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compactLine

compactLine ist die technische Neuentwicklung einer 380-kV-Freileitung in kompakter Bauweise. Sie wurde von 2013 bis 2017 im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsprojektes unter Führung von 50Hertz entwickelt. Die Freileitung zeichnet sich durch Masten in Vollwandbauweise mit innovativer Aufhängung der stromführenden Leiterseile aus. Dadurch weist die Freileitung eine geringere Bauhöhe und eine geringere Trassenbreite als herkömmliche Freileitungen gleicher Leistung auf.

Projektziel

Mit der raumsparenden Freileitung compactLine soll das Spektrum technischer Möglichkeiten erweitert werden, zukünftig bestehende 220-kV-Trassenräume für die leistungsstärkeren 380-kV-Freileitungen zu nutzen. Grundsätzlich benötigt die compactLine einen schmaleren Trassenraum als herkömmliche Freileitungen. Außerdem ist die Bauhöhe mit etwa 30-36 Metern, also etwa 20 Meter niedriger als von herkömmlichen Donaumasten. Damit lässt sich die Wahrnehmung in weitläufigen Landschaften begrenzen. Beim technischen Design sind auch Auswirkungen auf die Wahrnehmung der Leitung durch Anwohner eingeflossen. Kompaktheit und Design verringern die Eingriffstiefe und können sich positiv auf die Akzeptanz beim Freileitungsbau auswirken.

compactLine bietet bei künftigen Netzausbauprojekten vor allem eine Alternative, wenn:

  • der Trassenraum in der Breite besonders begrenzt ist
  • das Mastdesign hilft, Beeinträchtigungen des Landschaftsbildes deutlich zu verringern
  • bestehende Trassen von 220-kV-Freileitungen für das Aufrüsten auf die 380-kV-Spannungsebene genutzt werden sollen

 

2er Mastentwürfe Tragmast (links) und Abspannmast der compactLine

Ausgangsbedingungen

Die bisher auf dem Strommarkt erhältlichen Kompaktmasten und Leitungen für den Höchstspannungsbereich erfüllen gegenüber konventionellen Masten verschiedene Kriterien in der Höhen- oder der Breitenreduktion. Keine ist jedoch gegenüber herkömmlichen Systemen gleichzeitig in Breite UND Höhe reduziert, da dies bisher technisch nicht möglich ist. Die Entwicklung der compactLine konzentriert sich daher nicht auf einen kompakten Mast allein, sondern betrachtet das gesamte System einer Stromübertragungsleitung.

Projektteam

Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt compactLine wird von 50Hertz federführend geleitet. Die Säulen des Projektes bilden folgende Partner:

  • Forschungsgemeinschaft für Elektrische Anlagen und Stromwirtschaft e.V. (FGH) aus Mannheim, Aufgabe: elektrische Anordnung und elektrische Versuche
  • RIBE Gruppe aus Schwabach, Aufgabe: Entwicklung neuer Armaturen
  • Bereich Stahlbau der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, Aufgabe: Mastdesign, Traversendesign, technische Berechnungen
  • SPIE SAG GmbH aus Langen, Aufgabe: Technische Koordination, Neuentwicklung von Stromleitungen, Tragseilen, Erdseilen, Bündelabstandshaltern, Bündelkonfiguration
  • Unterstützt wird compactLine von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung und dem Isolatorenhersteller Lapp Insulators.
  • Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Projektablauf

Ende 2013 starteten die Arbeiten im Forschungs- und Entwicklungsprojekt compactLine. In 2014 fanden zunächst theoretische Untersuchungen, Feldberechnungen und Simulationen statt. Es wurden Prototypen für neue Armaturen gebaut. Seit Januar 2015 durchliefen die Leitungsteile verschiedene mechanische und elektrische Tests. Parallel dazu fanden Detailplanungen für die Mastkonstruktion statt. Mit Beginn des Jahres 2015 nahm die Firma City Analytics ihre Arbeit an der Akzeptanzforschung auf und schloss diese 2016 ab.

