu aktivieren oder zu schalten, woraufhin die Abgrenzeinheit 18 den Schaltschütz 22 entsprechend schaltet.

Der Steuerbefehl kann in Schritt S4 von der Überwachungsstation 14 und/oder der Berechnungsvorrichtung 16 auf verschiedene Weisen bestimmt werden.

Beispielsweise ermittelt die Überwachungsstation 14 im Schritt B1 einen Wartungszustand der Abgrenzeinheit 18, insbesondere einen Zustand des Erders 37. Anschließend ermittelt die Überwachungsstation 14 einen Betriebsmodus der Abgrenzeinheit 18, der optimal auf den Wartungszustand angepasst ist (Schritt B2) und bestimmt daraufhin einen Steuerbefehl, der die Steuereinheit 48 dazu veranlasst, den Betriebsmodus zu dem zuvor bestimmten optimalen Betriebsmodus zu ändern (Schritt B3).

Außerdem kann die Überwachungsstation 14 eine Wartung der entsprechenden Abgrenzeinheit 18 veranlassen, wenn der in Schritt B1 ermittelte Belastungszustand eine Wartung erforderlich macht (Schritt B4).

Auch kann die Überwachungsstation 14 anhand der Messwerte den Belastungszustand des der entsprechenden Abgrenzeinheit 18 zugeordneten Rohrabschnitts 24 ermitteln (Schritt P1 ) und anhand des Belastungszustands (d. h. der auftretenden Spannungen oder Ströme), geänderte Grenzwerte bestimmen (Schritt P2).

Hierzu kann die Überwachungsstation 14 auf die Berechnungsvorrichtung 16 zurückgreifen. Alternativ kann die Berechnungsvorrichtung 16 die Messwerte direkt von der Abgrenzeinheit 18 erhalten und der Überwachungsstation 14 geänderte Grenzwerte gemäß hinterlegten Algorithmen übermitteln.

In Schritt P3 bestimmt die Überwachungsstation 14 anhand der geänderten Grenzwerte einen Steuerbefehl.

Außerdem können anhand der Messwerte mittels der Überwachungsstation 14 oder von der Abgrenzeinheit 18 selbst, Steuerbefehle an das KKS 20 übermittelt werden, um eine verbesserte Steuerung des KKS 20 zu erreichen.

In einer weiteren Möglichkeit zur Generierung des Steuerbefehls gemäß Schritt S4 kann die Berechnungsvorrichtung 16 die Messwerte erhalten. Alternativ kann die Überwachungsstation 14 die Messwerte an die Berechnungsvorrichtung 16 weiterleiten.

Die Berechnungsvorrichtung 16 ermittelt dann in Schritt Z1 , anhand der aktuellen Messwerte der gleichen und/oder einer anderen Abgrenzeinheit 18 sowie optional Messwerte der Vergangenheit, erwartete Zukunftswerte des entsprechenden Messwerts, zum Beispiel eine zukünftig erwartete Spannung des Rohrabschnitts 24 gegenüber der Referenzelektrode 34 oder der Erde und/oder einer Stromstärke des Ableitstroms.

Die vergangenen Messwerte können dabei unmittelbar zurückliegende Messwerte sein, aber auch Messwerte, die zu einem gleichen Zeitpunkt in einem Zeitplan, beispielsweise an einem bestimmten Wochentag zu einer bestimmten Uhrzeit, gemessen wurden.

Anhand des erwarteten Zukunftswerts ermittelt die Berechnungsvorrichtung 16 in Schritt Z2 einen angepassten Grenzwert, einen angepassten Zeitplan, eine angepasste Abtastrate oder einen angepassten Zustand und übermittelt diesen an die Überwachungsstation 14.

Die Überwachungsstation 14 bestimmt dann in Schritt Z3 einen entsprechenden Steuerbefehl.

In anderen Worten nimmt die Berechnungsvorrichtung 16 eine Simulation, basierend auf den erhaltenen Messwerten vor. Auf diese Weise ist es möglich, dass der Betriebsmodus der Abgrenzeinheit 18 an die tatsächlichen Gegebenheiten vor Ort angepasst ist und nicht nur auf abgeschätzten Werten beruht.

Denkbar ist selbstverständlich auch, dass die Simulation selbst anhand der erhaltenen Messwerte verbessert wird, beispielsweise im Falle, dass die Simulation auf einem künstlichen neuronalen Netzwerk basiert.

Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Überwachungsstation 14 einen Steuerbefehl erstellt, der nicht auf erhaltenen Messwerten beruht. Soll beispielsweise eine Wartung von bestimmten Rohrabschnitten 24 durchgeführt werden, kann die Überwachungsstation 14 einen Steuerbefehl an die entsprechende Abgrenzeinheit 18 senden, um den Betriebsmodus entsprechend anzupassen.

Beispielsweise kann anhand der vergangenen Werte und der erwarteten zukünftigen Werte ermittelt werden, dass die Belastung des Rohrabschnitts 24 zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Woche sinkt. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn der Rohrabschnitt 24 in der Nähe eines Gewerbegebietes liegt, in dem am Wochenende nicht gearbeitet wird. In diesem Falle kann die Überwachungsstation 14 oder die Berechnungsvorrichtung 16 einen Zeitplan erstellen, der beispielsweise die Abtastrate für Tage an Wochenenden reduziert, wodurch Energie eingespart werden kann.

Auf diese Weise ist es möglich, das Pipelinesystem 10 sowohl effizient zu betreiben als auch vorausschauend Wartungen an einzelnen Abgrenzeinheiten 18 vornehmen zu können. Außerdem kann anhand der Messwerte die Sicherheit der Anlage auf besonders einfache Weise dokumentiert werden, beispielsweise die Einhaltung des Personenschutzes.

Zudem wird durch die übermittelten Messwerte ein Vergleich zwischen Simulationsergebnissen und realen Anlagedaten möglich, der auch zur Verbesserung bzw. Kalibrierung von Simulationen verwendet werden kann.