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Erdkabelim 380-kV-Drehstromnetz

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Die Energiewende stellt das Stromnetz vor neue Her-

ausforderungen: Große Mengen an Windenergie müs-

sen über weite Strecken vom Norden Deutschlands in

die Verbrauchszentren im Süden und Westen des Lan-

des transportiert werden. Deshalb investiert TenneT

mehr als je zuvor in die Ertüchtigung bestehender

Stromleitungen und den Bau neuer Leitungen. Hierfür

stehen grundsätzlich zwei Technologien zur Verfügung:

Freileitungen und Erdkabel. Darüber hinaus muss zwi-

schen Wechselstrom (AC – Alternating Current) und

Gleichstrom (DC – Direct Current) unterschieden wer-

den. Dies gilt insbesondere, wenn Erdkabel zum Ein-

satz kommen sollen.

Erdkabel stellen eine Alternative zur Regeltechnologie

der Freileitungen dar, sofern dies vom Gesetzgeber

vorgesehen und im Bundesbedarfsplangesetz (BBPlG)

oder Energieleitungsausbaugesetz (EnLAG) festge-

schrieben ist. Gleichstromverbindungen sollen laut

BBPlG vorrangig als Erdkabel verlegt werden. Dem-

gegenüber sieht der Gesetzgeber für Drehstromver-

bindungen in Einzelfällen die Prüfung einer abschnitts-

weisen Teilerdverkabelung vor.

Gleich- oder Drehstrom (Wechselstrom)*

Gleichstromverbindungen werden eingesetzt, um

elektrische Energie verlustarm über weite Strecken

von Punkt zu Punkt zu übertragen. Insbesondere für

den zunehmenden Nord-Süd-Transport bietet sich die

Gleichstromtechnik an und wird so auch zu einer Ent-

lastung des bestehenden Drehstromnetzes beitragen.

Der Einsatz von Erdkabeln in der Hochspannungs-

gleichstromübertragung (HGÜ) ist weltweit gut erprobt.

Ein Beispiel hierfür ist die rund 65 Kilometer lange

HGÜ-Erdkabelverbindung zwischen Frankreich und

Spanien mit einer Spannung von 320 Kilovolt (kV).

In Deutschland werden Offshore-Windparks vorwie-

gend per HGÜ über See- und Erdkabel angebunden.

TenneT hat zu diesem Zweck mehrere tausend Kilo-

meter in der Nordsee installiert und auch an Land

bereits mehr als 1.000 Kilometer HGÜ-Erdkabel in

Schleswig-Holstein und Niedersachsen unterirdisch

verlegt. Diese Erfahrungen werden auch in die Planun-

gen und den Bau der großen Onshore-Verbindungen

einfließen.

Verhalten im vermaschten Drehstromnetz

Anders als HGÜ-Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, ist

das Drehstromnetz eng „vermascht“. Das heißt, jeder

Netzknoten (Umspannwerk und/oder Schaltanlage)

ist mit mehreren anderen Netzknoten verbunden. Die

einzelnen Leitungen sind die Verbindungsstränge und

über die Netzknoten somit auch mit mehreren anderen

Leitungen verknüpft. Dieses eng vermaschte Netz mit

den vielfachen Wechselwirkungen der einzelnen Netz-

komponenten ist die Grundlage für die hohe Zuverläs-

sigkeit unserer Stromversorgung.

Bislang gibt es nur wenige Erfahrungswerte, wie sich

Erd kabelabschnitte in diesem Zusammenspiel verhal-

ten, insbesondere was Störungen und ihre Behebung

betrifft. Daher hat der Gesetzgeber 2009 im Energielei-

tungsausbaugesetz (EnLAG) und Ende 2015 sowie

2020 im Bundesbedarfsplangesetz (BBPlG) Pilotpro-

jekte für Teilverkabelungen im 380-kV-Drehstrombe-

reich festgelegt.

Ein Ziel dieser Pilotprojekte ist es, praktische Erfahrung

zu sammeln, wie sich Erdkabel im Drehstromnetz auf

das elektrische Übertragungssystem auswirken, um

damit mehr Planungssicherheit für zukünftige Projekte

zugewinnen. Wie verhalten sich Erdkabel langfristig im

Zusammenspiel mit den ober irdisch verlaufenden Frei-

leitungsabschnitten? Wie häufig fallen Erdkabel aus?

