Freileitungen sind in Deutschland überall zu finden: Sie sind Teil des Stromnetzes, der den Strom von den Erzeugenden zu den Verbrauchenden leitet. Eine Freileitung ist eine elektrische Leitung, deren stromführende Leiterseile auf Freileitungsmasten durch die Luft geführt werden.

Freileitungsmast einer Hochspannungsleitung mit Leiterseilen
Die Freileitungsmasten der Hochspannungsleitung führen die Leiterseile.
Querschnitt durch zwei Leiterseile
Leiterseile bestehen überwiegend aus Aluminium; Links mit zentrischem Stahlseil, rechts mit Faser-Kunststoff-Verbund

Urheber: Dave Bryant
Quelle: https://de.wikipedia.org
Lizenz: CC BY-SA 3.0

Übertragungskapazität von Freileitungen

Die Übertragungskapazität von Freileitungen, auch Strombelastbarkeit genannt, ist der maximale Stromfluss, der dauerhaft erreicht werden kann.

Ein wichtiger Faktor ist dabei die Temperatur des Leiterseils: Wenn das Seil zu warm wird, dehnen sich die Leiterseile aus und können durchhängen oder beschädigt werden. Bei Freileitungen wird die Übertragungskapazität durch die maximale Betriebstemperatur des Leiterseils begrenzt. Haupteinflussfaktoren für diese Betriebstemperatur sind der Stromfluss im Leiter und die klimatischen Umgebungsbedingungen.

Arbeitsauftrag

Vergleiche mehrere Wetterszenarien miteinander und analysiere die möglichen Auswirkungen auf die Betriebstemperatur von Freileitungen.

  1. Unten findest du vier Wetterszenarien. Schätze zunächst für jedes Szenario wie viel Niederschlag, Wind, Sonne und Umgebungstemperatur gerade auf die Leiterseile einwirken.
Foto einer Landschaft mit Bodennebel und bedecktem Himmel Icon Regenwolke
Icon Wind
Icon Sonne
Icon Temperatur

relative Temperatur

Foto einer Landschaft mit leichtem Schneefall, bedeckter Himmel Icon Regenwolke
Icon Wind
Icon Sonne
Icon Temperatur

relative Temperatur

Foto einer Landschaft mit aufgelockerter Bewölkung Icon Regenwolke
Icon Wind
Icon Sonne
Icon Temperatur

relative Temperatur

Foto einer Landschaft mit blauem Himmel und Sonnenschein Icon Regenwolke
Icon Wind
Icon Sonne
Icon Temperatur

relative Temperatur

  1. Welches der Fotos zeigt die besten Bedingungen für eine gute Übertragungsleistung der Stromleitung? Tippe an.
  1. Der Stromfluss in Freileitungen kann reguliert werden. Erkläre, warum es sinnvoll sein kann, bei Freileitungen die Wetterbedingungen vor Ort zu messen.
  1. Informiere dich über Freileitungs-Monitoring und ergänze gegebenenfalls deine Antwort aus Arbeitsauftrag 3.

Der Stromdurchfluss durch ein Leiterseil kann reguliert werden. Eine Möglichkeit dazu ist das Freileitungs-Monitoring. Freileitungs-Monitoring (Abkürzung FLM, auch Freileitungs-Temperatur-Monitoring oder witterungsabhängiger Freileitungsbetrieb) ist ein Regelungsverfahren in Stromnetzen, mit dem die Übertragungskapazität von Freileitungen besser ausgenutzt wird, indem

  • Umgebungstemperatur,
  • Windgeschwindigkeit,
  • Sonneneinstrahlung und
  • Niederschlag an der Freileitung gemessen werden.

Beim Freileitungs-Monitoring wird direkt oder indirekt die Leiterseiltemperatur gemessen. Die Messung geschieht entweder mit Sensoren an bestimmten Punkten oder über die Gesamtlänge eines überwachten Abschnitts hinweg. Freileitungs-Monitoring wird zunehmend auf bestehenden Trassen des Höchstspannungsnetzes eingesetzt und kann deren nutzbare Übertragungskapazität um bis zu 50 Prozent der Nennleistung erhöhen.