Was sind Hochspannungsleitungen?

In der Steckdose zu Hause kommt der Strom mit einer Spannung von 230 Volt (230 V) an. Für den Transport dorthin werden jedoch weit höhere Spannungen verwendet. Bis zu 380.000 Volt (380 kV) tragen die Überlandleitungen für den Stromtransport von den Kraftwerken zu den Städten und Ballungsgebieten.

Hohe Spannungen sind für die Übertragung elektrischer Energie günstiger als niedrige, weil bei hohen Spannungen weniger Energie durch Leiterwiderstände verloren geht. Allerdings lässt sich die Höhe der Spannung nicht unbegrenzt steigern. Die Spannung auf einer Leitung wird daher jeweils nach der Länge der Übertragungsstrecke und der bei den Stromempfängern benötigten Leistung ausgewählt.

Gleich- und Wechselstrom

Als der Aufbau der Stromnetze Anfang des 20. Jahrhunderts begann, ließen sich Hochspannungsnetze technisch nur mit Wechselstrom betreiben. Im Unterschied zu Gleichstrom ändert Wechselstrom regelmäßig die Fließrichtung, in Westeuropa 100 Mal pro Sekunde. Dies ergibt eine Frequenz von 50 Hertz (50 Hz).

Heute ist es möglich, Hochspannungsnetze auch mit Gleichstrom zu betreiben. Dabei wird der Energieverlust vermieden, der bei Wechselstrom durch den Wechsel der Fließrichtung entsteht. Besonders für lange Transportstrecken ist die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) daher eine Alternative zur Wechselstromtechnik. Sie wird in Westeuropa bislang hauptsächlich zur Stromübertragung per Seekabel eingesetzt.

Freileitung und Erdkabel

380 kV Freileitungs-Trasse

Für die elektrische Energieübertragung über Land werden Freileitungen und Erdkabel verwendet.

Bei Freileitungen werden so genannte Seile als elektrische Leiter verwendet. Da Seile – anders als Kabel – nicht von einer isolierenden Schicht umgeben sind, hängen sie außerhalb der Reichweite von Personen einzeln an hohen Masten. Hoch- und Höchstspannungsleitungen sind in Deutschland überwiegend als Freileitungen ausgeführt. Besonders außerhalb größerer Städte gibt es aber auch Niederspannungs-Hausanschlüsse mit Freileitungen und Dachständern.

Erdkabel können einen oder mehrere Leiter enthalten, die jeweils einzeln durch eine Isolierung vor gegenseitiger Berührung geschützt sind. Dadurch können die Leiter in einem viel geringeren gegenseitigen Abstand liegen als bei Freileitungen. Erdkabel werden hauptsächlich im Niederspannungsbereich, also bei Haus- und Gewerbeanschlüssen, eingesetzt. Auch Höchstspannungsleitungen können als Erdkabel verlegt werden.

In der Diskussion stehen auch Gasisolierte Übertragungsleitungen (GIL), die in Deutschland bisher nur auf einer sehr kurzen Strecke eingesetzt werden. Sie sind mit einem Hochspannungskabel vergleichbar. Gasisolierte Übertragungsleitungen bestehen aus einem Aluminiumleiter, der in einem Aluminiumrohr geführt wird. Zur Isolierung wird das Rohr mit einem Gas befüllt.

Typische Freileitungen

Für welche Spannung eine Freileitung verwendet wird, kann man ihr nicht verlässlich ansehen. Die verwendeten Masten geben jedoch Anhaltspunkte:

• Hoch- und Höchstspannungsleitungen werden üblicherweise an hohen Stahlgittermasten geführt,
• für Nieder- und Mittelspannungsleitungen werden eher kleinere Holz-, Beton- oder Stahlrohrmasten verwendet.

Ein genauer Blick auf die Leiterseile kann die Spannungsebene weiter eingrenzen:

• Höchstspannungsleitungen:
  Bei 220 kV-Leitungen besteht ein Leiterseil oft aus zwei, bei 380 kV-Leitungen aus drei oder vier eng parallel zueinander geführten Einzelseilen (Bündelleitung). In regelmäßigen Abständen von einigen Metern sind dann kurze, wenige Zentimeter lange Abstandhalter zwischen den Einzelseilen angebracht wie zum Beispiel in dem Bild der 380 kV Freileitungs-Trasse zu erkennen ist

• Hochspannungsleitungen:
  Für eine Spannung von 110 kV werden Bündelleitungen deutlich seltener verwendet.