compactLine

In unserem Netzgebiet werden alle Übertragungsleitungen auf die in der Bundesrepublik und im europäischen Ausland üblichen 380 Kilovolt Spannung aufgerüstet. Außerdem werden zusätzliche Stromautobahnen benötigt, um den im Norden erzeugten Windstrom in den stromverbrauchsintensiven Süden Deutschlands zu transportieren. 

Gemeinsam mit einem Konsortium von verschiedenen Partnern aus Industrie und Wissenschaft entwickelt 50Hertz ein technisch neuartiges Freileitungskonzept für Wechselstrom mit dem Namen compactLine©. CompactLine ist ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt, bei dem auf Grundlage von technischen Untersuchungen und Prüfungen eine innovative Freileitung entwickelt wird.

3er Mastentwürfe Entwurfsvarianten Tragmast

Projektziel

Ziel des Projektes compactLine ist die Entwicklung einer raumsparenden 380-Kilovolt-Freileitung mit innovativen Masttypen. Anders als bei konventionellen Leitungen auf dieser Spannungsebene sollen der Flächenverbrauch und die Höhe der neuen Leitung nicht größer sein als der einer 220-Kilovolt- Stromleitung. So könnten viele bestehende Freileitungskorridore auch mit erhöhter Übertragungskapazität ausgestattet werden. Mit dem compactLine-Freileitungskonzept sollen die Auswirkungen auf Mensch und Umwelt beim (Aus-)Bau von Höchstspannungs-Stromnetzen vermindert werden.

Nach erfolgreichem Abschluss aller Versuche und Tests kann die compactLine eine Alternative zu herkömmlichen Masten und Freileitungen sein. Somit können für die verschiedenen Anforderungen beim Leitungsbau unterschiedliche Lösungen geboten werden. Ein besonderer Fokus des Forschungsteams liegt deshalb darauf, inwieweit die compactLine einen Beitrag zu einem gesteigerten Verständnis für den notwendigen Netzausbau in Deutschland leisten kann.

Die compactLine wird alle Kriterien an die Sicherheit erfüllen und soll gleichzeitig helfen, die Genehmigungsverfahren für den Netzausbau zu verkürzen.

Voraussetzungen

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
  • 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

Seit Ende 2013 laufen die Arbeiten im Forschungs- und Entwicklungsprojekt compactLine. In 2014 fanden zunächst theoretische Überlegungen, Feldberechnungen und Simulationen statt. Es wurden Prototypen für neue Armaturen gebaut. Seit Januar 2015 durchlaufen die Leitungsteile verschiedene mechanische und elektrische Tests. Parallel dazu finden Planungen für die genaue Mastkonstruktion statt. Mit Beginn des Jahres 2015 nimmt die Firma City Analytics ihre Arbeit an der Akzeptanzforschung auf. Zum Ende des Jahres 2015 sollen alle Konstruktionen und experimentellen Untersuchungen abgeschlossen sein. Nach Abschluss aller Tests soll eine 2 Kilometer lange Pilotstrecke die Praxistauglichkeit der Leitung unter Beweis stellen. Nach derzeitigem Forschungsstand könnte ein solcher Pilot, im Falle des erfolgreichen Abschlusses der noch anstehenden Tests, ab 2017 seinen Betrieb aufnehmen.

Forschungs- und Entwicklungsinhalte

Konventionelle Höchstspannungsleitungen haben einen starken Durchhang zwischen zwei Masten.  Da der tiefste Punkt des Durchhangs je nach Untergrundgelände einen bestimmten Mindestbodenabstand einhalten muss, sind konventionelle Maste sehr hoch. Außerdem haben stark durchhängende stromführende Seile bei starkem 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, muss das komplette Stromübertragungssystem untersucht und verändert werden: Für die compactLine werden die Komponenten Strommast, Stromseilaufhängung, die Strom leitenden Seile und auch die Erdseile neu entwickelt.

Neuer Titel

    • Bündelabstandshalter

    • Leiterseile als Bündel

    • Kettenkonstruktion/Seilaufhängung

    • Querträger/Traverse

    • Isolatoren

    • Erdseilspitze

    • Erdseil

Der Mast

Der Mast soll ähnlich wie bei Windkraftanlagen eine Vollwandkonstruktion sein, die zylindrisch oder konisch verlaufen könnte. Mit einem geplanten Durchmesser von zwei Metern an der schmalsten Stelle nimmt er wesentlich weniger Grundfläche in Anspruch als konventionelle Masten. Diese haben mit Größen zwischen 49 und 144 Quadratmetern die Grundfläche von Wohnungen und Einfamilienhäusern. Mit einer geplanten Höhe von 32 bis 36 Metern übersteigt der neue Mast die durchschnittliche Baumhöhe in Deutschland nur um wenige Meter.  
Der Abstand zwischen den Masten der compactLine wird bis zu 400 Meter betragen.

Seilaufhängung

Ein konventioneller Mast hat in der Regel mehr als einen Querträger, „Traverse“ genannt, damit die einzelnen stromleitenden Bündel einen bestimmten Abstand zueinander erhalten. Dies beugt der Erzeugung von Emissionen wie Surren, sowie elektrischen und magnetischen Feldern vor und hält sie im Rahmen gesetzlicher Grenzwerte. Aufgrund der Abstände sind mit bisheriger Technik schmale, niedrige Mastvarianten nicht möglich. Also wird bei compactLine die Anordnung der Seilaufhängungen am Mast verändert werden. Erforscht werden drei verschiedene neue Seilaufhängungen, die mechanisch und elektrisch auf Funktionstüchtigkeit geprüft werden. Alle drei erfüllen die Anforderungen an ein kompaktes Design und geringe Emissionen.

Sonderkonstruktionen

Anders als konventionelle Leitungen werden die Strom leitenden Seile der compactLine von ein oder zwei sogenannten Tragseilen unterstützt. An diesen Seilen werden die Leiterseile wie bei einer Girlande im Abstand von etwa 20 Meter befestigt. Diese Konstruktion verringert den Durchhang und damit auch die Ausschwingungen nach links und rechts erheblich. CompactLine wird so geplant, dass am niedrigsten Punkt ein Mindestbodenabstand von 12,50 Meter gewährleistet ist. Damit wird die maximale gesetzliche Anforderung sogar noch übertroffen.

Pressekontakt

Volker Kamm

Pressesprecher

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