Wie lange dauert ihre Reparatur?

Das Netzgebiet von TenneT in Deutschland reicht von der Nordsee bis zu den Alpen, von der dänischen bis zur österreichischen Landesgrenze.

Weitere Leitungsbauprojekte: 1 A300 Brunsbüttel – Dänemark (Energinet.dk) 2 A320 Audorf – Kassö (Energinet.dk) (in Betrieb seit 10/2020) 3 A370 Brunsbüttel – Stade/West 4 A340 Hamburg_Nord – Dollern (in Betrieb seit 10/2019) 5 A230 Halbemond – Emden/Ost 6 A210 Emden/Ost – Conneforde 7 A225 Wilhelmshaven 2 – Conneforde 8 A400 Conneforde – Unterweser & Elsfleth/West – Ganderkesee bzw. Niedervieland 9 A270 Dollern – Elsfleth/West10 A410 Conneforde – Sottrum11 A500 Dollern – Ovenstädt 12 A380 Krümmel – Wahle13 A420 Mehrum – Landesbergen14 A130 Wahle – Wolmirstedt15 A510 Ovenstädt – Bechterdissen16 A600 Wolmirstedt – Mehrum/Nord17 A150 Twistetal – Vieselbach18 A610 Borken – Gießen/Nord19 A610 Borken – Karben20 Altenfeld – Grafenrheinfeld21 A050 Grafenrheinfeld – Kupferzell22 A030 Redwitz – Schwandorf23 A080 Oberbachern – Ottenhofen24 A040 Altheim – St. Peter

Leitungsbauprojekte in Deutschland

Onshore Gleichstromverbindungen (HGÜ) in Planung A100 SuedLink – Bestehend aus zwei Vorhaben: 1 Brunsbüttel – Großgartach; 2 Wilster – Bergrheinfeld/West Planungsziel ist die Umsetzung der beiden SuedLink-Vorhaben auf einer Stammstrecke.

A060 SuedOstLink: 3 Wolmirstedt – Isar (HGÜ)

Derzeit gesetzlich im EnLAG und BBPlG als Erdkabelprojekte deklariert:

1 A310 Ostküstenleitung (Genehmigung) 2 A220 Wilhelmshaven – Conneforde (kurz vor Inbetriebnahme) 3 A260 Dörpen – Niederrhein (Bau) 4 A240 Conneforde – Cloppenburg – Merzen (Genehmigung) 5 A280 Ganderkesee – St. Hülfe (Bau) 6 A250 Stade – Landesbergen (Genehmigung & Bau je nach Abschnitt) 7 A120 Wahle – Mecklar (Bau) 8 A140, BBPlG Nr. 17, Mecklar – Bergrheinfeld/West 9 A070, BBPlG Nr. 41, Raitersaich – Altheim 10 BBPlG Nr. 32, Teilabschnitte Pleinting – Bundesgrenze sowie Simbach – Pirach

380-kV-Leitung / Umspannwerk

380-kV-Interkonnektor



110-kV-Umspannwerk

Gleichstrom-Interkonnektor

Gleichstrom-Interkonnektor im Bau

Offshore-Netzanbindung

Offshore-Netzanbindung in Planung oder im Bau

Offshore-Konverterstation / Umspannwerk

Diese schematische Darstellung der Netzausbauprojekte gibt nicht den tatsächlichen Verlauf der geplanten Vorhaben wieder.

Für die Angaben aus dieser Karte übernimmt TenneT keinerlei Haftung oder Gewähr.

Dezember 2020

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110-kV-Umspannwerk








Dezember 2020

Das Netzgebiet von TenneT

Bisherige Erfahrungen zeigen, dass die Reparatur von

Kabelfehlern mit etwa drei Wochen erheblich länger

dauert als bei Freileitungen. Das führt zu einer deutlich

geringeren Verfügbarkeit der Kabeltrasse im Vergleich

zur Freileitung. Für die Verwendung von Erdkabeln auf

der Höchstspannungsebene in Drehstromtechnik lie-

gen bislang nur wenige Betriebserfahrungen vor. Eine

Begrenzung auf wenige Pilotprojekte ist weiterhin er-

forderlich, da die Auswirkungen auf das Gesamtnetz

noch nicht geklärt sind und die Auswertung weiterer

Erfahrungen dringend geboten ist.

