Leiterseil

Leiterseile aus Aluminium; Links mit zentrischem Stahlseil, rechts mit Faser-Kunststoff-Verbund

Nahaufnahme eines Leiterseils einer Hochspannungsfreileitung; zentrisch die Stahlseele, außen die Adern aus Aluminium

Ein Leiterseil ist ein zum Stromtransport dienendes Seil einer Freileitung als Teil einer elektrischen Leitung.

Leiterseile besitzen keine isolierende Umhüllung, sie sind „blank“, so dass Kurzschlüsse und ungewollte Stromwege nur durch Sicherheitsabstände unterbunden werden. Die Leiterseile sind daher ausreichend hoch über dem Erdboden in einer hindernisfreien Trasse aufgehängt und mit langen Isolatoren an den Freileitungsmasten befestigt. Blanke Seile bieten außerdem den Vorteil, dass sie ihre Wärme ungehindert an die umgebende Luft abgeben können.

Den wirtschaftlichsten Kompromiss zwischen Materialkosten, Gewicht und elektrischer Leitfähigkeit bietet Aluminium, das zwar nicht ganz so gut leitet wie Kupfer, aber wesentlich günstiger und vor allem leichter ist. Außerdem korrodiert Alumium nicht, da es es eine Schutzschicht aus Aluminiumoxid bildet. Reinaluminiumseile andererseits erfordern relativ kurze Spannweiten, um ihr Eigengewicht und dazu noch Windlast oder Eislast zuverlässig zu tragen. Eine höhere Zugfestigkeit bieten Stahlseile, allerdings ist die elektrische Leitfähigkeit von Stahl deutlich geringer als die von Aluminium. Deshalb kommen – insbesondere für große Spannweiten – kombinierte Aluminium-Stahl-Seile zum Einsatz, die innen eine Stahlseele aufweisen, die der mechanischen (Zug-)Festigkeit dient, und im Außenbereich Aluminiumadern, die eine gute elektrische Leitfähigkeit sicherstellen. Auch Seile aus Aldrey, einer Aluminiumlegierung, bieten hohe Zugfestigkeit auch ohne Stahlkern.

Da gewöhnliche Aluminiumkomponenten bei höheren Temperaturen weich werden, darf die Betriebstemperatur solcher Leiterseile Werte um 80 °C nicht übersteigen.

Für Spannungen im Bereich zwischen 100 kV und 250 kV werden gelegentlich, für Spannungen über 250 kV fast immer Bündelleiter verwendet.

Hochtemperaturleiter

Zusätzlich zu konventionellen Alumiumleiterseilen werden zunehmend auch Hochtemperaturleiter verwendet. Hier unterscheidet man zwischen konventionellen Hochtemperaturleitern und Hochtemperaturleitern mit geringem Durchhang. Bei konventionellen Hochtemperaturleitern (TAL-Leiter) wird durch die Zugabe von Zirkon die thermische Belastbarkeit auf 150 °C erhöht. Gleichzeitig steigt die Strombelastbarkeit um 50 % bis 60 % und die Kosten betragen etwa das 1,8fache von konventionellen Aluminiumleitern.

Hochtemperaturleitern mit geringem Durchhang bestehen aus ACCC (Aluminum Conductor Composite Core) oder ACCR (Aluminum Conductor Composite Reinforced). ACCC-Hochtemperaturleiter haben einen Kern aus Kohlefaserwerkstoff mit Glasfasermantel und als Leiter werden hochtemperaturbeständiger Aluminiumlegierung verwendet. Demgegenüber bestehen ACCR-Hochtemperaturleiter im Kern aus Kohlefaserwerkstoffen mit Glasfasermantel, verwenden als Leiter aber auch hochtemperaturbeständiger Aluminiumlegierungen. Bei diesen Leiterntypen erreicht man eine um den Faktor 2 erhöhte Strombelastbarkeit bei einer Kostenerhöhung um das 3- bis 8-fache.

Beim Betrieb der Freileitung mit sehr hohen Temperaturen steigen jedoch auch die unerwünschten Übertragungsverluste der Leitung entsprechend an.

Literatur

Rene Flosdorff, Günther Hilgarth: Elektrische Energieverteilung. 4. Auflage. Teubner, Stuttgart 1982, ISBN 3-519-36411-5.

Basierend auf einem Artikel in:

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