Stromleitungen

Die Strom führenden Leiterseile bestehen im Kern aus Stahlseilen und einem gut leitenden Seilmantel aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wie z. B. aus der so genannten AI-Legierung Aldrey (AlMgSi). Der Querschnitt der Leiterseile wird durch die zu erwartende Stromstärke bestimmt. Das Gewicht eines Leiterseiles zwischen zwei Masten im Abstand von 350 Metern beträgt rund eine Tonne.

Für 380-kV-Leitungen werden z. B. Seile mit einem Stahlquerschnitt von 85 mm² und einem Aluminiumquerschnitt von 680 mm² verwendet. Der Seildurchmesser beträgt in diesem Fall etwa 35 mm und die elektrische Dauerbelastbarkeit ca. 1'100 Ampere. Die Seiltemperatur liegt bei Normalbelastung um etwa 40 °C.

Die für diesen Seiltyp gewählte Ausgangszugspannung ist 5,7 daN/mm². Bei einem mittleren Mastabstand von 330 m und einer Seiltemperatur von 40 °C ergibt sich ein Seildurchhang von ca. 12,5 m. Der Durchhang schwankt in diesem Fall bei einer Temperaturdifferenz zwischen Sommer und Winter von 50 °C um ca. 1,8 m. Die mechanische Beanspruchung der Leiterseile ist durch starke Vereisung (5 kg/lfm) im Winter sehr groß und kann bis zur 2,5fachen Belastung führen.

Die über den Mastspitzen verlegten Erdseile bilden einen Schutzraum und schützen so die Strom führenden Leiterseile vor Blitzeinschlägen. In die Erdseile werden vielfach Glasfaserkabel integriert. Diese so genannten Lichtwellenleiter eignen sich besonders für die Übermittlung digitalisierter Informationen und ermöglichen damit eine moderne Mess- und Steuerungstechnik.

Die Strom führenden Leiterseile werden durch Isolatoren vom Mast isoliert und durch Armaturen gehalten. Isolatoren werden vorwiegend aus Porzellan und aus vergütetem Glas gefertigt. Dadurch wird die geforderte Isolierung von den erdführenden Elementen erreicht.

Armaturen haben die Aufgabe, Mast, Seil und Isolatoren zu verbinden. Sie erlauben das freie Schwingen der Seile und halten diese auf Zug. Lichtbogenschutzarmaturen halten im Falle eines Lichtbogenüberschlages diesen vom Isolator fern. Bei Höchst- und Hochspannungsleitungen werden ausschließlich Hängeisolatoren verwendet. Bei Mittel- und Niederspannungsleitungen werden hauptsächlich Stützisolatoren eingesetzt.

Je nach Betriebsspannung werden mehrere Langstabisolatoren zu einer Kette zusammengefasst. Im Allgemeinen werden bei 110-kV-Leitungen eingliedrige Ketten verwendet, bei 220-kV-Leitungen zweigliedrige und bei 380-kV-Leitungen dreigliedrige Ketten.

Je nach Funktion der Maste unterscheidet man zwischen Tragmasten und Abspannmasten. Bei den Tragmasten hängen die Isolatorketten senkrecht nach unten. Sie haben die Aufgabe, die Leiterseile zu tragen, und werden auf gerader Strecke verwendet.

Bei den Abspannmasten sind die Isolatorketten in der Verlängerung der Leiterseile ausgerichtet. Sie bilden die Festpunkte in der Freileitung.

Die Aufteilung in Trag- und Abspannmaste wird durch den Trassenverlauf und die Geländeform bestimmt. Bei Freileitungen im Höchst- und Hochspannungsnetz entfallen im Mittel auf einen Abspannmast etwa 4 bis 7 Tragmaste.

Im Mittelspannungsbereich werden vorwiegend Holzmaste in verschiedener Bauart eingesetzt. Als Isolatoren werden hauptsächlich Stützisolatoren verwendet. Niederspannungsleitungen bestehen aus vier Leiterseilen, den drei Phasenleitern und dem Mittelpunktsleiter, auch Neutralleiter genannt. Im Ortsbereich werden Niederspannungsleitungen unter anderem über Dachständer geführt oder als selbsttragendes Kabel, kurz Setra-Leitung.

Beim Dreiphasenwechselstrom der öffentlichen Stromversorgung bilden jeweils drei Leiterseile ein System und sind in der Regel auf einer Seite des Mastes angeordnet. Vielfach werden auch zwei oder mehrere Leiterseile zu einer Bündelleitung zusammengefasst. In diesem Fall besteht ein System aus drei Mehrfachseilen. Dadurch ist es möglich, große Stromstärken bei geringerer Belastung der Einzelseile zu transportieren.

Heute werden in Städten und Ortschaften fast ausschließlich Erdkabel verlegt. Bei Kabeln sind die elektrischen Leiter isoliert und durch einen Schutzmantel gegen mechanische Beschädigung geschützt. Heute werden hauptsächlich Mittel- und Niederspannungskabel in die Erde verlegt. Im städtischen Bereich oder auf kurzen Strecken werden auch Hoch- und Höchstspannungsleitungen als Erdkabel verlegt.

Je nach Spannungsebene und örtlichen Gegebenheiten kostet das Verlegen von Erdkabeln ein Vielfaches einer Freileitung. Dem heutigen Stand der Technik entsprechend werden Höchstspannungskabel für Spannungen von 380 kV als Niederdruckölkabel ausgeführt.