Im Folgenden werden wichtige Netzkomponenten und

typische Betriebszustände in der Netzführung näher be-

leuchtet, um mögliche Auswirkungen der Erdverkabe-

lung im Höchstspannungs-Drehstromnetz vorzustellen.

* Wechselstrom und Drehstrom: Im Haushalt und für kleinere Leistun-gen wird Einphasen-Wechselstrom verwendet. Zur Übertragung gro-ßer Energiemengen wird dreiphasiger Wechselstrom genutzt, der als Drehstrom bezeichnet wird. In dieser Broschüre wird daher nachfol-gend ausschließlich die Bezeichnung Drehstrom verwendet.

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Drehstrom-ErdkabelGesetzliche Vorgaben für den Einsatz

200 m

400 m

≥ 300 m

200 m

400 m

≥ 300 m

200 m

400 m

≥ 300 m

• Weniger als 400 Meter Abstand zur nächsten geschlossenen

Siedlungslage (Innenbereich)

• Weniger als 200 Meter Abstand zu Wohngebäuden im Außenbereich

• Beeinträchtigung des Artenschutzes und Erdverkabelung stellt

verträgliche Alternative dar

• Erhebliche Beeinträchtigungen der Schutz- und Erhaltungsziele von

Flora-Fauna-Habitaten (FFH), Vogelschutz- und Natura2000-Gebieten

• Querung einer Bundeswasserstraße mit mindestens 300 m Breite

Der Einsatz von Erdkabeln im 380-kV-Drehstrombe-

reich ist zunächst von den rechtlichen Rahmenbedin-

gungen für das jeweilige Projekt abhängig. Sehen die-

se eine Erdverkabelungsoption vor, wird bei jedem

Projekt im Einzelfall und am konkreten Ort analysiert,

welche Option die bessere ist. Am Ende entscheidet

darüber die jeweilige Genehmigungsbehörde.

Im Rahmen des Energieleitungsausbaugesetzes

(EnLAG) wurden 2009 deutschlandweit vier Pilotpro-

jekte für den 380-kV-Drehstrombereich definiert.

Im Rahmen dieser Pilotprojekte kann der Einsatz von

Erdkabeln überprüft werden, wenn die gesetzlich gel-

tenden Mindestabstände von 200 bzw. 400 Metern zu

Wohngebäuden (§§ 34, 35 Baugesetzbuch) beim Bau

von Freileitungen nicht eingehalten werden können.

Mit Änderung des Bundesbedarfsplangesetzes

(BBPlG) vom 21. Dezember 2015 und der Novelle vom

01.01.2020 wurden zusätzliche Pilotprojekte fest gelegt

sowie weitere Kriterien eingeführt, die die Optionen für

den abschnittsweisen Erdkabeleinsatz erweitern.

Die Kriterien aus dem aus dem Bundesbedarfsplange-

setz (BBPlG) sowie zum Teil bundeslandspezifische

Vorgaben müssen erfüllt sein, damit eine Prüfung der

Teilerdverkabelung möglich ist. Die Erfüllung der Kriteri-

en bedeutet noch keine finale Aussage zur Vorzugs-

würdigkeit einer Erdkabeltrasse gegenüber einer raum-

verträglichen Freileitung. In die Planung werden zu-

sätzlich netztechnische, planerische, wirtschaftliche

und bautechnische Kriterien abgewogen.

EnLAG-Pilotprojekte

(Stand Februar 2016):

• Altenfeld – Redwitz*

• Wahle – Mecklar

• Ganderkesee – Sankt Hülfe

• Dörpen West – Niederrhein

BBPlG-Pilotprojekte

(380-kV-Drehstrom – Stand Februar 2016):

• Ostküstenleitung: Kreis Segeberg über Lübeck

nach Göhl und Siems

• Wilhelmshaven – Conneforde

• Conneforde – Cloppenburg – Merzen

• Stade – Landesbergen

• Emden Ost – Conneforde











110-kV-Umspannwerk








Dezember 2020

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Vom Gesetz zur PlanungWo wird in Bayern teilerdverkabelt?

