Erdseil

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Erdseil an der Spitze eines Freileitungsmasten. Die seitlich aufgesetzten Teile sind Schwingungstilger.

Freileitungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das Erdseil ist ein geerdetes, elektrisch leitfähiges Seil, das oberhalb von Hochspannungs-Freileitungen als Fangeinrichtung zum Schutz gegen direkte Blitzeinschläge gespannt wird. Umgangssprachlich werden auch Potentialausgleichsleitungen zur Erdung von leitfähigen beweglichen Teilen (z. B. Schaltschranktüren mit dem Schrank) als Erdseil bezeichnet.

Laut internationalen Statistiken resultieren etwa 65 % aller Leitungsabschaltungen aus Blitzeinwirkungen. Die Verwendung von Erdseilen ist neben der Erdung von Mastanlagen eine wirtschaftlich sinnvolle Maßnahme, um die Abschaltungen auf ein hinnehmbares Maß zu begrenzen. Im Regelfall werden Hochspannungsleitungen mit Betriebsspannungen unter 50 kV nicht, solche mit Betriebsspannungen über 50 kV fast immer mit einem Erdseil ausgestattet. Die Blitzschutzwirkung des Erdseils beruht wie auch bei den meisten Blitzschutzfanganlagen an Gebäuden primär darauf, dass sich bei atmosphärischen Aufladungen durch die hohe Randfeldstärke unmittelbar über dem Erdseil Koronaentladungen ausbilden. Diese Entladungen führen bevorzugt an Spitzen und Kanten zu einer teilweisen Ionisierung der umgebenden Luft durch Spitzenentladung, wodurch ein in Folge einsetzender Blitz mit höherer Wahrscheinlichkeit in das Erdseil als in die Leiterseile der Freileitung einschlägt. Erdseile werden deshalb zur Erhöhung der hier erwünschten Randfeldstärke nicht als Bündelleiter, sondern immer als einzelnes Seil ausgeführt und an der obersten Mastspitze befestigt. Wenn erhöhte Anforderungen an den Blitzschutz gestellt werden, werden auf den Masten zwei Erdseile verlegt, entweder an den Außenseiten einer zusätzlichen Traverse, der Erdseiltraverse, oder an zwei Erdseilspitzen in V-Form, den Erdseilhörnern, die auf Leitungen der Nordwestdeutschen Kraftwerke häufig zu finden sind. Viele 110- und einige 220-kV-Leitungen des ehemaligen Badenwerks tragen die Erdseile jedoch auf der Außenseite der obersten Traverse. Diese Art der Aufhängung ist auch in den Niederlanden sehr verbreitet.

Die Erdseile wirken auch bei direktem Einschlag in den Mast als zusätzliche Ableitanlage, da ein Teil der Ströme über sie auch zu benachbarten Masten und dort zur Erde abgeleitet wird. Die Potentialanhebung durch den Erdungswiderstand von Mast und Erdboden fällt dadurch geringer aus, und es besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit der Entstehung gefährlicher Schrittspannungen rund um den Mastfuß und rückwärtiger Überschläge vom Mast auf die Leiterseile.

Auch bei der Bestimmung des K-Faktors sind die Erdseile mit einzubeziehen. Die Nullimpedanz einer Freileitung wird durch den Einsatz von Erdseilen deutlich verringert.[1]

In Erdseilen ist häufig ein Glasfaserkabel zur Nachrichtenübermittlung integriert. Bei manchen Leitungen, die bis 1985 von der damaligen Energie-Versorgung Schwaben (heute EnBW) verlegt wurden, ist ein solches Fernsprechkabel girlandenförmig am Erdseil verlegt. Bei außenliegenden Glasfaserkabeln kann es allerdings bei direkten Blitzeinschlägen zu thermischen Schäden am Lichtwellenleiter kommen.

Auch Seilmarker zur Kennzeichnung als Luftfahrthindernis werden am Erdseil angebracht.

Bei manchen HGÜ-Freileitungen dient das Erdseil auch als elektrische Verbindung des Stromrichters mit der Erdungselektrode, was wegen der sehr niederohmigen Erdung über diese möglich ist. In diesem Fall muss das Erdseil isoliert am Mast befestigt werden und darf nur per Überspannungsableiter mit ihm verbunden sein, um elektrochemische Korrosion des Masts infolge dauernden Stromflusses zu vermeiden.

Isolierte Erdseile findet man auch bei Höchstspannungsleitungen in der ehemaligen Sowjetunion, weil sie zur Übertragung von Trägerfrequenzsignalen genutzt werden.

Allerdings wird auch bei normalen Freileitungen das Erdseil an den Abspannmasten oft mit einem Isolator am Mast befestigt, welcher im Normalfall aber überbrückt ist. Durch diese Form der Befestigung ist es möglich, den Erdübergangswiderstand zu steuern.

Bahn-Fahrleitungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Eisenbahnwesen wird ein spezielles Bahn-Erdseil entlang der Strecke an der Außenseite der Oberleitungsmasten angebracht. In diesem Fall dient es nicht hauptsächlich als Blitzschutzeinrichtung, sondern als Sicherheitsvorkehrung für den Fall, dass (z. B. während Bau- oder Unterhaltsarbeiten) die Erdung eines Masten beschädigt wird. Über das Erdseil wird jeder Oberleitungsmast mit seinen Nachbarn verbunden. Außerdem verbessert dieses im Boden eingelagerte Erdseil den Rückfluss des Stromes zum einspeisenden Unterwerk, der normalerweise über die Schiene erfolgt.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Klaus Heuck, Klaus-Dieter Dettmann, Detlef Schulz: Elektrische Energieversorgung. 7. Auflage. Vieweg+Teubner, Wiesbaden 2007, ISBN 978-3-8348-0217-0.
  • F. Kießling, P. Nefzger, U. Kaintzyk: Freileitungen: Planung, Berechnung, Ausführung. Nach EN 50341. 5. Auflage. Springer, Berlin, Heidelberg 2001, ISBN 978-3-540-42255-6.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Valentin Crastan: Elektrische Energieversorgung 1. 3. Auflage. Springer, Berlin Heidelberg 2012, ISBN 978-3-642-22345-7, S. 472 ff.