Welches sind die am häufigsten verwendeten Werkstoffe für Leiter von Freileitungen? Warum werden diese verwendet?
Aluminium —> guter Leiter
Stahl —> hohe Zugfestigkeit
Günstige Elemente und hohe Verfügbarkeit
Warum wird Aluminium verwendet statt Kupfer?
Korossionsbeständig (bildet eine schützende Oxidschicht aus - verleiht auch typischen Look)
Leitfähigkeit pro kg ist besser als bei Kuper (Deutlich leichter als Kupfer)
Welche besonderen Eigenschaften weist Aluminium gegenüber anderen Werkstoffen auf und welche Nachteile ergeben sich für den Einsatz als Leiter einer Freileitung?
gute Leitfähigkeit
korossionsbeständigkeit
kostengünstig
Nachteil —> Geringe Zugfestigkeit
Warum werden Leiter aus unterschiedlichen Materialien gefertigt?
Vorteile mehrer Elemente können verbunden werden bzw. Nachteile durch andere Elemente ausgleichen
Warum wird Stahl als Kernmaterial verwendet?
Korossionbeständigkeit (Wenn mit Aluminium ummantelt) oder gezinkt-
Mechanische Zugfestigkeit
Annehmbare Wärmeausdehnung
Geringe Kosten
hohe Verfügbarkeit
Weshalb beträgt die höchste Betriebstemperatur 80°C beim Einsatz konventioneller Verbundleiter aus Aluminium und Stahl?
Wegen des Durchhangs und dem angepassten Bodenabstand (Durchhang würde sich bei höherer Temperatur vergrößern)
Als Korissionsschutz wird für Stahl oft Fett verwendet und der Tropfpunkt liegt über 80°C aber es gibt ein Sicherheitsniveau
Was ist unter dem Kriechen eines Leiters zu verstehen?
Dadurch, dass der Leiter mindestens sein Eigengewicht halten muss dehnt sich der Leiter plastisch aus
Dieser Prozess geht über viele Jahre und ist erst lange nach dem Bau abgeschlossen
Dadurch muss der Leiter höher gehängt werden
Was geschieht bei längere Nutzung eines Standard-Verbundleiterts aus Aluminium und Stahl mit den verschiedenen Drähten hinsichtlich der Zugbelastung
Das Kriechverhalten des Aluminiums ist schlechter, daher muss der Stahl immer mehr der Zugkraft übernehmen
Was für Hochtemperaturleiter gibt es und welche Unterkategorien?
TAL-Leiter
HTSL (high temperatur low sag)
ACCR
ACCC
Was sind die Eigenschaften des TAL-Leiter?
Höhere Strombelastbarkeit um 50% wegen Aluminium-Zirkonlegierung
Maximale Leitertemperatur bsi zu 150°C
Was sind die Eigenschaften des HTSL-Leiter?
Teurer um den Kostenfaktor 3-8
Höhere Strombelastbarkeit um 100% und geringerer Durchhang wegen geringerem Temperaturausdehnungkoeffizienten des Kerns
Maximale Leitertemepratur bis 210°C
ACCR:
Mantel: Aluminium-Zirkonlegierung
Kern: Aluminium-Oxid-Keramik
ACCC:
Kern: Kohlefaserwekstoff mit Glasfastermantel
Was wird allgemein unter Hochtemperaturleitern verstanden?
Leiter mit einer zulässigen Betriebstemperatur von über 80°C
Was sind die Anforderungen zur Integration von Hochtemperaturleitern in bestehende Systeme?
Armaturen müssen thermischer und mechanischer Belastung standhalten
Alle Komponenten des Stromkreises müssen maximale Ströme führen können
Schutzsysteme müssen angepasst werden, damit Kurzschlussströme von Betriebsströmen unterschieden werden können
Höherer Blindleistungbedarf
Grenzwerte für magnetische und elektrische Felder müssen eingehalten werden
N-1 Sicherheit muss eingehalten werden
Ggf. Masterhöhung
Was wird unter dem Knickpunkt des temperaturabhängigen Durchhangs von Hochtemperaturleitern verstanden?
Mit steigender Leitertemperatur dehnen sich die beiden Elemente immer weiter aus
Die temperaturabhängige Ausdehnung des Kernmaterials ist geringer als die des Außenmaterials
Dadurch kommt es ab einer bestimmten Temperatur dazu, dass die kompletten Zugkräfte auf dem Kernamterial liegen
Phähomen tritt ab ca. 100°C auf
Welche Vor- und Nachteile haben Hochtemperaturleiter?
Vorteile:
Höhere Strombelastbarkeit
Kann für den Leiteraustausch eine wirtschaftlichere Alternative sein, wenn es keinen Platz mehr gibt für weitere parallel laufende Freileiter
z.B. bei ACCC-Leitern kann durch das eingesparte Gewicht mehr Aluminium eingesetzt werden und dadurch die I²R-Verluste verringert werden
Nachteile:
Deutlich höhere Kosten
Kaum Betriebserfahrung
Schulungen für das Kontrukionspersonal
Ersatzteilverfügbarkeit
Für welche Einsatzzwecke sind HTL heute gegebenfalls geeignet?
An den Stellen einsetzen wo eine weitere Trasse aus wirtschaftlichen oder Platzgründen nicht mehr gebaut werden kann —> Nach NOVA-Prinzip
Leiter werden ersetzt durch HTL für höhere Strombelastbarkeit
Welche sieben Prüfungen der Leiter kennen sie und wofür sind diese nützlich?
Prüfung der Maße und der Oberfläche
Schweißstelle hinsichtlich Anzahl und Güte
Zugfestigkeitsprüfung
Wickelprüfung (Bruchfestigkeit wird geprüft)
Schichtdickenmessung
spezifischer Widerstand
Schwingungsverhalten
Zweck ist für diese Prüfungen, dass die Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit gegeben ist
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