Raumordnungsverfahren / Bundesfachplanung:Innerhalb des Untersuchungsraums werden zuerst Trassenkorridore für eine Freileitungsplanung

entwickelt. Die Freileitungskorridore werden nach folgendem Schema geprüft:

Prüfung der LEP-Regelabstände

!

Raumordnungsverfahren / Bundesfachplanung:Innerhalb des Untersuchungsraums werden zuerst Trassenkorridore für eine Freileitungsplanung entwi-ckelt. Die Freileitungskorridore werden nach folgen-dem Schema geprüft:

JA ➤Freileitung raumverträglich.Keine weitere Prüfung erforderlich.

NEIN ➤Die LEP-Regelabstände können voraussichtlich nicht eingehalten werden. Prüfung erforderlich, ob dies zu Störungen der Wohnumfeldqualität führt.

!!Ist trotz Unterschreitung der LEP-Regelabstände eine ausreichende Wohnumfeldqualität gegeben?

JA ➤Freileitung raumverträglich.Keine weitere Prüfung erforderlich.

NEIN ➤Die Unterschreitung der LEP-Regelabstände führt zu einer Störung der Wohnumfeldqualität der betroffenen Wohnbevölkerung.

!!!Ist eine Freileitung trotz Störung der Wohnumfeld- qualität unter Abwägung aller Belange raum- verträglich?

JA ➤ Freileitung raumverträglich.

NEIN ➤Freileitung nicht raumverträglich.Trassenführung als Freileitung nicht möglich, da sie nicht im Einklang mit den Erfordernissen der Raumordnung steht.

Prüfung der Möglichkeit einer Teilerdverkabelung

!VLiegen Ausnahmetatbestände nach § 4 Abs. 2 BBPlG vor, die eine Teilerdverkabelung ermöglichen?

JA ➤Erdkabeloption gegeben. Grobprüfung der Machbarkeit einer Teilerdverkabelung.

NEIN ➤Erdkabeloption nicht gegeben. Eine Teilerdverkabelung kann nicht geprüft werden.

V

Ist der Abschnitt als Erdkabel bautechnisch, wirtschaftlich und netzplanerisch voraussichtlich machbar? Sind Standorte für Kabelübergangsanlagen denkbar? Ist davon auszugehen, dass ein Erdkabel auf dem Abschnitt mit dem Natur- und Artenschutz-recht vereinbar ist?

JA ➤ Erdkabelprüfauftrag in den Raumordnungsunterlagen.

NEIN ➤ Erdkabel kann nicht umgesetzt werden. Die Korridorvariante ist insgesamt nicht raumverträglich und scheidet mit hoher Wahrscheinlichkeit aus.

Die verfahrensführende Behörde entscheidet, welche Varianten raumverträglich sind. Dies können Trassenvarianten

mit oder ohne Erdkabelabschnitte sein. Die endgültige Festlegung des vTrassenverlaufs mit Maststandorten und

Erdkabelabschnitten erfolgt im Planfeststellungsverfahren.

Landesentwicklungsprogramm (LEP) Bayern

Der Bayerische Ministerrat hat 2018 neue Ab-

standsregelungen für Freileitungen im Landesent-

wicklungsprogramm (LEP) beschlossen. Zum

Schutz der Wohnumfeldqualität sollen Freileitungen

einen Mindestabstand von 400 Metern zu Wohnge-

bäuden oder sensiblen Einrichtungen (z.B. Schu-

len, Kindertagesstätten, Krankenhäusern und Pfle-

geeinrichtungen) im Innenbereich von Ortschaften

einhalten. Im Außenbereich der Ortschaften soll ein

Mindestabstand von 200 Metern gelten. Diese Ab-

standsregelungen sind als Grundsätze im LEP ver-

ankert, d.h. sie sind nicht zwingend einzuhalten,

sondern in Abwägung mit anderen Schutzgütern zu

beachten. Diese Abstände gelten nur für Freileitun-

gen. Ein Mindestabstand zur Wohnbebauung für

Drehstromerdkabel ist nicht gesetzlich festgelegt.

