Freileitungen: Planung, Berechnung, Ausführung

ISBN-13: 9783540422556 / Niemiecki / Twarda / 2001 / 644 str.

F. Kie_ling; P. Nefzger; U. Kaintzyk

Opis

Die Globalisierung des Elektroenergiemarktes fuhrte zur europaischen Norm EN 50341-1 und der daraus abgeleiteten Festlegung fur Deutschland EN 50341-3-4. Diese Normen erschienen erst im Jahre 2001. Das Buch stellt die Planung von Freileitungen, die Auswahl der Leiter, die Berechnung und Ausfuhrung der Masten und Grundungen sowie aller anderen Bauteile und die neueren Montagemethoden dar. Es greift auf die aktuellen Ausgaben der einschlagigen nationalen und internationalen Vorschriften zuruck und gibt einen Uberblick uber die wichtige Literatur. Das Werk kann als Nachschlagewerk dienen und als Dokumentation fur den derzeitigen technischen Standard des Leitungsbaus. Es wendet sich an Studierende, Berufsanfanger bei Betreibern, Herstellern und Beratungsfirmen, sowie an alle in der Elektrizitatswirtschaft Tatigen.

Spis treści

1 Gesamtplanung.- 1.0 Formelzeichen.- 1.1 Entwicklungsstadien eines Übertragungsprojektes.- 1.2 Planung der Übertragung.- 1.2.1 Ziele.- 1.2.2 Planungsstadien.- 1.2.3 Planungsgesichtspunkte bei Freileitungen.- 1.3 Planungsmethoden.- 1.3.1 Datenerfassung und -aufbereitung.- 1.3.2 Formulierung und Vorauswahl von Alternativen.- 1.3.3 Elektrische Studien.- 1.3.4 Wirtschaftliche Studien und abschließende Beurteilung.- 1.4 Planungsmaßstäbe.- 1.4.1 Allgemeines.- 1.4.2 Kriterien für stabile Bedingungen.- 1.4.3 Kriterien für voriibergehende und transiente Bedingungen.- 1.5 Wahl der elektrischen Spannung.- 1.5.1 Entwicklung der Übertragungsspannungen.- 1.5.2 Einsatz der Übertragungsspannung.- 1.6 Wahl der Leiterbelegung.- 1.7 Wahl des Mastbildes.- 1.8 Übertragung mit Drehstrom oder mit Gleichstrom.- 1.9 Übertragungen mit mehr als drei Außenleitern.- 1.9.1 Optionen.- 1.9.2 Eigenschaften von Mehrleitersystemen.- 1.9.3 Erfahrungen.- 1.10 Baukosten.- 1.11 Trassensicherung und Genehmigung.- 1.12 Planungsergebnisse.- 1.13 Literatur.- 2 Elektrische Anforderungen und Auslegung.- 2.0 Formelzeichen.- 2.1 Die Freileitung als elektrisches System.- 2.1.1 Wellenwiderstand und natürliche Leistung.- 2.1.2 Stabilität.- 2.1.3 Spannungsänderung und höchste zulässige Verluste.- 2.1.4 Übertragungsfähigkeit einer Leitung.- 2.1.5 Gütekriterien.- 2.1.6 Blindleistungskompensation.- 2.1.7 Übertragene Leistung in Bezug zur Trassenbreite.- 2.2 Mit dem Strom verbundene Betriebsaspekte.- 2.2.1 Normal- und Ausnahmebedingung.- 2.2.2 Berechnung der Ohmschen Verluste.- 2.2.3 Kurzschluss.- 2.3 Auswirkungen von Strom und Spannung auf Personen und Anlagen.- 2.3.1 Einführung.- 2.3.2 Elektrische und magnetische Felder.- 2.3.2.1 Einfluss auf Menschen und Tiere.- 2.3.2.2 Einfluss auf Geräte der Informationstechnik.- 2.3.3 Koronaerscheinungen und -auswirkungen.- 2.3.3.1 Allgemeines.- 2.3.3.2 Berechnung der Randfeldstärke.- 2.3.3.3 Funkstörungen (Radio Interference, RI).- 2.3.4 Akustische Geräusche (Audible Noise, AN).- 2.3.5 Einfluss der Leitungsgestaltung aufspannungs- und stromabhängige Emissionen.- 2.4 Anforderungen an die Isolation.- 2.4.1 Einführung.- 2.4.2 Betriebsfrequente Überspannungen und kurzzeitige Überspannungen.- 2.4.3 Langsam ansteigende Überspannungen.- 2.4.4 Schnell ansteigende Überspannungen.- 2.4.5 Prinzipien der Isolationskoordination.- 2.4.5.1 Allgemeine Prinzipien.- 2.4.5.2 Isolationsauslegung für dauernde Betriebsspannungen.- 2.4.5.3 Isolationsauslegung für langsam ansteigende Überspannungen.- 2.4.5.4 Isolation für schnell ansteigende Überspannungen.