Stromtrassen – Hochspannungsleitungen

Stromtrassen – Hochspannungsleitungen

In Kraftwerken wird die elektrische Energie für unseren Bedarf bereitgestellt. Doch die Übertragung dieser Energie stellte die Menschen vor ca. 150 Jahren vor ein großes Problem. Wie kann diese Energie flächendeckend in das Land transportiert werden, ohne dabei große Verluste in Kauf nehmen zu müssen? Im Jahr 1891 gelang es hier bei uns in Deutschland, Strom von Laufen bis nach Frankfurt zu transportieren. Seitdem hat sich viel durch technischen Fortschritt verändert. In diesem Text wirst du alles Wichtige über das Transportsystem – die Stromtrassen und Hochspannungsleitungen – der elektrischen Energie kennenlernen!

Hochspannungsleitungen – Funktionsprinzip

Ein wichtiges Prinzip dabei ist, dass bei gleichbleibender elektrischer Leistung die Übertragungsverluste umso geringer sind, je höher die zur Übertragung verwendete elektrische Spannung und je kleiner der damit übertragene elektrische Strom ist. Aus diesem Grund werden Hochspannungsleitungen mit Spannungen über $10~\text{kV}$ bis etwa $110~\text{kV}$ betrieben.

Es gibt jedoch auch noch höhere Spannungsebenen, wie zum Beispiel $220~\text{kV}$ und $380~\text{kV}$, die als Höchstspannungsleitungen klassifiziert sind. Generell gelten Spannungen ab $300~\text{kV}$ $(300\,000~\text{V})$ außerhalb der elektrischen Netze als Höchstspannung, wobei es keinen einheitlichen Grenzwert gibt. Spannungsebene meint zum Beispiel einmal die Kraftwerke, die die oberste Spannungsebene darstellen, und unsere Häuser oder privaten Solaranlagen als unterste Spannungsebene.

Das bedeutet, dass Höchstspannungsleitungen im Allgemeinen mit sehr hohen Spannungen arbeiten, um den Strom mit geringeren Verlusten über große Entfernungen zu transportieren. Dieses Prinzip trägt dazu bei, die Effizienz des Stromnetzes zu maximieren und sicherzustellen, dass die elektrische Energie dort ankommt, wo sie benötigt wird, ohne übermäßige Verluste zu erleiden.

Wahrscheinlich denkst du sofort an die vielen Masten und Leitungen, die frei durch das gesamte Land verlaufen. Diese nennt man Freileitungen. Es gibt aber auch noch andere Arten von Hochspannungsleitungen und Stromtrassen, zum Beispiel Erdkabel oder auch Unterseekabel. Erdkabel sind unterirdisch verlegt und Unterseekabel sind im Wasser verlegt. Meistens werden allerdings Freileitungen gebaut, da diese viel günstiger sind und im Vergleich weniger Energieverluste aufweisen. Im Weiteren wirst du den Aufbau und die Funktion dieser Freileitungen sowie deren Wartung kennenlernen.

Aufbau und Funktion von Freileitungen

Eine typische Hochspannungsleitung besteht aus drei Hauptkomponenten:

• Masten oder Türmen,
• Leiterseilen, die zwischen den einzelnen Masten gespannt sind, und
• Isolatoren.

Die stromführenden Leiterseile werden mit Isolatoren am Mast befestigt. So wird verhindert, dass der Stromkreis nicht geerdet ist, also nicht mit der Erde verbunden ist und die Energie so verloren gehen würde. Mit einem Transformator wird die Spannung auf die oben genannten Werte hochtransformiert. Diese stellen die Knotenpunkte in unserem Stromnetz dar.

Wartung von Freileitungen

Die Wartung von Stromtrassen und Hochspannungsleitungen ist entscheidend, um eine sichere und zuverlässige Stromversorgung zu gewährleisten. Regelmäßige Inspektionen werden durchgeführt, um potenzielle Probleme wie beschädigte Isolatoren, Korrosion an den Masten oder Leiterseilen oder Vegetation in der Nähe der Leitungen zu identifizieren.

Diese Wartungen sind enorm teuer und aufwendig. Deshalb werden nur das zu reparierende Leiterseil und die umliegenden Kabel abgeschaltet und geerdet. Manche Kabel führen also während der Reparatur immer noch Strom! Meistens fliegen die Reparateure in einem Metallkorb, der unten am Helikopter befestigt ist zur Einsatzstelle. Dabei stehen sie in ständigem Kontakt mit dem Hauptschaltwerk, das den Strom für den Einsatz abschaltet. Es gilt, die Zeit, die die Leitungen vom Netz genommen werden, so gering wie möglich zu halten, um so die Kosten zu minimieren. Während der Reparatur müssen viele Sicherheitsstandards umgesetzt werden, um die Sicherheit der Arbeiter zu gewährleisten.

Nun weißt du, wie die Wartung von Freileitungen funktioniert. In der folgenden Zusammenfassung ist noch einmal alles Wichtige für dich in wenigen Aussagen zusammengefasst.

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Häufig gestellte Fragen zum Thema Stromtrassen – Hochspannungsleitungen