Die Abstandsregelungen im LEP sind nicht mit den

verpflichtend einzuhaltenden Grenzwerten für Frei-

leitungen im Zuge des Gesundheitsschutzes zu ver-

wechseln.

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Zwischen einem Erdkabel- und einem Freileitungsab-

schnitt werden Übergangsbauwerke, sogenannte

„Kabelübergangsanlagen“ benötigt. Diese enthalten

alle technischen Komponenten, um den Übergang

von Freileitungen auf Erdkabel und umgekehrt zu er-

möglichen. Darum werden für jeden Erdkabelabschnitt

grundsätzlich zwei Kabelübergangsanlagen benötigt.

Je nach projektspezifischen Anforderungen und Ge-

gebenheiten vor Ort nehmen Kabelübergangsanlagen

etwa einen Flächenbedarf von 50 x 70 bis zu 130 x

150 Meter in Anspruch. Das entspricht mindestens

einer Fläche eines halben Fußballfeldes, in der Regel

jedoch sogar noch mehr.

Für eine effiziente Übertragungsleistung muss eine

Blindleistungskompensation erfolgen. Erst der Aufbau

elektrischer und magnetischer Felder mit einem soge-

nannten Blindstrom ermöglicht eine Stromübertra-

gung im Drehstromnetz. Dieser Strom trägt jedoch

nicht zur tatsächlichen Wirkleistung bei und soll des-

halb so niedrig wie möglich sein. Bei Freileitungen ist

dieser Blindstrom relativ konstant, bei längeren oder

mehreren Kabelabschnitten ist er weniger stabil. Je

nach Länge oder Anzahl der Kabelstrecken sind in der

Kabelübergangsanlage sog. Kompensationsspulen

notwendig, um die Blindleistung auszugleichen und

die Übertragungsleistung zu maximieren.

Im Betrieb von Kabelübergangsanlagen werden die

gesetzlichen Grenzwerte für elektrische und magneti-

sche Felder bereits am Anlagenzaun deutlich unter-

schritten. Weil Leitungen und Spulen auch Geräusche

verursachen können, muss TenneT die Richtwerte der

TA-Lärm (Technische Anleitung zum Schutz gegen

Lärm) einhalten, die für Gewerbe- und Industrieanla-

gen gemäß Bundes-Immissionsschutzgesetz gelten.

Weitere Informationen erhalten Sie in unserer Bro-

schüre „Kabelübergangsanlagen: Die Verbindung

zwischen Freileitung und Erdkabel“.

Freileitung und Erdkabel sicher verbinden

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1 Kabeldurchführungen

Mit Kabeldurchführungen werden die Freileitungs-

seile über die Sammelschiene mit den unter ir disch ver-

legten Kabeln verbunden. Isolatoren sorgen hierbei für

den notwendigen Abstand, um elektrische Überschläge

zu vermeiden. Im Inneren des Iso lators befinden sich

sogenannte Feldsteuerelemente aus elastischen Gum-

miwerkstoffen. Der äußere Isolator besteht nach Ten-

neT-Spezifikation aus glasfaser verstärktem Epoxidharz

mit Silikonkautschukschirmen. Die Höhe des Isolators

beträgt etwa 4,2 Meter.

2 Blindstromkompensation

Abhängig von der Länge des Kabelabschnitts und der

Beschaffenheit des angrenzenden Stromnetzes muss

ggf. eine Kompensation des kapazi tiven Blindstroms

erfolgen. Dies ist erforderlich, um die Übertragungs-

verluste zu minimieren und das Netz sicher betreiben

zu können. Hierzu werden an den Blindleistungsbedarf

angepasste induktive Drosseln mit der Kabelanlage

verschaltet. Für die Drossel muss ein zusätzliches

Schaltfeld errichtet werden. Die Gesamt anlage braucht

dementsprechend mehr Platz als eine einfache Kabel-

übergangsanlage.