- 2.4.6 Arbeiten unter Spannung.- 2.5 Abstände in Luft zum Vermeiden von Überschlägen.- 2.5.1 Anforderungen und Ermittlung von Abstanden.- 2.5.1.1 Arten elektrischer Abstände in Luft.- 2.5.1.2 Berechnung elektrischer Abstände.- 2.5.1.2.1 Erforderliche Stehspannungen der Luftstrecke.- 2.5.1.2.2 Zu berücksichtigende Spannungbeanspruchungen.- 2.5.1.2.3 Zusammenfassende Formeln für die Schlagweiten.- 2.5.1.3 Empirische Werte für Abstande.- 2.5.2 Innere und äußere Abstände.- 2.5.2.1 Einführung.- 2.5.2.2 Auslegungsprinzipien.- 2.5.2.3 Lastfälle für die Berechnung von Abständen.- 2.5.2.3.1 Höchste Auslegungstemperatur der Leiter, kein Wind.- 2.5.2.3.2 Eislast für die Festlegung elektrischer Abstände, kein Wind.- 2.5.2.3.3 Windlastannahmen.- 2.5.2.4 Leiterposition unter Windeinwirknng.- 2.5.2.4.1 Festlegung der Windeinwirkung.- 2.5.2.4.2 Berechnung des Ausschwingwinkels.- 2.5.2.4.3 Zeitliche Verteilung der Ausschwingwinkel.- 2.5.2.4.4 Ermittlung der Ausschwingwinkel aus Messungen.- 2.5.2.4.5 Leiter- und Isolatorenlage nach deutscher Norm.- 2.5.2.5 Leiterabstände in Feldmitte.- 2.5.2.6 Kleinste Abstände im Feld oder am Mast.- 2.5.2.7 Abstände zum Boden, zu Gebäuden, zu Verkehrstrassen, zu anderen Freileitnngen sowie zu Sport- und Erholungsflächen.- 2.5.2.8 Beispiele.- 2.5.2.8.1 Berechnung der elektrischen Abstände für eine 110-kV-Leitung mit einem Langstabisolator.- 2.5.2.8.2 Berechnung der elektrischen Abstände für eine 380-kV-Freileitung mit drei Langstabisolatoren.- 2.5.2.8.3 Abstände zu Hindernissen bei Bemessung mit empirischen Abstandswerten.- 2.5.2.8.4 Zeitliche Verteilung der Ausschwingwinkel.- 2.5.2.8.5 Mastkopfgeometrie nach statistischen Überlegungen.- 2.5.2.8.6 Mastkopfgeornetrie nach europäischen Normen.- 2.6 Literatur.- 3 Elektrische Parameter von Freileitungen.- 3.0 Formelzeichen.- 3.1 Einführung.- 3.2 Ohmscher Widerstand.- 3.3 Impedanzen im Mitsystern.- 3.3.1 Einführung.- 3.3.2 Induktiver Blindwiderstand und Reaktanz im Mitsystem.- 3.4 Impedanz im Nullsystem.- 3.4.1 Einführung.- 3.4.2 Näherungsformeln für die Impedanzen im Nullsystem.- 3.5 Leitungskapazitäten und kapazitive Reaktanzen.- 3.5.1 Einführende Überlegungen.- 3.5.2 Leitungen mit einem Stromkreis.- 3.5.3 Leitungen mit zwei Stromkreisen.- 3.6 Admittanz.- 3.7 Elektrisches Modell einer Freileitung.- 3.7.1 Einführung.- 3.7.2 Leitungen kurzer und mittlerer Länge.- 3.7.3 Leitungen großer Länge.- 3.7.3.1 Grundlagen.- 3.7.3.2 Darstellung mit hyperbolischen Funktionen.- 3.7.3.3 Ers atzschaltung einer langen Leitung mit ?-Gliedern.- 3.8 Literatur.- 4 Schutz gegen Auswirkungen von Blitzeinschlägen.- 4.0 Formelzeichen.- 4.1 Bedeutung von Blitzeinwirkungen.- 4.2 Entstehung von Blitzeinschlägen.- 4.2.1 Ablauf einer Blitzentladung.- 4.2.2 Stoßverhalten der Blitzschläge.- 4.2.3 Elektrische Eigenschaften der Entladungen.- 4.3 Häufigkeit und Stärke von Blitzeinwirkungen.- 4.3.1 Auftretenshäufigkeit.- 4.3.2 Stromstärke von Blitzen.- 4.3.3 Direkte und indirekte Blitzeinwirkungen.- 4.4 Anordnung und Wirksamkeit von Erdseilen.- 4.4.1 Theoretische Überlegungen.- 4.4.2 Schutzwirkung von Erdseilen.- 4.4.3 Ableiter.- 4.4.4 Ermittlung des Verhaltens unter Blitzeinwirkung.- 4.5 Blitzschutzerdung.- 4.5.1 Bedeutung der Blitzschutzerdung.- 4.5.2 Stoßimpedanz der Erdung.- 4.6 Literatur.- 5 Erdung.- 5.0 Formelzeichen.- 5.1 Zweck der Erdung.- 5.2 Begriffe und Grundlagen.- 5.3 Anforderungen.- 5.3.1 Normen.- 5.3.2 Personensicherheit.- 5.3.3 Thermische Kurzschlussfestigkeit.- 5.3.4 Mechanische Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit.- 5.3.5 Zu berücksichtigende Ströme.- 5.4 Schutzerdung.- 5.5 Betriebserdung.- 5.6 Blitzschutzerdung.- 5.7 Bemessung für Kurzzeitströme.- 5.8 Bodenwiderstand und Bodenleitfähigkeit.- 5.9 Berechnung des Ausbreitungswiderstandes.- 5.9.1 Kugelförmiger Erder.- 5.9.2 Tiefenerder.- 5.9.3 Banderder.- 5.10 Messung des spezifischen Erdwiderstands.- 5.10.1 Grundlagen.- 5.10.2 Messverfahren.- 5.11 Messung des Erdausbreitungswiderstandes.- 5.12 Erdausbreitungswiderstand in nicht homogencn Böden.- 5.12.1 Spezifische Bodenwiderstände im Zweischichtenmodell.- 5.12.2 Berechnung des Ausbreitungswiderstands im Zweischichtenmodell.- 5.12.3 Berechnung des Ausbreitungswiderstandes aus dem spezifischen Scheinwiderstand.- 5.12.4 Berechnung des Ausbreitungswiderstandes von komplizierten räumlichen Modellen.- 5.12.5 Beispiel für die Berechnung des Erdausbreitungswiderstandes.- 5.13 Regeln aus der Praxis für das Einbringen von Erdungsanlagen.- 5.13.1 Band- und Ringerder.- 5.13.2 Lotrccht oder schräg eingeschlagene Erder.- 5.13.3 Verbindungen zwischen den Erdern.- 5.13.4 Erdverbindungen.- 5.14 Literatur.- 6 Mechanische Anforderungen und Belastungen.- 6.0 Formelzeichen.- 6.1 Mechanische Auslegung einer Freileitung als System.- 6.1.1 Komponenten und Elemente einer Freileitung.- 6.1.2 Zuverlässigkeiten.- 6.1.3 Berechnung der Zuverlässigkeit.- 6.1.4 Abstimmung der Tragfähigkeiten und Wahl der Zuverlässigkeit.- 6.1.5 Einwirkung der höchsten Belastung auf mehrere Komponenten oder Bauteile.- 6.1.6 Ausnutzungsgrad und sein Einfluss auf die Auslegung.- 6.2 Tragfähigkeiten von Komponenten und Bauteilen.- 6.2.1 Grenzen für die Tragfähigkeit.- 6.2.2 Bemessung einzelner Komponenten und Bauteile.- 6.2.3 Schadens- und Versagensgrenzen.- 6.3 Windlasten.- 6.3.1 Windmessungen.- 6.3.2 Ableitung von Bemessungswindlasten.- 6.3.2.1 Auswertung von Windmessungen.- 6.3.2.2 Einfluss der Geländerauigkeit.- 6.3.2.3 Änderung der Referenzgeschwindigkeit mit der Höhe.- 6.3.3 Windwirkung auf Komponenten.- 6.4 Eislasten.- 6.4.1 Eisbildung.- 6.4.2 Eisbeobachtungen und Messungen.- 6.4.3 Ableitung von Bemessungseislasten.- 6.4.3.1 Grundlagen.- 6.4.3.2 Auswertung von Informationen über Eislasten.- 6.4.3.3 Referenzeislast.- 6.4.3.4 Belastung der Tragwerke und Lastfälle.- 6.5 Gleichzeitige Wirkung von Wind- und Eislasten.- 6.5.1 Auftretenswahrscheinlichkeit und Kombination der Parameter.- 6.5.2 Bestimmung der Parameter.- 6.5.2.1 Eislast.- 6.5.2.2 Windlast.- 6.5.2.3 Windwiderstandsbeiwerte und Eisdichten.- 6.5.3 Windlasten auf Leiter mit Eisansatz.- 6.6 Klimatische Lasten nach einschlägigen Normen.- 6.6.1 Normen für Freileitungen.- 6.6.2 Windlasten.- 6.6.2.1 Windlastrnodell nach IEC 60826.- 6.6.2.2 Windmodell nach der Europanorrn EN 50341-1.- 6.6.2.3 Windmodell nach EN 50341-3-4, Nationale Normative Festlegungen für Deutschland.- 6.6.2.4 Vergleich der Windlastmodelle.- 6.6.3 Eislasten.- 6.6.3.1 Eislastmodell nach IEC 60826.- 6.6.3.2 Eislastmodell nach EN 50341-1.- 6.6.3.3 Eislastmodell nach EN 50341-3-4.- 6.6.4 Gleichzeitige Wind- und Eiswirkung.- 6.6.4.1 Modell nach IEC 60826.- 6.6.4.2 Modell nach EN 50341-1.- 6.6.4.3 Modell nach EN 50341-3-4.- 6.7 Lasten aus Errichtung, Betrieb und Instandhaltung.- 6.7.1 Einführung.- 6.7.2 Vorgaben nach IEC 60826.- 6.7.3 Vorgaben nach EN 50341-1.- 6.7.4 Vorgaben nach EN 50341-3-4.- 6.8 Lasten im Hinblick auf die Betriebssicherheit, Sonderlasten.- 6.8.1 Einführung.- 6.8.2 Vorgaben nach IEC 60826.- 6.8.3 Vorgaben nach EN 50341-1.- 6.8.4 Vorgaben nach EN 50341-3-4.- 6.9 Statistische Verteilungen.