Hochspannungsleitungen sind die unverzichtbaren Helden der Stromübertragung über weite Strecken im Verbundnetz. Mit ihren besonders hohen Spannungen von mindestens 60 kV bis hin zu beeindruckenden 1 MV ermöglichen sie die effiziente Übertragung großer elektrischer Leistungen. Doch wie funktionieren sie genau und welche verschiedenen Arten gibt es?
Freileitungen: Die Königinnen der Masten
Hochspannungs-Freileitungen sind die wohl bekannteste und am häufigsten anzutreffende Form der Hochspannungsleitungen. Sie bestehen aus mehreren dicken Leiterseilen, die an hohen Masten befestigt sind. Diese Freileitungen sind in der Regel als Bündelleiter mit drei bis sechs Leitern ausgeführt. Durch diese Konfiguration können Glimmentladungen reduziert und höhere Betriebsspannungen ermöglicht werden. Die Leiterseile werden so angebracht, dass sie auch bei starkem Wind nicht miteinander kollidieren können. Das Risiko von Kurzschlüssen oder Lichtbögen wird dadurch minimiert. Erdseile an den Mastspitzen nehmen auftretende Blitzeinschläge auf und schützen die Leiter vor Schäden.
Abbildung 1: Eine Hochspannungs-Leitungstrasse. Bild: Axpo AG.
Erdkabel: Der unauffällige Stromweg
Erdkabel sind eine Alternative zu Freileitungen und punkten vor allem mit ihrem unauffälligen Erscheinungsbild. Sie bestehen aus Kabeln mit einer dicken Isolierung, die in den Boden eingebettet werden. Im Vergleich zu Freileitungen bieten Erdkabel einige Vorteile: Sie stören das Landschaftsbild kaum, verursachen keine Gefahr für Flugzeuge oder Helikopter und sind weniger anfällig für Schäden durch Witterungseinflüsse. Zudem sind die Energieverluste geringer, da Erdkabel weniger Wärme abführen können. Allerdings sind sie auch kostspieliger in der Herstellung und werden daher in der Regel nur in besonders sensiblen Gebieten eingesetzt.
Gasisolierte Rohrleiter: Die unsichtbaren Stromleiter
Eine weitere Variante sind gasisolierte Rohrleiter. Sie bestehen aus einem dünneren Rohr, das sich innerhalb eines dickeren Rohrs befindet. Die beiden Rohre sind elektrisch voneinander isoliert und mit einem gasförmigen Isoliermedium gefüllt. Dieses Gas ermöglicht eine besonders hohe elektrische Spannung zwischen den Rohren. Gasisolierte Rohrleiter können oberirdisch oder in Tunneln verlegt werden und sind aufgrund ihrer geringen Energieverluste sehr effizient.
Wechselstrom oder Gleichstrom?
Die meisten Hochspannungsleitungen arbeiten mit Wechselstrom. Diese Wahl ermöglicht den Einsatz von Transformatoren zur Anhebung und Absenkung der Spannung. Die Übertragung großer Leistungen mittels Gleichstrom ist technisch anspruchsvoller, bietet jedoch Vorteile wie geringere Verluste und die Möglichkeit der Verbindung unterschiedlicher Stromnetze.
Wirtschaftliche Überlegungen
Der Bau von Hochspannungsleitungen ist eine kostspielige Angelegenheit. Die Amortisation erfolgt jedoch meist aufgrund der langen Nutzungsdauer und des hohen Energieumsatzes problemlos. Um teure Investitionen in neue Leitungen zu vermeiden, werden oft bestehende Leitungen kosteneffizient aufgerüstet. Eine Möglichkeit besteht darin, Hochtemperaturleiterseile einzusetzen, die höhere Leistungen ermöglichen. Eine noch stärkere Steigerung der Übertragungskapazität ist durch den Einsatz von Hochspannungs-Gleichstromübertragung möglich.
Elektrosmog und andere Faktoren
Das Thema Elektrosmog und mögliche gesundheitliche Auswirkungen von Hochspannungsleitungen ist umstritten. Wissenschaftliche Studien haben bisher keine eindeutigen Beweise für schädliche Wirkungen erbracht. Dennoch ist es ratsam, die Feldstärken in der Nähe von Leitungen zu begrenzen. Es sollte jedoch nicht vergessen werden, dass die Stromerzeugung aus Kohlekraftwerken nachweislich erhebliche Umwelt- und Gesundheitsprobleme verursacht und daher mehr Aufmerksamkeit verdient.
Hochspannungsleitungen sind die Pfeiler der modernen Stromversorgung. Sie ermöglichen die effiziente Übertragung großer Leistungen über große Entfernungen und tragen zur Sicherheit und Stabilität des Stromnetzes bei. Trotz möglicher Bedenken sind sie unverzichtbar für eine zuverlässige Energieversorgung.