3 Strom- und Spannungswandler

Für Netzbetrieb und Schutztechnik sind Strom- und

Spannungswandler eingebaut. Die Schutzgeräte nutzen

die Messsignale von Strom und Spannung, um bei Be-

darf Schalthandlungen in den Schaltanlagen zu initiieren.

4 Überspannungsschutz

Bei Gewitter werden atmos phärische Überspannungen

infolge eines Blitz einschlags mit Ableitern begrenzt.

Dies sichert die Langlebigkeit der Kabelanlage. Darüber

hinaus leiten Blitzschutzmasten in der Nähe der Kabel-

durchführungen die Blitzeinschläge direkt in die Erdungs-

anlage ab.

Kabelabschnitte im Drehstromnetz

Freileitung Freileitung

Umspannwerk UmspannwerkKabelübergangs-anlage

Kabelübergangs-anlage

Erdkabel

Die Erdkabelstrecke der 380-kV-Drehstrom-Leitung ist nur ein Teilabschnitt des gesamten Leitungsbauvorhabens.

Die Abschnittslängen variieren und sind abhängig von den jeweiligen Planungen und Genehmigungen.

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Drehstrom-Erdkabel im Profil

Üblicherweise erfordert die unterirdische Stromübertra-

gung mit Kabeln eine Systemverdoppelung. Das heißt,

zwei Freileitungssysteme mit sechs Bündelleiterseilen

gehen in vier Kabelsysteme mit insgesamt zwölf einzel-

nen Kabelsträngen über. Während der Tiefbauarbeiten

kann die benötigte Trassenbreite bei vier Kabelsyste-

men 40 bis 50 Meter betragen. Grundsätzlich werden

die Kabel parallel nebeneinander gelegt, um eine

gleichmäßige Temperaturverteilung zu gewährleisten.

Zur Verkürzung der Bauzeit werden zunächst Leerroh-

re verlegt und nach Bettung der Erdschichten die Ka-

bel ein ge zogen. Um eine landwirtschaftliche Nutzung

des Geländes über dem Kabelgraben zu ermöglichen,

beträgt die Verlegetiefe rund 1,60 Meter. Nach Bauab-

schluss beträgt die Grabenbreite inklusive des Schutz-

streifens 20 bis 30 Meter. Dieser Bereich muss wäh-

rend des gesamten Betriebs von tiefwurzelnden Ge-

hölzen freigehalten werden, außerdem muss er im

Servicefall jederzeit zugänglich sein.

Neben dieser offenen Bauweise können je nach Ab-

schnitt und topografischen Voraussetzungen vor Ort

auch andere Verfahren wie die geschlossene Verlege-

weise (Horizontalspülbohrverfahren) zum Einsatz kom-

men.

Schutz der Landschaft

Erdkabelbaustellen sind immer auch ein Eingriff in Bo-

den und Landschaftsbild. Um ihre Auswirkungen zu

minimieren, müssen die Baufirmen strenge Vorgaben

einhalten. TenneT stellt dies durch eine naturschutz-

fachliche, bodenkundliche und archäologische Baube-

gleitung sicher.

Schutz des Bodens

Wird Strom mittels Erdkabel übertragen, entsteht

Wärme. Während diese bei Freileitungen einfach

in die umgebende Luft abgegeben wird, muss

beim Erdkabel das umgebende Erdreich die Wärme

aufnehmen. Je nach Bodenbeschaffenheit muss einer

Austrocknung des Bodens vorgebeugt werden. Dies

wird bei Bedarf durch ein thermisches Bettungsmate-

rial gewährleistet. Auch Auswirkungen auf eventuell

vorhandene Drainagesysteme werden in der Planung

berücksichtigt. Während der Bauphase wird der Mut-

terboden stets getrennt vom restlichen Aushub gela-

gert, um den Graben nach Abschluss der Arbeiten

wieder ordnungsgemäß zu verfüllen.

Elektrische und magnetische Felder

Wird Strom über Erdkabel oder Freileitungen übertra-

gen, entstehen elektrische und magnetische Felder.