- 6.9.1 Einführung.- 6.9.2 Gauß’sche Normalverteilung.- 6.9.3 Logarithmische Norrnalverteilung.- 6.9.4 Gumbel-Verteilung.- 6.10 Literatur.- 7 Leiterauswahl.- 7.0 Formelzeichen.- 7.1 Ausführung der Leiter.- 7.1.1 Einführung.- 7.1.2 Bezeichnungen.- 7.1.3 Anmerkungen zur technischen Entwicklung.- 7.1.4 Werkstoffe.- 7.1.4.1 Aluminium.- 7.1.4.2 Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierung.- 7.1.4.3 Stahl.- 7.1.4.4 Aluminium-ummantelter Stahl.- 7.1.4.5 Kupfer und Kupferlegierungen.- 7.1.4.6 Thermisch belastb are Aluminiumlegierungen.- 7.1.5 Prüfung von Drähten.- 7.1.5.1 Einführung.- 7.1.5.2 Maße und Oberfläche.- 7.1.5.3 Schweißstellen.- 7.1.5.4 Zugfestigkeitsprüfung.- 7.1.5.5 Wickelprüfung.- 7.1.5.6 Schichtdickenmessung.- 7.1.5.7 Prüfung des spezifischen Widerstandes.- 7.1.6 Leiter aus Drähten mit gleichem Werkstoff und Durchmesser.- 7.1.6.1 Leiter aus Aluminium.- 7.1.6.2 Leiter aus AlMgSi.- 7.1.6.3 Leiter aus aluminium-ummanteltem Stahl.- 7.1.6.4 Leiter aus Kupfer, Kupferlegierungen und Stahl.- 7.1.7 Verbundleiter.- 7.1.7.1 Aufbau.- 7.1.7.2 Kenndaten.- 7.1.7.3 Fertigung.- 7.1.7.4 Versand.- 7.1.8 Prüfung von Leitern.- 7.1.8.1 Eint eilung der Prüfungen.- 7.1.8.2 Stichprobenprüfung.- 7.1.8.3 Oberflächenbeschaffenheit, Maße, Formbeständigkeit, Masse.- 7.1.8.4 Spannungs-Dehnungs-Diagramm.- 7.1.8.5 Zugbruchkraft.- 7.1.8.6 Prüfung des Kriechverhaltens.- 7.1.8.7 Nachweis der Verlegbarkeit.- 7.1.9 Bündelleiter.- 7.1.10 Sonderausführungen von Leitern.- 7.1.10.1 Sonderseile aus Runddrähten.- 7.1.10.2 Leiter für höhere Betriebstemperaturen.- 7.1.10.3 Leiter mit vergrößertem Durchmesser.- 7.1.10.4 Leiter mit glatten Oberflächen.- 7.1.10.5 Verdichtete Leiter.- 7.1.10.6 Selbstdämpfende Leiter.- 7.1.10.7 Schwingungsresistente Leiter.- 7.1.10.8 Lärmreduzierende Leiter.- 7.1.10.9 Leiter mit nachbehandelten Oberflächen.- 7.2 Bemessung von Leitern für die Strombelastung.- 7.2.1 Einführung und Anforderungen.- 7.2.2 Grundlagen für die Ermittlung der Leitertemperatur.- 7.2.3 Bemessung im Hinblick auf den höchsten Dauerstrom.- 7.2.4 Bemessung für den Kurzschlussstrom.- 7.2.5 Bemessung unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten.- 7.2.6 Leitungsbelastbarkeit in Abhängigkeit von den Wetterbedingungen.- 7.3 Bemessung für die Spannungsbeanspruchung.- 7.3.1 Einführung und Anforderungen.- 7.3.2 Bemessung im Hinblick auf die elektrischen Parameter.- 7.3.3 Bemessung im Hinblick auf Randfeldstärke und Koronaerscheinungen.- 7.3.4 Koronaverluste.- 7.4 Mechanische Bemessung von Leitern.- 7.4.1 Einführung und Anforderungen.- 7.4.2 Beanspruchungen bei extremen Belastungen.- 7.4.3 Beanspruchungen unter Alltagsbedingungen.- 7.4.4 Einfluss der Leiterzugspannung auf die Baukosten.- 7.4.5 Leiterkriechen.- 7.4.6 Empfehlungen für die Wahl der Leiterzugspannung.- 7.5 Literatur.- 8 Wahl der Erdseile.- 8.0 Formelzeichen.- 8.1 Erdseilarten.- 8.2 Elektrische und thermische Bemessung.- 8.2.1 Anforderungen.- 8.2.2 Bemessung nach dem Kurzschlussstrom.- 8.2.3 Grenztemperatur für Erdseile im Kurzschlussfall.- 8.2.4 Abschalt- und Wiedereinschaltzeiten.- 8.2.5 Beispiele für die Belastbarkeit von Erdseilen im Kurzschlussfall.- 8.3 Mechanische Bemessung.- 8.3.1 Abnahme der mechanischen Festigkeit durch Erwärmung.- 8.3.2 Festlegung der Zugkräfte und Zugspannung.- 8.4 Schritte bei der Auswahl konventioneller Erdseile.- 8.5 Lichtwellenleiter-Erds eile.- 8.5.1 Allgemeines und Aufbau.- 8.5.2 Verlegebedingungen.- 8.5.3 Zubehörteile.- 8.5.4 Prüfungen.- 8.6 Literatur.- 9 Isolatoren.- 9.0 Formelzeichen.- 9.1 Einführung.