Seit September 2017 wird eine 2 Kilometer lange Pilotstrecke am Umspannwerk Jessen/Nord gebaut. Die Inbetriebnahme ist für das 3.Quartal 2018 vorgesehen. Ihre Praxistauglichkeit soll die compactLine in einer anschließenden einjährigen Monitoringphase unter Beweis stellen.

Mehr Information zur Pilotleitung

Forschungs- und Entwicklungsinhalte

Konventionelle Höchstspannungsleitungen weisen einen großen Durchhang zwischen zwei Masten auf. Da der tiefste Punkt des Durchhangs in Abhängigkeit vom Untergrundgelände einen bestimmten Mindestbodenabstand einhalten muss, sind konventionelle Maste sehr hoch und beeinträchtigen das Landschaftsbild beträchtlich. Außerdem haben stark durchhängende stromführende Seile bei Wind seitliche Ausschwingungen, durch die der Schutzstreifen um die Leitung herum definiert wird. Das heißt, je größer die Ausschwingung, desto breiter die Stromtrasse. Um den Durchhang und die Ausschwingung zu vermindern, wurde das komplette Stromübertragungssystem untersucht und verändert: Für die compactLine wurden die Komponenten Strommast, Leiterseilarmaturen inkl. der Stromseilaufhängung und auch die Erdseile neu entwickelt.

Neuer Titel

    • Bündelabstandshalter

    • Leiterseile als Bündel

    • Kettenkonstruktion/Seilaufhängung

    • Querträger/Traverse

    • Isolatoren

    • Erdseilspitze

    • Erdseil

Der Mast

Der Mast zeichnet sich durch eine Vollwandbauweise mit innovativer Aufhängung der stromführenden Leiterseile aus. Die compactLine weist im Grundmaß eine Masthöhe von 30-36 Metern und eine Trassenbereite von 55 bis 60 Metern auf.

Im Vergleich dazu ist das Grundmaß für einen Stahlgittermast als Donaumast eine Masthöhe von 50 bis 60 Metern und eine Trassenbreite von rund 72 Metern. Die Abstände zwischen den Masten liegen in der Regel bei rund 400 Metern – sind dabei abhängig vom Geländeprofil und dem Trassenverlauf.

Seilaufhängung

Ein konventioneller Mast hat in der Regel mehr als einen Querträger, „Traverse“ genannt, an dem die einzelnen stromführenden Leiterseile in dem notwendigen Abstand zueinander montiert sind. Die Konstruktion nimmt die wirkenden mechanischen Kräfte gut auf und ist auf die Optimierung der elektrischen Wirkungen (z.B. elektrische und magnetische Felder) ausgelegt. Die übliche Abstände von rund 400 Metern zwischen zwei Masten führen dann zu einer Masthöhe von rund 55-60 Metern. Aufgrund dieser Limitierungen ist mit bisheriger Technik eine gleichzeitig besonders schmale und möglichst niedrige Konstruktion nicht möglich.

Bei compactLine ist die Seilaufhängungen am Mast neu entwickelt worden. Zwischen den Masten, die ihre üblichen Abstände von rund 400 Metern beibehalten, werden ein bis zwei Tragseile gespannt, an dem die stromführenden Leiterseile etwa alle 20 Meter aufgehängt werden. Dadurch wird der Seildurchhang und das Ausschwingen der Leiterseile verringert, der Mast kann niedriger werden, die Trasse schmaler.

Für die Seilaufhängung wurden zusätzlich drei verschiedene Varianten der Anordnung der Leiterseile untersucht. Für die Pilotleitung hat sich dabei die so genannte Variante „Havel“ durchgesetzt, bei der alle stromführenden Leiterseile auf einer Ebene angebracht sind. Bei den beiden anderen Varianten wurden die Leiterseile in zwei Ebenen angeordnet – mit entsprechenden Effekten für Höhe und Breite von Mastschaft und Traverse. Im Rahmen der Akzeptanzforschung ergab sich unter anderem, dass die Variante „Havel“ von der überwiegenden Mehrheit der Befragten bevorzugt wurde.

Pressekontakt

Volker Kamm

Pressesprecher

Volker Kamm
Tel: +49 (0) 30-5150-3417
Fax: +49 (0) 30-5150-2199
E-Mail: volker.kamm@50hertz.com