Gasisolierter Rohrleiter

Innenraumschaltanlage für 110 kV mit gasisolierten Rohrleitern.

Gasisolierte Rohrleiter (GIL) sind Energieübertragungsleitungen für sehr hohe Spannungen (bis 500 kV) und hohe Ströme (bis ~5000 A). Sie sind aus zwei konzentrisch angeordneten Aluminiumrohren aufgebaut. Dabei ist das innere Rohr der Hochspannung führende Teil, der auf Stützisolatoren oder Scheibenisolatoren im äußeren Rohr fixiert wird. Der Zwischenraum zwischen dem Leiter und dem geerdeten Außenrohr ist mit einem isolierenden Gas gefüllt. In der Regel wird Schwefelhexafluorid (SF₆) bei einem Druck von ca. 5 bar, oder ein Gemisch aus 80% Stickstoff (N₂) und 20% Schwefelhexafluorid bei einem Gasdruck von rund 7 bar, verwendet. Das verwendete Isoliergas ist ungiftig, aber stark klimawirksam, da SF₆ das stärkste Treibhausgaspotenzial von allen Gasen hat. Das Außenrohr ist starr geerdet, so dass keine gefährlichen Berührspannungen auftreten.

Rohrleiter unterliegen im Gegensatz zu feststoffisolierten Leitungen nahezu keiner Alterung und sind im Vergleich zu anderen Energieübertragungsanlagen außerordentlich betriebssicher.

Durch die Eigenart der Konstruktion kann Energie mit hohen Spannungen und hohen Strömen auf kleinstem Raum übertragen werden. Daher finden GIL unter anderem Anwendung bei Ausleitungen z. B. aus Innenräumen von Schaltanlagen.

GIL werden zunehmend auch als Alternative für unterirdische Hochspannungsleitungen eingesetzt. Insbesondere in städtischen Gegenden, wo keine elektromagnetischen Felder erlaubt sind, oder in landschaftlich sensiblen Bereichen, in welchen der Einsatz von Freileitungen nicht umsetzbar ist. Die Verlegung kann dabei sowohl in Freiluft in einem Tunnel oder auch direkt in Erde erfolgen.

Rein konstruktiv ist die Leiterlänge nicht begrenzt. Dennoch ergibt sich eine typische Maximallänge von ca. 60–70 km, da bei GIL-Systemen der Kapazitätsbelag höher ist als bei gleich langen Freileitungen. Vergleichbare Erdkabelanlagen haben jedoch einen noch weitaus höheren Kapazitätsbelag als GIL-Systeme.

Die Leitungsverluste der GIL sind im Allgemeinen geringer als bei Freileitungen und vergleichbaren Kabelanlagen. Abhängig vom Anwendungsfall können GIL-Systeme daher ohne besondere Kühlung auskommen. In Sonderfällen kann ein aktiv belüfteter Kanal notwendig werden.

GIL sind passive Systeme, die nur geringen Wartungsaufwand verursachen. Die einzelnen Rohrsegmente werden gasdicht verschweißt oder geflanscht und sind dicht auf Lebenszeit. Die Wirksamkeit von SF6 als Treibhausgas ist, insbesondere bei den gasdicht geschweißten GIL-Anlagen, daher kaum relevant. Während der Betriebsdauer von 50 Jahren muss kein Gas nachgefüllt werden. Eine zusätzliche Überwachung der Gasräume für ein frühzeitiges Erkennen eines theoretischen Druckverlusts ist Standard. ^[1]

Literaturquellen

1. ↑ Berechnung eines SF6 isolierten Rohrleiters.

• Friedhelm Noack: Einführung in die elektrische Energietechnik. 1. Auflage. Fachbuchverlag Leipzig, 2003, ISBN 3-446-21527-1.