- 9.2 Isolatoren aus Keramik.- 9.2.1 Werkstoffe.- 9.2.2 Fertigung.- 9.2.3 Isolatorformen und Anwendungen.- 9.3 Isolatoren aus Glas.- 9.3.1 Werkstoffe und Fertigung.- 9.3.2 Isolatorformen und Anwendungen.- 9.4 Verbundisolatoren.- 9.4.1 Werkstoffe, Aufbau und Fertigung.- 9.4.2 Isolatorformen und Anwendungen.- 9.5 Vergleich der Isolatorarten.- 9.6 Prüfungen an Einzelisolatoren.- 9.6.1 Gründlagen.- 9.6.2 Prüfungen an Keramik- und Glasisolatoren.- 9.6.2.1 Typprüfungen.- 9.6.2.2 Stichprobenprüfungen.- 9.6.2.3 Stückprüfungen.- 9.6.3 Prüfungen an Verbundisolatoren.- 9.6.3.1 Grundlagen.- 9.6.3.2 Bauartprüfung.- 9.6.3.3 Stichproben- und Stückprüfung.- 9.7 Isolatorketten.- 9.7.1 Gestaltung von Tragketten.- 9.7.2 Gestaltung von Abspannketten.- 9.8 Anforderungen an und Bemessung von Isolatorketten.- 9.8.1 Elektrische Auslegung.- 9.8.2 Mechanische Auslegung.- 9.9 Betriebsmäßiges Verhalten von Isolatorketten.- 9.9.1 Einführung.- 9.9.2 Spannungsbeanspruchung.- 9.9.3 Verhalten der Isolatortypen.- 9.9.4 Verhalten unter Fremdschichteinfluss.- 9.9.4.1 Entstehung von Fremdschichten.- 9.9.4.2 Nachbildung von Fremdschichten.- 9.9.4.3 Fremdschichtklassen.- 9.9.4.4 Ermittlung der Fremdschichtklassen durch Messungen vor Ort.- 9.9.4.5 Isolationserhaltende Maßnahmen.- 9.10 Prüfungen an Isolatorketten.- 9.10.1 Grundlagen und Voraussetzungen.- 9.10.2 Atmosphärische Normbedingungen.- 9.10.3 Künstlicher Regen.- 9.10.4 Aufbauanordnungen.- 9.10.5 Wechselspannungsprüfung.- 9.10.6 Blitz- und Schaltstoßspannungsprüfung.- 9.10.7 Leistungslichtbogenverhalten.- 9.10.8 Funkstörfestigkeitsprüfung.- 9.10.9 Prüfung der Koronaaussetzspannung.- 9.11 Beispiel für Auswahl von Isolatoren.- 9.12 Literatur.- 10 Armaturen.- 10.1 Definitionen.- 10.2 Armaturen für Leiter.- 10.2.1 Leiterbefestigungen an Tragpunkten.- 10.2.2 Leiterbefestigungen an Abspannpunkten.- 10.2.3 Spannschlösser.- 10.2.4 Verbinder.- 10.2.5 Feldabstandhalter.- 10.2.6 Schwingungsdämpfer für Einfachleiter.- 10.2.7 Schwingungsdämpfer für Bündelleiter.- 10.3 Armaturen für Isolatorketten.- 10.4 Bemessung und Prüfungen.- 10.4.1 Allgemcincs.- 10.4.2 Elektrische Anforderungen.- 10.4.3 Mechanische Anforderungen.- 10.4.4 Korrosionsschutz.- 10.4.5 Werkstoffauswahl.- 10.4.6 Prüfungen.- 10.5 Literatur.- 11 Leiterschwingungen.- 11.0 Formelzcichen.- 11.1 Übersicht und Schwingungsarten.- 11.2 Kármán-Schwingungen.- 11.2.1 Physikalische Grundlagen, das mathematisch-mechanische Modell der Leitung [0.4].- 11.2.2 Die Freifeldamplitude des Leiters.- 11.2.3 Die Beanspruchung des Leiters.- 11.2.4 Die Biegesteifigkeit eines Seiles.- 11.2.5 Entstehen der Schwingungen.- 11.2.6 Auswirkungen.- 11.2.7 Auswirkungen auf die Leitungsplanung.- 11.2.8 Nachweis der Schwingungsintensität und der Wirksamkeit von Dämpfungsmaßnahmen.- 11.3 Teilfeldschwingungen.- 11.3.1 Entstehen und Auswirkungen.- 11.3.2 Abhilfemaßnahmen.- 11.4 Seiltanzen.- 11.4.1 Entstehung und Auswirkungen.- 11.4.2 Abhilfemaßnahmen.- 11.5 Kurzschlussschwingungen.- 11.5.1 Entstehen und Auswirkungen.- 11.5.2 Abhilfemaßnahmen.- 11.6 Literatur.- 12 Tragwerke.- 12.0 Formelzeichen.- 12.1 Definitionen und Anforderungen.- 12.2 Mastarten und ihre Anwcndung.- 12.2.1 Tragmasten.- 12.2.2 Winkeltragmasten.- 12.2.3 Winkelmasten.- 12.2.4 Abspann- und Winkelabspannmasten.- 12.2.5 Endmasten.- 12.2.6 Sondermasten.- 12.3 Mastkopfgeometrie.- 12.3.1 Anforderungen.- 12.3.2 Elektrische Abstände nach EN 50341-1 und EN 50341-3-4.- 12.3.3 Abstand zwischen den Leitern.- 12.3.3.1 Gleiche Querschnitte, Werkstoffe oder Durchhange der Leiter.