Auswirkungen von Blitzschlägen auf 20-kV-Energiekabel

Zusammenfassung

Die in jüngster Vergangenheit aufgetretenen Schäden an verlegten Hochspannungs-Energiekabeln machten Untersuchungen über die Auswirkungen von Blitzschlägen notwendig. In einigen Fällen können Überspannungen zwischen dem Kabelschirm und dem umgebenden Erdreich auftreten, die eine Beschädigung des Kabelmantels verursachen. Zur Erfassung der atmosphärischen Überspannungen am Kabelschirm wurden vorerst vor Ort Impulsmessungen zwischen Schirm und Erdreich einschließlich einer Klassifizierung der Scheitelwerte durchgeführt. Den Schwerpunkt bildet die Entwicklung eines numerischen Netzwerkmodells, mit dem in unterschiedlichen Kabelbereichen und an verschiedenen Orten der Trasse die Auswirkungen dieser transienten Spannungsbelastung abgeschätzt werden kann. In weiterer Folge kann damit auch die Wirksamkeit von verschiedenen Schutzeinrichtungen für verlegte Kabel beurteilt werden.

Abstract

Recently appeared defects on high voltage cables have required an urgent evaluation of the impact of lightning strikes necessary. In some cases overvoltages between the copper wire screen of the cable and earth may appear which cause damages of the cablesheath. Field measurements with a classification of the voltage impulses at the copper wire screen have been made to evaluate the number of events. Additionally a numerical model was developed to study the effects of atmospheric discharges on underground cables with emphasis to the influence on the cablesheath. This numeric method was also applied to estimate the effectiveness of different protection arrangements. This contribution presents evaluation methods for overvoltages of cables and a model used firstly for calculating the stress caused by differential voltages and secondly to determinate the influence of protection measures.