Navigation und Service

Elektromagnetische Felder

Mobilfunk, WLAN & Co. - SAR-Werte von Handys - Stromnetz - Haushaltsgeräte & Elektroinstallationen

Elektromagnetische Felder

Feldbelastung durch Hochspannungsleitungen: Freileitungen & Erdkabel

Ob im Haushalt, bei der Arbeit oder unterwegs – überall wo Elektrizität erzeugt, übertragen oder genutzt wird, können wir elektrischen und magnetischen Feldern ausgesetzt sein. Hoch- und Höchstspannungsleitungen, die zum Transport und zur Verteilung von Elektrizität dienen, tragen ihren Teil zur Exposition – auch Feldbelastung genannt – bei.

Elektrische und magnetische Felder sind in der Umgebung von Gleich- und Wechselstromleitungen möglich. In der Regel machen aber elektrische Hausinstallationen und elektrische Geräte, die mit niedriger Spannung betrieben werden, den Hauptanteil der Feldbelastung aus. Wichtig ist: je weiter Hoch- oder Höchstspannungsleitungen, elektrische Geräte und Leitungen der Hausinstallation entfernt sind, desto geringer ist ihr Beitrag zur Gesamtexposition.

Elektrische Felder

Elektrische Felder werden vom Erdreich und von gewöhnlichen Baumaterialien gut abgeschirmt. Deshalb spielen sie bei Erdkabeln keine Rolle, treten aber im Freien in der Umgebung von Freileitungen auf.

Die elektrische Feldstärke hängt vor allem von der Betriebsspannung einer Leitung ab. Unter 380 kV-Wechselstrom-Freileitungen (Höchstspannungsleitungen) können Feldstärken auftreten, die über dem Grenzwert für niederfrequente elektrische Felder liegen. Dieser gilt verbindlich nur für Orte, an denen sich Menschen längere Zeit aufhalten können, wie zum Beispiel Wohngrundstücke oder Schulhöfe. Maßgeblich ist, wie der Ort üblicherweise genutzt wird. Bei Hoch- und Mittelspannungsleitungen wird der Grenzwert in der Regel auch direkt unterhalb der Leitungen eingehalten. Für Niederspannungsleitungen gilt der Grenzwert nicht, die elektrischen Feldstärken sind wegen der niedrigen Spannung aber klein.

Von Gleichstromleitungen gehen statische elektrische Felder aus. Anders als die von Wechselstrom erzeugten niederfrequenten Felder sind sie zeitlich annähernd konstant und wechseln nicht fortlaufend ihre Richtung. Längere Hochspannungs-Gleichstromleitungen sind in Deutschland erst in der Planung. Messwerte aus der Umgebung der Leitungen liegen noch nicht vor.

Magnetische Felder

Magnetische Felder treten bei Freileitungen und Erdkabeln auf. Sie werden durch das Erdreich oder durch Baumaterialien nicht abgeschirmt und dringen daher in Gebäude und auch in den menschlichen Körper ein.

Magnetfelder entstehen wenn Strom fließt. Weil die Magnetfeldstärke von der Stromstärke abhängt, schwanken die Feldstärken mit den Stromstärken in den Leitungen. Zu Tageszeiten, zu denen viel Strom genutzt oder weitergeleitet wird, ist deshalb auch das Magnetfeld um eine Leitung herum stärker. Die höchsten Feldstärken sind direkt unter Freileitungen und über Erdkabeln zu finden. Mit seitlichem Abstand zu einer Trasse nehmen sie deutlich ab.

Bei Freileitungen hängt die Feldverteilung vor allem von der Masthöhe sowie vom Durchhang und der Anordnung der Leiterseile ab. Der Durchhang der Leiterseile wird unter anderem vom Abstand benachbarter Masten entlang der Trasse (Spannfeldlänge) und von der transportierten Strommenge bestimmt: Je mehr Strom fließt, desto wärmer werden die Seile. Dabei dehnen sie sich aus und hängen stärker durch. Der gleiche Effekt tritt im Sommer bei hohen Temperaturen auf. Im Winter kann Eis auf den Leitungen dazu führen, dass sie stärker durchhängen. Der geringere Abstand zum Boden kann dann einen Anstieg der Feldstärkewerte zur Folge haben.