- 12.3.3.2 Verschiedene Leiterquerschnitte, Werkstoffe oder Durchhänget2]329.- 12.4 Bemessung und Konstruktion der Tragwerke.- 12.4.1 Grundlegende Anforderungen.- 12.4.2 Statische Bemessung.- 12.4.3 Bemessungswerte und Nachweismethode.- 12.5 Lastfälle.- 12.5.1 Belastungskombinationen.- 12.5.2 Lastfälle nach EN 50341-3-4 für Masten und Gründungen.- 12.6 Teilsicherheitsbeiwerte nach EN 50341-3-4.- 12.6.1 Teilsicherheitsbeiwerte für Einwirkungen auf Masten.- 12.6.2 Teilsicherheitsbeiwerte für Werkstoffe.- 12.7 Stahlgittermasten.- 12.7.1 Allgemeines.- 12.7.2 Konstruktion und Ausführung.- 12.7.2.1 Ausführung der Stäbs.- 12.7.2.2 Anschlüsse.- 12.7.2.3 Verkehrswege.- 12.7.2.4 Fertigung.- 12.7.2.5 Korrosionsschutz.- 12.7.3 Werkstoffe.- 12.7.3.1 Werkstoffe für Winkelstähle und Bleche.- 12.7.3.2 Werkstoffe für Schrauben und Niete.- 12.7.4 Ermittlung der Stabkräfte.- 12.7.5 Bestimmung der Stabkräfte am ebenen System.- 12.7.5.1 Ritterschnitt-Verfahren.- 12.7.5.2 Kräfte in den Eckstielen.- 12.7.5.3 Kräfte in den Diagonalen, Belastung durch horizontale Kräfte.- 12.7.5.4 Kräfte in den Diagonalen, Belastung durch unsymmetrische Vertikallasten.- 12.7.5.5 Kräfte in den Diagonalen, Belastung durch Torsionsmomente.- 12.7.5.6 Kräfte in den Horizontalstäben am Mastknick.- 12.7.5.7 Kräfte in den Querverbänden im Mastschaft.- 12.7.5.8 Kräfte in Schrägfüßen.- 12.7.5.9 Kräfte in den Querträgern.- 12.7.6 Berechnung der Stabkrüfte am räumlichen System.- 12.7.6.1 Grundkonzept der Finite-Elemente-Methode.- 12.7.6.2 Anwendung auf räumliche Fachwerksysteme.- 12.7.7 Vergleich der Berechnung am ebenen und am räumlichen System.- 12.7.8 Bemessung der Stäbe und Anschlüsse.- 12.7.8.1 Allgemeine Nachweisform.- 12.7.9 Bemessung druckbeanspruchter Stäbe.- 12.7.9.1 Effektive Querschnittsflächen für gedrückte Profile.- 12.7.9.2 Biegeknicken bei mittig-gedrückten Stäben.- 12.7.9.3 Biegedrillknicken bei mittig-gedrückten Stäben.- 12.7.9.4 Druck und Biegung.- 12.7.10 Bemessung mehrteiliger Druckstäbe.- 12.7.10.1 Rahmenstäbe.- 12.7.10.2 Gitterstäbe.- 12.7.11 Bemessung zugbeanspruchter Stäbe.- 12.7.11.1 Zugkraft.- 12.7.11.2 Biegung und axiale Zugkraft.- 12.7.12 Bemessung der Anschlüsse.- 12.7.13 Bemessung für Biegung infolge vertikaler Lasten.- 12.7.14 Bemessung des Sekundärfachwerks.- 12.7.15 Verformungen.- 12.7.16 Ermittlung der Fundamentbelastungen.- 12.7.17 Einsatz der EDV bei der Berechnung von Stahlgittermasten.- 12.7.18 Maßnahmen zur Erhöhung der Tragfähigkeit.- 12.7.19 Beispiel: Statische Berechnung eines 110-kV-Tragmastes.- 12.8 Stahlvollwandmasten.- 12.8.1 Konstruktion und Ausführung.- 12.8.2 Ermittlung der Beanspruchung.- 12.8.3 Bemessung.- 12.8.4 Beispiel für einen konischen Stahlvollwandmast.- 12.9 Stahlbetonmasten.- 12.9.1 Verwendung von Stahlbetonmasten.- 12.9.2 Schleuderbetonmasten.- 12.9.3 Rüttelbetonmasten.- 12.9.4 Bauliche Durchbildung.- 12.9.5 Herstellung.- 12.9.6 Bemessung.- 12.10.- 12.10.1 Verwendung und Ausführung.- 12.10.2 Bemessung.- 12.11 Traglast- und Umbruchprüfungen.- 12.12 Literatur.- 13 Gründungen.- 13.0 Formelzeichen.- 13.1 Anforderungen und Vorgaben.- 13.2 Arten des Baugrundes.- 13.2.1 Einteilung der Bodenarten.- 13.2.2 Gewachsener Boden.- 13.2.3 Fels.- 13.2.4 Geschütteter Boden.- 13.3 Baugrunderkundung.- 13.3.1 Zweck der Bodenerkundung.- 13.3.2 Verfahren zur Gewinnung von Bodenproben.- 13.3.2.1 Arten der Proben.- 13.3.2.2 Schürfgruben.- 13.3.2.3 Probebohrungen.- 13.3.2.4 Sondierbohrungen.- 13.3.3 Sonden.- 13.3.3.1 Sondenarten.- 13.3.3.2 Rammsonden.- 13.3.3.3 Standard Penetration Test.- 13.3.3.4 Flügelsonden.