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07.02.2015 | Elektrotechnik | Im Fokus | Onlineartikel

Thermodynamisches Verhalten von 110-kV-Kabelsystemen

Autor:
Andreas Burkert
2 Min. Lesedauer

Mit hohen Spannungen ist nicht zu spaßen. Das gilt auch beim Verlegen von VPE-Kabelsystemen mit Kupferleitern. Die beste Verlegungsart haben Ingenieure nun aufgrund des thermodynamischen Verhaltens von zwei unterschiedlich verlegten typgleichen 110-kV-VPE-Kabelsystemen analysiert.

Die Frage nach dem thermodynamische Verhalten von Kabelsystemen für Höchstspannungen beschäftigt den Ingenieur mit jedem Auftrag aufs Neue. Auch weil sich immer wieder die Parameter für das Verlegen ändern. Das thermodynamische Verhalten wird nämlich von den wirksamen thermischen Längenänderungen geprägt, also von der Differenz der thermischen Längenänderungen der Leiter und jener des Tragsystems. Weil das zu Beginn eines Projekts entscheidend ist, haben die Springer-Autoren Hansjörg Hauer, Heinz Stotz und Kurt Gähler die Auswirkungen unterschiedlicher Verlegungsarten in der Praxis untersucht - anlässlich der Erweiterung des 110-kV-Kabelnetzes der Wiener Netze.

In ihrem Beitrag „Thermodynamisches Verhalten von 110-kV-Kabelsystemen bei sinusförmiger sowie geradliniger Verlegung: Grenzen und Verlegungsansätze“ haben sie typgleiche, aber unterschiedlich verlegten 110-kV-VPE-Kabelsysteme mit Kupferleitern, die in Flachlage auf metallenen Tragsystemen angeordnet sind, hinsichtlich einer sinusförmigen wie auch geradlinigen Verlegung analysiert. Und sie haben Grenzen und Verlegungsansätze abgeleitet und im Vergleich dargestellt. Die untersuchten Kabelsysteme liegen im Übrigen im südseitigen Brückenkorpus der als Stahlträgerbrücke konzipierten etwa 240 m langen Floridsdorfer Brücke in Wien.

Verlegungstechnik von 110-kV-Kabelsystemen

Im Beitrag sind auch die Auswirkungen anderer Leiterquerschnitte, Leiterwerkstoffe und Tragsystemwerkstoffe betrachtet worden. Und es „ist auch der Lösungsansatz zur Beherrschung der thermischen Längenänderungen der Kabelsysteme im Abschnitt der Brückendehnfuge skizziert“, so die Autoren. Dazu haben sie im Hinblick auf die Quantifizierung der wirksamen thermischen Längenänderungen des Kabelsystems zunächst „die relevanten Betriebstemperaturen der Leiter für ausgewählte Betriebs- und Umgebungsbedingungen ermittelt“.

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Mit den Ergebnisse wurden später die zugehörigen Längendifferenzen der Kabel und des Tragsystems in Relation zu dem Ausgangszustand sowie die maximalen Längenänderungen des Kabelsystems gegenüber dem Tragsystem abgeleitet. Und natürlich wurde auch der Einfluss dieser Längenänderungen und deren Konsequenzen für sinusförmige und geradlinige Verlegung analysiert und diskutiert - mit einem interessanten Ergebnis. Unabhängig von der Verlegungsart ist das thermodynamische Verhalten nahezu unabhängig vom Leiterquerschnitt. Eine Ausnahme bilden Kabelsysteme im ausgeknickten Zustand. „Dort nehmen Ausknicklänge und Ausknickhöhe mit zunehmendem Leiterquerschnitt ab, die Reaktionskräfte hingegen zu“.

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