27.1 : Überlegungen zum Entwurf von Übertragungsleitungen

Aluminium ist das bevorzugte Material für Freileitungen geworden und hat Kupfer aufgrund seiner Verfügbarkeit und Kosteneffizienz überholt. Der am weitesten verbreitete Typ ist der stahlverstärkte Aluminiumleiter (ACSR), der Aluminiumstränge um einen Stahlkern herum kombiniert. Weitere Varianten sind Vollaluminiumleiter (AAC), Vollaluminiumlegierungsleiter (AAAC), legierungsverstärkte Aluminiumleiter (ACAR) und aluminiumummantelte Stahlleiter. Fortschrittliche Designs wie Aluminiumleiter mit Stahlträger und Spaltleiter aus ZT-Aluminium können bei Temperaturen von über 150 Grad Celsius betrieben werden.

Die elektrische Auslegung von Übertragungsleitungen umfasst mehrere wichtige Faktoren. Dazu gehören der Leitertyp, die Größe, die Anzahl der Bündel pro Phase und die Wärmekapazität der Leiter. Die Steuerung des Spannungsgradienten ist für die Minimierung von Energieverlusten unerlässlich. Isolierscheiben, die zwischen den Leitern und den Trägerstrukturen angebracht werden, sorgen für ausreichende Isolierung. Der richtige Abstand und die richtige Leitungsisolierung sind für Sicherheit und Effizienz von entscheidender Bedeutung. Abschirmdrähte werden strategisch platziert, um Blitzeinschläge abzufangen, den Widerstand der Turmfundamente zu verringern und die Übertragungsleitungen zu schützen.

Bei Übertragungsleitungen mit Spannungen über 69 Kilovolt (kV) werden üblicherweise Hängeisolatoren verwendet, die aus Porzellan-, Hartglas- oder Polymerscheiben bestehen. Die Trägerstrukturen variieren je nach Spannungsniveau. Für Hochspannungsleitungen werden selbststehende Gittermasten aus Stahl verwendet, für Niederspannungsleitungen Holzrahmen. Abschirmdrähte, die normalerweise aus hochfestem Stahl oder Alumoweld bestehen, schützen vor Blitzschlag und sind zur Gewährleistung der Sicherheit ordnungsgemäß geerdet.

Das mechanische Design gewährleistet die Festigkeit und Haltbarkeit von Leitern, Isolatorketten und Stützstrukturen. Umweltaspekte sind ebenfalls von entscheidender Bedeutung und umfassen Flächennutzung und optische Auswirkungen. Ziel ist es, ein optimales Leitungsdesign zu erreichen, das alle technischen Kriterien erfüllt und gleichzeitig die Kosten unter Berücksichtigung von Installationskosten und Betriebsverlusten minimiert.