- 13.3.3.5 Drucksonden.- 13.3.4 Auswertung der Baugrunduntersuchung.- 13.3.4.1 Benennen und Beschreiben der Bodenarten.- 13.3.4.2 Klassifizierung von Fels.- 13.3.4.3 Betonangreifende Wässer und Böden.- 13.3.4.4 Schichtenverzeichnis.- 13.3.4.5 Zeichnerische Darstellung.- 13.4 Entwurf und Bemessung der Gründungen.- 13.4.1 Gründungsart und Belastung.- 13.4.2 Bodenkennwerte.- 13.4.3 Kompaktgründungen.- 13.4.3.1 Definition.- 13.4.3.2 Einblockgründungen.- 13.4.3.3 Einblockgründungen ohne Stufe.- 13.4.3.4 Einblockgründungen mit Stufe.- 13.4.3.5 Plattengründungen.- 13.4.3.6 Schwellen-Plattengründungen.- 13.4.3.7 Einpfahlgründungen.- 13.4.3.8 Gründung von Holzmasten.- 13.4.4 Aufgeteilte Gründungen.- 13.4.4.1 Definition.- 13.4.4.2 Stufenfundamente.- 13.4.4.3 Bohr- und Schachtfundamente.- 13.4.4.4 Schwelleneinzelfundamente.- 13.4.4.5 Pfahlfundamente.- 13.4.4.6 Bewehrtes Einzelfundament.- 13.4.4.7 Felsfundamente.- 13.4.4.8 Eckstielverankerung.- 13.5 Literatur.- 14 Leitungstechnische Berechnungen.- 14.0 Formelzeichen.- 14.1 Grundlagen.- 14.2 Kettenlinie der Durchhangskurve.- 14.2 Kettenlinie der Durchhangskurve.- 14.2 Kettenlinie der Durchhangskurve.- 14.3 Parabel als Durchhangskurve.- 14.4 Feld mit unterschiedlichen Aufhängehöhen.- 14.5 Zustandsgleichung.- 14.6 Feld mit Einzellasten.- 14.7 Feld mit Abspannisolatorketten an den Enden.- 14.8 Zugkräfte und Durchhange im Abspann abschn itt.- 14.8.1 Einführung.- 14.8.2 Änderung des Zustandes in Feldern mit längsbeweglichen Endpunkten.- 14.8.3 Seilzugspannungen und Durchhänge bei Isolatorketten mit Halbverankerung an Tragmasten.- 14.8.4 Zustandsgleichung für den Abspannabschnitt.- 14.8.5 Rechenprogramm für den Zustand im Abspannabschnitt.- 14.8.6 Ermittlung der Durchhänge bei Eislast nur in einem Feld mit Näherungsformeln.- 14.9 Abstände zum Gelände oder zu Objekten.- 14.9.1 Anforderungen.- 14.9.2 Berechnung des Abstandes zum Boden.- 14.9.3 Berechnung des Abstandes zu einer gekreuzten Straße.- 14.9.4 Berechnung des Abstandes zu einer gekreuzten Leitung.- 14.10.- 15 Trassenplanung.- 15.0 Formelzeichen.- 15.1 Grundlagen.- 15.2 Trassenauswahl.- 15.2.1 Technische Gesichtspunkte.- 15.2.2 Umweltfragen und Umweltbeeinflussungen, Gutachten.- 15.2.2.1 Allgemeines.- 15.2.2.2 Darstellung des Ist-Zustandes und Nullvariante der Umwelt.- 15.2.2.3 Auswirkungen des geplanten Vorhabens auf die Umwelt.- 15.2.3 Einordnung in das Gelände; technische, wirtschaftliche und Umweltgesichtspunkte.- 15.2.4 Alternative Lösungen.- 15.3 Vermesssung im Gelände.- 15.3.1 Arbeitsschritte.- 15.3.2 Vermessungsverfahren und eingesetzte Instrumente.- 15.3.2.1 Direkte Vermessung im Gelände.- 15.3.2.2 Indirekte Geländeaufnahme.- 15.3.2.3 Geländedatenbanken.- 15.3.3 Einmessen der Winkelpunkte und Fluchten.- 15.3.4 Geländeaufnahme.- 15.3.5 Abpflocken der Maststandorte.- 15.3.6 Nachtrassierung.- 15.4 Leitungsplanung und Planbearbeitung.- 15.4.1 Grundlagen der Leitungsplanung.- 15.4.2 Darstellen einer Leitung.- 15.4.3 Auswertung der Profilaufnahme.- 15.4.4 Bestimmen der Maststandorte, Masttypen und Masthöhen.- 15.4.4.1 Grundlagen und Einflussfaktoren.- 15.4.4.2 Mastausteilung von Hand.- 15.4.4.3 Mastausteilung mit Hilfe der Datenverarbeitung.- 15.5 Einsatz der Datenverarbeitung bei Projektierung und Planverwaltung.- 15.5.1 Programmsystem für die Freileitungsprojektierung.- 15.5.2 Höheuprofilerstellung.- 15.5.3 Lageplanerstellung.- 15.5.4 Geografisches Informations System mit integrierter Datenbank.- 15.5.5 Planverwaltung.- 15.6 Literatur.- 16 Montage.- 16.0 Formelzeichen.- 16.1 Montageplanung.