Bei Erdkabeln werden die elektrischen Felder durch

den Kabelschirm der einzelnen Kabel und das umge-

bende Erdreich abgeschirmt. Durch die spezielle An-

ordnung und Verlegetiefe der Erdkabel wird sicher ge-

stellt, dass die geltenden Grenzwerte für das magneti-

sche Feld deutlich unterschritten werden. Beim Betrieb

mit Erdkabeln nimmt das Magnetfeld mit zunehmen-

dem seitlichen Abstand zur Trasse im Vergleich zu

Freileitungen sogar stärker ab.

Temperaturkontrolle

Grundsätzlich sind die Kabelan lagen so dimensioniert,

dass die Änderung der Bodentemperatur an der Erd-

oberfläche unter allen Betriebs bedingungen gering

bleibt. Ein Temperatur-Monitoring system wird einge-

setzt, um die tat sächliche Auslas tung einer Kabeltras-

se darzustellen. Durch Temperaturmessung können

sogenannte Hotspots entlang der Trasse identifiziert

werden. Sind diese identifiziert, kann durch eine An-

passung der Betriebsströme die temperaturbedingte

Alterung der Kabel reduziert werden. Darüber hinaus

kann das Moni toring-System bei niedrigen Umge-

bungstemperaturen eine temporär höhere Übertra-

gungsleistung ermöglichen, ohne die zulässigen

Grenztemperaturen zu überschreiten.

Muffen und Muffengruben

Höchstspannungskabel können aus Transportgründen

in der Regel nur in Teilstücken von rund 1.000 Metern

Länge zur Kabeltrasse geliefert werden. Dies liegt zum

einen am Gewicht der Kabeltrommeln und zum ande-

ren an der begrenzten Gesamthöhe des Transports mit

Blick auf die Unterquerung von Brücken. Daher müs-

sen die Kabelstränge regelmäßig mit Kabelmuffen ver-

bunden werden. Diese sind ebenfalls direkt erdverlegt

und so untereinander verschachtelt, dass auch im

Muffenabschnitt die normale Kabelgrabenbreite nicht

überschritten wird.

Die Kabelschirme sind in regelmäßigen Abständen un-

tereinander ausgekreuzt, um die Übertragungsverluste

zu minimieren (sog. Cross-Bonding). Hierzu sind

Cross-Bonding-Kästen in der Nähe der Muffen instal-

liert, die für den Service von oben stets zugänglich

bleiben müssen. Diese Cross-Bonding-Kästen, die in

der Regel mit Anfahrschutzbügeln gesichert werden,

sind nach Abschluss der Bauarbeiten der einzige

sichtbare Teil der Kabelgräben.

Muffengruben im Bau Cross-Bonding-Kästen in der Betriebsphase

Schematische Darstellung für Erdkabel in offener

Bauweise und Regelprofil: exemplarische Erwärmung

des Erdbodens in der Umgebung der Kabel.

Die Kabel werden in Sand-Schluff-Mischungen

oder in speziellen Bodenaufbereitungen verlegt.

Die Bodenfunktionen werden so hergestellt, dass eine

normale landwirtschaftliche Nutzung wieder möglich ist.

10 11

Erdkabel – Verhalten im Betrieb

Wenn der gesetzliche Rahmen eine Teilerd- verkabelung bei einer Drehstromverbindung ermöglicht, dann spielt das Verhalten der Kabel im Betrieb eine entscheidende Rolle für die Gesamtlänge der Erdkabel abschnitte.

Weitere Informationen zu

technischen Details des

Erdkabelbetriebs

1312

Übertragungsfähigkeit von Erdkabeln geringer

als bei Freileitungen

Damit eine ausreichende Übertragungsfähigkeit sicher-

gestellt werden kann, müssen üblicherweise in einem

Stromkreis zwei Erdkabelsysteme je Abschnitt parallel

geschaltet werden. Nur so kann eine zu einem Freilei-

tungsabschnitt vergleichbare Menge an Strom fließen.

Welche Auswirkungen eine Teilerdverkabelung auf die

maximale Übertragungsfähigkeit des Gesamtnetzes ei-

ner Leitung hat, muss projektspezifisch geprüft wer-

den. Ein wesentlicher Einflussfaktor ist u. a. die thermi-

sche Überlastfähigkeit eines Erdkabels, d. h. wie viel

Strom und damit auch Temperatur kann ein Kabel „er-

tragen“. Diese Überlastfähigkeit kann sich je nach Ver-

legebedingungen und Vorbelastung eines Erdkabels

unterscheiden. Grundsätzlich ist eine deutlich geringe-

re und weniger flexible maximale Übertragungsfähig-

keit von Erdkabeln im Vergleich zu Freileitungen anzu-

nehmen.

