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Erdkabel im Betrieb

Erdkabel im Höchstspannungsnetz sind noch eine vergleichsweise junge Technologie. Bislang sind dort nur Kabel im Einsatz, die über relativ kurze Strecken vergleichsweise niedrige elektrische Leistungen übertragen – etwa zur Anbindung einzelner Kunden oder Erzeugungsanlagen. Die Energiewende erfordert hingegen die Übertragung hoher Leistungen über große Entfernungen. Belastbare Erfahrungen, wie sich solche Kabel im vermaschten deutschen Übertragungsnetz verhalten, gibt es allerdings noch nicht. Eines steht jedoch fest: Weil Erdkabelanlagen aus vielen Betriebselementen bestehen, machen sie das Stromnetz komplexer. Um sie sicher ins Netz zu integrieren, sind innovative Lösungen nötig. Wir von Amprion treiben deshalb Forschung und Entwicklung voran – gemeinsam mit unseren Partnern aus der Wissenschaft. In Forschungsprojekten testen wir unterschiedliche Kabeltechnologien und Verlegeverfahren.

Erwärmung von Erdkabeln

Wo Strom fließt, entsteht Wärme. Freileitungen geben diese an die Luft ab. Erdkabel erwärmen den Boden in Kabelnähe. Welche Temperaturen dabei erreicht werden, hängt von technischen Parametern wie etwa der Auslastung und Verlegung ab. Je tiefer die Kabel im Boden und je näher die einzelnen Kabel zueinander verlegt werden, desto höher ist die lokale Erwärmung und desto größer sind die Einschränkungen für die Leistungsübertragung.

Planen wir eine neue Kabelanlage, berechnen wir deshalb die Verlegetiefe und -abstände genau. Zur Bettung der Kabel nutzen wir Materialien, die Wärme optimal an die Umgebung ableiten.

Sicherer Netzbetrieb

Grundsätzlich gilt im heutigen vermaschten Netz: Fällt eine Verbindung zum Beispiel durch einen Fehler aus, muss der Strom jederzeit über eine alternative Route übertragen werden können – und zwar ohne dass es zu einer Störung oder einem Stromausfall kommt. Dies wird als (n –1)-Kriterium bezeichnet und stellt einen wesentlichen Garanten für die hohe Systemsicherheit in Deutschland dar.

Auch bei der Konzeption einer Erdkabelanlage achten wir darauf, das (n –1)-Kriterium einzuhalten. Dabei nutzen wir die bestehenden Erfahrungen, die mit Erdkabelanlagen auf niedrigen Spannungsebenen gemacht wurden. Daraus wissen wir, dass die durchschnittliche Verfügbarkeit von Erdkabeln deutlich unter der von Freileitungen liegt. Zwar ist die statistische Ausfallrate einer Erdkabelanlage geringer, die Reparaturdauer jedoch deutlich länger. Dies hat verschiedene Gründe: Gibt es auf einer Freileitung eine Störung, ist diese gut zu erreichen und schnell zu reparieren. Bei Erdkabeln hingegen gilt es zunächst, die Störungsstelle zu orten und freizulegen. Auch die Reparatur und die abschließende Höchstspannungsprüfung sind aufwendig und brauchen Zeit.