- 16.2 Transporte.- 16.3 Herstellen von Gründungen.- 16.3.1 Einführung.- 16.3.2 Stufenfundamente, Plattengründungen und bewehrte Einzelfundamente.- 16.3.3 Bohrfundamente.- 16.3.4 Rammfundamente.- 16.3.4.1 Gemeinsame Regeln.- 16.3.4.2 Stahlpfähle.- 16.3.4.3 Mit Mörtel ummantelte Stahlpfähle.- 16.3.4.4 Probebelastung.- 16.3.5 Schwellenfundamente.- 16.3.6 Ankergründungen.- 16.3.7 Herstellen und Verarbeiten von Beton.- 16.3.7.1 Transport- und Baustellenbeton.- 16.3.7.2 Ausgangsstoffe.- 16.3.7.3 Anforderungen an Beton und Betoneigenschaften.- 16.3.7.4 Transportbeton.- 16.3.7.5 Baustellenbeton.- 16.3.7.6 Verarbeitung.- 16.3.7.7 Nachbehandlung.- 16.3.7.8 Nachweisverfahren für Betoneigenschaften.- 16.3.79 Güteüberwachung und Qualitätssicherung.- 16.4 Erdungen.- 16.5 Einrichten der Mastfüße.- 16.5.1 Verfahren und Hilfsmittel.- 16.5.2 Überloten von Winkel- und Endmasten.- 16.6 Mastmontage.- 16.6.1 Einführung.- 16.6.2 Mastmontage mit Kran.- 16.6.3 Mastmontage mit Stockbaum.- 16.6.3.1 Verfahren.- 16.6.3.2 Stocken mit Außenbaum.- 16.6.3.3 Stocken mit Innenbaum in Mastmitte.- 16.6.3.4 Stocken mit Innenbaum am Eckstiel.- 16.6.3.5 Hochziehen der Querträger mit Stockbaum.- 16.6.4 Mastmontage mit Hubschrauber.- 16.7 Verlegen von Seilen.- 16.7.1 Verlegeverfahren.- 16.7.2 Seilzuggeräte.- 16.7.2.1 Anforderungen.- 16.7.22 Zugseile.- 16.7.23 Seilverbindungen.- 16.7.2.4 Seilräder.- 16.7.25 Seilzugwinden.- 16.7.2.6 Seilbremsmaschinen.- 16.7.27 Trommelböcke.- 16.7.3 Leiterverlegearbeiten.- 16.7.3.1 Vorbereitungen.- 16.7.3.2 Ziehen der Seile.- 16.7.3.3 Regulieren der Leiter.- 16.7.3.4 Abspannen der Leiter.- 16.7.3.5 Einklemmen der Leiter in Tragklemmen.- 16.7.3.6 Strornschlaufenmontage.- 16.7.3.7 Einbau von Feldbündelabstandhaltern.- 16.7.38 Leiterauswechselungen.- 16.7.39 Verlegen von Lichtwellenleitern.- 16.7.4 Bestimmung der Montagedurchhänge.- 16.7.41 Anforderungen.- 16.7.4.2 Lage der Leiter in Rollen und in Klemmen.- 16.7.4.3 Einfluss des Seilkriechens.- 16.7.4.4 Beispiel einer Freileitung im Gebirge.- 16.8 Bauüberwachung und Abnahmen.- 16.8.1 Baubegleitende Kontrollen.- 16.8.2 Endinspektion.- 16.9 Literatur.

Blurb

Als Voraussetzung für eine Liberalisierung der Elektroenergiemärkte wurde im Jahr 2001 erstmalig eine europäische Freileitungsnorm EN 50341 mit den zugehörigen Nationalen Normativen Festlegungen für die einzelnen Mitgliedsländer in der Normenorganisation CENELEC herausgegeben. Mit ihr erfolgte eine Harmonisierung der technischen Grundlagen des Freileitungsbaus unter Berücksichtigung des neuesten Entwicklungsstandes, was die Neubearbeitung dieses Buches veranlasste. Die vorliegende fünfte Auflage wurde durch eine vertiefte Darstellung wissenschaftlicher Grundlagen wesentlich erweitert und erhielt eine neue Gliederung. Sie stellt die elektrotechnischen und mechanischen Grundlagen und alle Teilaspekte des heutigen Freileitungsbaus dar und behandelt Auswahl und Bemessung der Komponenten wie Leiter, Isolatoren, Armaturen, Masten und Gründungen. In die Kapitel Trassenplanung und Montage sind heute übliche praxisnahe Vorgehensweisen eingeflossen. Das Buch berücksichtigt die neueste einschlägige europäische und internationale Normung und greift auf wichtige deutschsprachige und internationale Literatur zurück. Es wendet sich an alle in der Elektrizitätswirtschaft und speziell im Freileitungsbau Tätigen als Hilfsmittel für die tägliche Arbeit, ist aber auch für Betreiber und Hersteller als Nachschlagewerk oder für Studierende und Berufsanfänger zur Einführung in das Fachgebiet gedacht.