Optimierung der Strombelastbarkeit eines 220-kV Kabels

Abstract:
Die Strombelastbarkeit von erdverlegten Energiekabeln ist durch die maximal zulässige Kabeltemperatur begrenzt. Das Kabel wird durch die im Betrieb entstehenden Kabelverluste (ohmsche und dielektrische Verluste) erwärmt. Aufgrund langer Zeitkonstanten hat die Vorbelastung einen großen Einfluss auf die Kabeltemperatur. Die Bettung von Erdkabelsystemen wird so ausgelegt, dass ein Wärmeübergang vom Kabel zum Erdreich gewährleistet ist, es jedoch auch bei ungünstigen Bodenbedingungen und längeren Trockenperioden nicht zu einer Austrocknung des Bodens kommt. Während der Projektierungsphase eines Kabels werden konservative Annahmen zur Bodenaustrocknung zugrunde gelegt. Die max. dauerhaft zulässige Strombelastbarkeit des Kabels wird während der Projektierung aus den Annahmen zur Bodenaustrocknung bestimmt. Da im Betrieb der Boden eher feuchter sein wird und somit besser die Wärme abführt, wird die dauerhaft zulässige Strombelastbarkeit nur sporadisch erreicht. Demnach ist das Kabel eher kühler als projektiert und bietet Potenzial für eine höhere Strombelastbarkeit. Zur Überprüfung der konservativen Auslegung von Kabelbettungen im Betrieb des Kabels und zum Nachweis möglicher zusätzlicher Potenziale der Strombelastbarkeit, kann die Kabeltemperatur mit einem Monitoring-System überwacht werden.