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Closeup Kabelübergangsanlage

Die Kabelübergangs­anlage

Was ist eine Kabelübergangsanlage?

Um Erdkabel mit der Freileitung sicher zu verbinden, sind Kabelüber­gangsanlagen erforderlich. „Einfache“ Kabel­übergangsanlagen sind mitunter kleiner als ein Fußballfeld. Bei mehreren oder langen Kabel­strecken werden elek­tro­technisch notwendige Komponenten installiert, die die Anlagenfläche auf bis zu zwei Hektar vergrößern können. Jedes Anlagen­detail erfüllt eine Funktion. Auch der Ab­stand zwischen Bauteilen hat seinen Sinn: Die Luft dient zur Isolation und damit dem Schutz vor Überschlägen.

Kabelübergangsanlage 3D-Modell

Kabelübergangsanlage im 3D-Modell

Erdkabel und Freileitung verbinden

Für effiziente Übertragungsleistung: Blindleistungskompensation
Erst der Aufbau elektrischer und magnetischer Felder mit einem sogenannten Blindstrom ermöglicht eine Stromübertragung im Drehstromnetz. Dieser Strom trägt jedoch nichts zur tatsächlichen Wirkleistung bei und soll deshalb so niedrig wie möglich sein. Bei Freileitungen ist dieser Blindstrom relativ konstant, bei längeren oder mehreren Kabelabschnitten ist er weniger stabil. Je nach Länge oder Anzahl der Kabelstrecken sind in der Kabelübergangsanlage sog. Kompensationsspulen notwendig, um die Blindleistung auszugleichen und die Übertragungs­leistung zu maximieren.

Das ist uns wichtig: Einhaltung aller Grenzwerte
Im Betrieb von Kabelübergangsanlagen werden die gesetzlichen Grenzwerte für elektrische und magnetische Felder deutlich unterschritten. Weil Leitungen und Spulen auch Geräusche ver­ursachen können, muss TenneT die gesetzlichen Schallschutz-Grenzwerte beachten, die für Gewerbe- und Industrieanlagen gem. Bundesimmissionsschutz-Gesetz gelten. Sollten die Grenzwerte durch Geräusche der Kabelübergangsanlage in Verbindung mit Geräuschen benachbarter Anlagen erreicht werden, können zur Geräuschreduzierung zum Beispiel Spulen umbaut werden.

Die Kabelübergangs­anlageKlicken Sie auf die hellblauen Spots, um Informationen zu den einzelnen Komponenten einer Kabel­übergangs­anlage zu erhalten.

Betriebsgebäude
Portal
Rohrverbindung
Überspannungsschutz
Eigenbedarfsversorgung
Kabelendverschluss
Kompensationsspule
Strom- und Spannungswandler
Leistungsschalter
Trennschalter

Betriebsgebäude

Im Betriebsgebäude laufen die Informationen aus allen Steuer- und Messeinrichtungen der Kabelübergangsanlage zusammen. Alle Steuerund Messewerte werden an die zentrale Schaltleitung übermittelt. Bei Bedarf können die elektrischen Geräte auch vor Ort überwacht und gesteuert werden. In den Schaltleitungen fließen die Informationen aus allen Umspannwerken, Leitungen und Kabelübergangsanlagen zusammen.

Portal

Als Portal wird ein Metallgerüst bezeichnet, das rund 27 Meter hoch ist und das Ende einer Freileitung und den Eingang zur Kabelübergangsanlage darstellt. Die gebündelten Freileitungsseile werden am Portal einzeln angehängt und weiter auf die Rohrverbindung geführt. Auf dem Portal werden drei etwa 10 Meter hohe Blitzschutzstangen montiert.

Rohrverbindung

Eine Rohrkonstruktion aus Aluminium stellt die elektrische Verbindung zwischen Freileitungsseil, Kabelendverschluss und ggf. Kompensationsspule her. Optional werden diese mit Trenn- und Leistungsschalter ergänzt, um Schalthandlungen in der Kabelübergangsanlage zu ermöglichen. Dies kann erforderlich sein, um das Netz sicher zu betreiben.

Überspannungsschutz

Überspannungsableiter erfüllen eine wichtige Schutzfunktion. Bei Gewitter werden atmosphärische Überspannungen infolge eines Blitzeinschlags mit Ableitern begrenzt. Dies sichert die Langlebigkeit der Kabelanlage und bewahrt Betriebsmittel und Verbindungselemente vor Schäden infolge zu hoher elektrischer Spannung. Darüber hinaus leiten Blitzschutzmasten in der Nähe der Kabeldurchführungen die Blitzeinschläge direkt zur Erde ab.

Eigenbedarfsversorgung

Der Betrieb der Prozess-, Leit- und Schutztechnik sowie diverser Nebenanlagen innerhalb der Kabelübergangsanlagen erfolgt über eine autarke Energieversorgung. Diese wird mittels sogenannter Power Voltage Transformer* aus dem Höchstspannungsnetz bereitgestellt. Dadurch kann grundsätzlich auf einen Anschluss an das örtliche Niederspannungsnetz verzichtet werden.

Kabelendverschluss

Mit dem Kabelendverschluss wird das unterirdisch verlegte Kabel mit der Rohrkonstruktion verbunden. Dabei wird das Kabel an einem Stahlgerüst aus dem Erdboden geführt und die Verbindung zur Rohrschiene über einen Isolator hergestellt. Der Isolator sorgt für den notwendigen Abstand, um elektrische Überschläge zu vermeiden. Gleichzeitig werden hier die im Kabel mitgeführten Lichtwellenleiter separiert.

Kompensationsspule

Abhängig von der Länge des Kabelabschnitts und der Beschaffenheit des angrenzenden Stromnetzes muss ggf. eine Kompensation der kapazitiven Blindleistung erfolgen. Dies ist erforderlich, um die Übertragungsverluste zu minimieren und das Netz sicher betreiben zu können. Hierzu werden an den Blindleistungsbedarf angepasste induktive Drosseln mit der Kabelanlage verschaltet. In diesem Fall braucht die Anlage mehr Platz (dargestellt sind luftisolierte Kompensationsspulen).

Strom- und Spannungswandler

Strom- und Spannungswandler sind Instrumente, die den Stromfluss und die Spannung messen. Sie sind in die Anlage integriert und geben die erfassten Werte über die Prozess- und Leittechnik an die Schutzeinrichtung, Zähler und Schaltleitung weiter.

Leistungsschalter

Mit dem Leistungsschalter werden die einzelnen elektrischen Verbindungen im Betrieb ein- und ausgeschaltet. Dabei werden nicht nur die Betriebsströme, sondern auch die im Fehlerfall sehr hohen Kurzschlussströme, sicher unterbrochen. Der Schalter trennt bzw. stellt elektrische Verbindungen im Millisekundenbereich her, indem die Kontakte mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegt werden.

Trennschalter

Trennschalter sind mechanische Schaltgeräte, die eine deutlich sichtbare, räumliche Trennstrecke zwischen den elektrischen Komponenten herstellen. Diese Trennstrecke stellt sicher, dass kein elektrischer Überschlag stattfinden kann und Anlagenbereiche somit sicher voneinander getrennt sind. Die Trennung erfolgt nach dem Unterbrechen der elektrischen Verbindung mithilfe des Leistungsschalters, also im stromlosen Zustand. Benötigt werden Trennschalter in erster Linie, um das sichere Arbeiten an den elektrischen Anlagen zu gewährleisten.

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