Freileitungen an der RWTH Aachen

Welche? vermaschte Netz, Ringnetz, Strahlennetz

Warum? Im ÜN vermascht um (n-1) Sicherheit zu gewährleisten. Mittelspannung im Ringnetz um eine gewisse Versorgungssicherheit zu gewährleisten.

Aufwand im VN zu hoch, hier Strahlennetz. 

- Billiger da nur zwei Leiter

- Blindleistungsbereitstellung und Leistungs-Frequenzregelung über die Konvertertechnologie

- Kein Skineffekt auf dem Leitungen

- Bei Systemsplit (großflächige Störung) können Netzgebiete verbunden werden

- HVDC-Kabel haben keine Auf-und Entladeproblematik und können über lange Strecken gebaut werden

- Offshoreanbindung von Windpark über Kabel, nur mit HVDC möglich

- kleinere Trassenbreiten

- Große Übertragungsleistungen pro Kabel

- Dynamische Anpassung der Planung notwendig

- Politische Änderungen (z.B. DC-Freileitungen als Kabel, gab andere Trassenverläufe)

- Technologieänderungen

Die Auswahl der dielektrischen Festigkeit (Spannungsfestigkeit) von Betriebsmitteln für gewisse Anforderungen im Netzbetrieb. Da nicht jede Beanspruchung widerstanden werden kann wird die Auftrittswahrscheinlichkeit von Schäden auf ein wirtschaftlich und betriebstechnisch annehmbares Maß reduziert.

- Isolationsaufgabe, soll Leiterspannung gegen Erdspannung im Mast isolieren

- Abspann- und Zugkräfte übernehmen

- Witterungsbeständig

Langsam ansteigende treten meist durch entfernt eingetretene Blitze oder Schaltvorgänge ein. Spannungsbeanspruchung wird durch 250 mikrosec / 2500 mikrosec (Anstiegszeit / Halbwertszeit) Standart-Stoßform simuliert.

Schnell ansteigende werden durch Blitzeinschläge (Rückwärtige Überschläge und Einschläge direkt in Außenleiter) verursacht. Komponenten werden mit einem 1,2 microsec / 50 microsec Blitzstoß geprüft.

Innere Abstände sind Abstände zwischen den spannungsführenden Außenleiter zu den Komponenten der Freileitung. Hier wird eine begrenzte Anzahl Überschläge aus wirtschaftlicher Form zugelassen.

Äußere Abstände sind Abstände der spannungsführenden Außenleiter zu Gegenständen unter oder nahe der Freileitungen.

Regel: Wahrscheinlichkeit des Überschlages sollte längs des kleinsten inneren Abstandes immer größer sein als zu einem äußeren Gegenstand oder einer Person!

Dafür werden Grundabstände definiert:

D_el ist der Grundabstand zwischen Außenleiter und einem Gegenstand auf Erdpotential. Zu diesem wird noch ein zusätzlicher Abstandsanteil hinzugefügt, um Arbeiten etc. zu ermöglichen. 

D_pp ist der Abstand zwischen den Außenleitern.

Besondere Wettereinflüsse (Wind und Eis) müssen auch berücksichtigt werden. 

Durch den Höhenfaktor wird die Höhe über NN berücksichtigt um die empirischen Ergebnisse auf unterschiedliche Luftdrücke umzurechnen.

Bei einem Wolke-Wolke Blitz ( Entladung zwischen unterschiedlich geladenen Wolken) kommt es vor der Entladung zu einer lokalen Ansammlung an positiven Ladungsträger auf der Freileitung. Bei Entladung gibt es keine Influenzwirkung mehr und die Ladungsträger verteilen sich als Spannungswanderwelle. Dabei kommt es zu keinem Überschlag, aber benachbarte Leitungen können gefährdet werden.

Die Spannung des Mastes gegenüber den Leitern wird erhöht über den eingeprägten Strom. Wird dabei eine positive Überspannung erzeugt und die Leiter befinden sich in ihrer negativen Spannungsphase (Phasenopposition), so kann es zu einem Überschlag über den Isolator in die Phase kommen.