Bei Erdkabeln sind die Verlegetiefe, die Kabelanordnung und natürlich die Stromstärke entscheidend für die Magnetfeldstärken und deren Verteilung.

Von Gleichstromleitungen gehen statische Magnetfelder aus. Anders als die von Wechselstrom erzeugten niederfrequenten Felder sind sie zeitlich annähernd konstant und wechseln nicht fortlaufend ihre Richtung.

Studie: Belastung durch magnetische Felder

Das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) hat in einer Studie zur "Erfassung der niederfrequenten magnetischen Exposition der Bürger in Bayern" festgestellt, dass Personen, die nach eigener Auskunft im Umkreis von 100 Metern um eine Hochspannungsleitung wohnten, nur geringfügig
(etwa 10 Prozent) höheren Feldern ausgesetzt waren als die anderen Studienteilnehmer. Die Expositionen wurden dabei über 24 Stunden erfasst und gemittelt.

magnetische Flussdichte an Wechselstrom-Freileitungen Magnetische Flussdichte an 380 kV Wechselstrom-FreileitungenMagnetische Flussdichte an 380 kV Wechselstrom-Freileitungen und Erdkabeltrassen - gezeigt sind Höchstwerte, die unter maximalen Betriebsbedingungen an den untersuchten Trassenabschnitten zu erwarten sind

Elektrische und magnetische Felder von Freileitungen und Erdkabeln im Vergleich

In einer 2009 abgeschlossenen Studie hat das BfS die Feldstärken in der Umgebung von Wechselstrom-Freileitungen und -Erdkabeln der Hoch- und Höchstspannungsebene messen lassen. Die höchsten Magnetfeldstärken wurden unter 380 kV-Freileitungen und über 380 kV-Erdkabeln gemessen. Sie betrugen 1 Meter über dem Erdboden 4,8 (Freileitung) beziehungsweise 3,5 (Erdkabel) Mikrotesla (µT).

Der zum Zeitpunkt der Messung fließende Strom wurde bei den Betreibern der Leitungen abgefragt und die gemessenen Feldstärken wurden zusätzlich auf den Zustand hochgerechnet, der bei maximaler Stromübertragungsmenge auftreten kann. Bei den untersuchten Anlagen wurde auch unter dieser Bedingung der Grenzwert von 100 Mikrotesla in einer Messhöhe von 1 Meter über dem Erdboden eingehalten.

Im Vergleich zu Freileitungstrassen nehmen die Magnetfelder bei Erdkabeln mit zunehmendem Abstand von der Trassenmitte deutlich früher und schneller ab, wie die nebenstehende Abbildung zeigt.

Längere Hochspannungs-Gleichstromleitungen sind in Deutschland erst in der Planung. Messwerte aus der Umgebung der Leitungen liegen noch nicht vor. Durch bauliche und technische Maßnahmen kann der vom Rat der Europäischen Union zum Schutz der Gesundheit empfohlene Höchstwert von 40 Millitesla (1 Millitesla = 1.000 Mikrotesla) aber bei den diskutierten Übertragungsleistungen und Stromstärken an Orten, die der allgemeinen Bevölkerung zugänglich sind, weit unterschritten werden. Auch der für Gleichstromanlagen seit 2013 in Deutschland gültige Grenzwert von 500 Mikrotesla wird voraussichtlich deutlich unterschritten. Die Grenzwerte für Gleichstromleitungen und Wechselstromleitungen weichen voneinander ab, weil die Wirkungen von statischen und niederfrequenten Feldern unterschiedlich sind.

Stand: 10.10.2016

Wie bewerten Sie diesen Artikel?

© Bundesamt für Strahlenschutz