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Druckluftkabel zur Reduktion der Übertragungsverluste in Mittel- und Hochspannungsnetzen

Pressurized air cables to reduce transmission losses in medium- and high-voltage grids

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e & i Elektrotechnik und Informationstechnik Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Druckluftkabel sind mit Druckluft isolierte, koaxiale Rohrleitungen, welche Hochspannungs-Freileitungen, traditionelle VPE-Kabel und SF6-gefüllte gasisolierte Leitungen ersetzen können. Das kompakte, schraubenlose Flanschdesign, die grossen Leiterquerschnitte (> 2200 mm2) und der optimale Brandschutz sind zentrale Vorteile dieser neuen Technologie. Insbesondere für Druckluft als Ersatz für SF6-Gas oder andere PFAS-Gasgemische ist dieses neue Flanschdesign vorteilhaft, da es deutlich größere Isolierspalte bei gleichem Flanschdurchmesser ermöglicht. Die Flansche sind dauerhaft dicht und berstfest – können aber trotzdem auch flexibel ausgeführt werden, was die Verlegung vereinfacht und bei Bodenabsenkungen und im Erdbebenfall vorteilhaft ist.

Typprüfungen nach IEC 62271-204 und Pilotinstallationen für Mittelspannung und hohe Nennströme (36 kV, 3000 A) und Hochspannung (145 kV, 2000 A) haben die technischen Eigenschaften von Druckluftkabeln bestätigt. Druckluftkabel unterstützen damit den Ausbau der elektrischen Netze hin zu einer modernen, effizienten, leistungsfähigen und nachhaltigen Energieübertragung.

Abstract

Pressurized air cables are coaxial tube arrangements which use pressurized air for insulation at medium- and high-voltage levels. They can replace overhead lines, traditional XLPE cables and SF6 gas-insulated lines. Key advantages of this new technology are a compact, boltless flange design, large conductor cross sections (> 2200 mm2), and fireproof metallic enclosures. The new flange design is key to use pressurized air for insulation as it allows large insulation gaps at the same flange diameter. The flanges are airtight and burstproof. A design option with flexible flange connections simplifies installation in non-straight arrangements and allows relative movement during earthquakes or ground settlement.

Type tests according to IEC 62271-204 and test installations for medium voltage and high current (36 kV, 3000 A) as well as high voltage (145 kV, 2000 A) have confirmed the technical characteristics of pressurized air cables. Therefore, pressurized air cables support modernization and upgrade of the electric grid to be more efficient, more powerful and more sustainable.

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Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5

Notes

  1. SF6 und PFAS-Isoliergasmischungen sind sehr gute Isoliergase, aber auch potente Treibhausgase. SF6 muss deshalb in Hochspannungsanlagen ersetzt werden. Die Ausnahmeregelung für die Verwendung von SF6-Gas in Hochspannungsanlagen wird in der EU ab 2030 aufgehoben [3].

Abbreviations

GIL:

Gas Insulated Line (Gas-Isolierte Übertragungsleitung)

GWP:

Global Warming Potenzial (Treibhauspotential)

VPE:

Vernetztes Polyethylen

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Authors and Affiliations

  1. Hivoduct AG, Pfäffikerstrasse 28, 8310, Kemptthal, Schweiz

    Walter Holaus & Zeljko Tanasic

Authors
  1. Walter Holaus
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  2. Zeljko Tanasic
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Holaus, W., Tanasic, Z. Druckluftkabel zur Reduktion der Übertragungsverluste in Mittel- und Hochspannungsnetzen. Elektrotech. Inftech. 140, 614–619 (2023). https://doi.org/10.1007/s00502-023-01190-w

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