Im Vergleich einer identisch langen Freileitungstrasse

mit einem Abschnitt, der aus Freileitung und Erdkabel

besteht, entsteht ein wesentlicher Nachteil: Bei der ge-

mischten Bauweise kommt es zu einer ungleichen

Auslastung der Leitungstrassen. Dieses Problem lässt

sich nur durch kostenintensive Ausgleichssysteme lö-

sen.

Je länger ein Abschnitt, desto mehr Risiko für

Überspannungen

Mit der Länge der Kabelabschnitte im Übertragungs-

netz wächst zudem die Wahrscheinlichkeit von Schä-

den an Netzkomponenten durch Überspannungen. Die

Konsequenz: Aussagen über Erdkabelabschnitte und

deren Länge sind erst nach individueller Berechnung

und Überprüfung für jeden Abschnitt und Netzknoten

möglich. Insbesondere, da es sich bei Erdkabelanlagen

um hochkomplexe Betriebsmittel handelt. Sie müssen

in Planung, Bau und Betrieb anderen Anforderungen

als Freileitungen gerecht werden.

Die Verfügbarkeit eines Erdkabelabschnitts ist im

Vergleich zur Freileitung geringer

Grundsätzlich sind Erdkabelanlagen wartungsarm.

Weltweite Untersuchungen weisen eine geringere Feh-

leranfälligkeit von Erdkabelanlagen auf, denn sie sind-

anders als Freileitungen- nicht empfänglich für extern

verursachte Schäden durch z.B. Sturm, Blitzeinschläge

oder in Leitungen hineinwachsende Bäume. Kommt es

jedoch zu einem Fehler, wie einer Beschädigung des

Erdkabels oder elektrischen Problemen, ist die Repa-

ratur deutlich kostspieliger und zeitaufwändig. Erste

Erfahrungen der Netzbetreiber mit Erdkabelabschnitten

im Betrieb zeigen, dass die Verfügbarkeit eines Erdka-

belabschnittes daher geringer ist als die einer Freilei-

tungstrasse. Eine zunehmende Anzahl der Erdkabel im

Drehstromnetz wirkt sich daher negativ auf die Versor-

gungssicherheit mit Strom aus. Die Zukunft: TenneT

wird die Erfahrungen aus den Pilotprojekten nutzen,

um die Möglichkeiten der Erdverkabelung mit der

Netzstabilität in Einklang zu bringen.

Der Hintergrund: Mit der Länge der Kabelabschnitte im System wächst die Wahrscheinlichkeit von Schäden an Netzkompo-nenten durch Überspannungen.

Die Konsequenz: Aussagen über Erdkabelabschnitte und deren Länge sind erst nach individueller Berechnung und Überprü-fung für jeden Abschnitt und Netzknoten möglich.

Die Zukunft: TenneT wird die Erfahrungen aus den Pilotprojekten nutzen, um die Möglichkeiten der Erdverkabelung mit der Netzstabilität in Einklang zu bringen.

Drehstrom im Betrieb

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TenneT ist einer der führenden Übertragungs-

netzbetreiber in Europa. Mit rund 23.500 Kilo-

metern Hoch- und Höchstspannungsleitungen

in den Niederlanden und Deutschland bieten

wir eine zuverlässige und sichere Stromver-

sorgung für 42 Millionen Endverbraucher.

Wir erzielen mit fast 5.000 Mitarbeitern einen

Umsatz von 4,1 Mrd. Euro. Gleichzeitig sind

wir einer der größten Investoren in nationale

und grenzübergreifende Übertragungsnetze

an Land und auf See, die die Energiewende

ermöglichen. Als verantwortungsbewusstes,

engagiertes und vernetztes Unternehmen

handeln wir dabei mit Blick auf die Bedürfnisse

der Gesellschaft.

TenneT TSO GmbH

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