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Der ehemalige Lehrstuhlinhaber Prof. Dr. Gerhard Herold (links), Rektor Prof. Dr. Karl-Dieter Grüske (Mitte) und Werner Juling, Vorstand der N-Ergie, freuen sich auf die vierjährige Zusammenarbeit.
Versuchsaufbau bei der Bestimmung der Lebensdauer für Massekabel.

Kabel stehen zur Zeiten von Energiegewinnung und Einspeisung wie durch Photovoltaik enorm unter Druck, da die Kühlung durch unregelmäßige Belastung nicht immer gegeben ist. Die Folge davon: Sie altern schneller. Um das Wissen dazu zu vertiefen und um dem Faktor präventiv begegnen zu können, rief man ein wissenschaftliches Forschungsprojekt der Universität Erlangen in Kooperation mit dem regionalen Energieversorger N-Ergie und dem amerikanischen Unternehmen Imcorp ins Leben. Fokus lag auf der zerstörungsfreien Untersuchung von Massekabeln. Das Projekt ist auf eine Zeit von vier Jahren ausgelegt.

Das Untersuchungsobjekt sind papierisolierte Stromkabel, sogenannte Massekabel, die immer noch einen erheblichen Anteil an den bereits verlegten Netzen ausmachen. Erst seit den siebziger Jahren übernehmen versträrkt Kunststoffkabeln ihre Rolle. Man verwendete im Mittelspannungsbereich – also für die stromführenden Leitungen, von denen Stichleitungen zu den größeren Abnehmern oder Transformatorstationen abzweigen – vorwiegend Massekabel.

Massekabel haben eine durchschnittliche Lebensdauer von ungefähr fünfzig Jahren. Ihre Isolierung (Dielektrikum) besteht nicht aus Kunststoff (VPE), sondern aus ölgetränkten Spezialpapieren. Die Papier-Öl-Isolierung verliert aber mit der Zeit durch verschiedene Alterungsmechanismen ihre elektrische Festigkeit. Durch diese Alterung treten im Massekabel Teilentladungen auf, die das Maß für die Schädigung des Kabels beschreiben können. Das Projekt sollte aufzeigen, ob sich mit Hilfe einer Messtechnik der Schädigungszustand des Stromnetzes diagnostizieren lässt, um so die Restlebensdauer der Massekabel einschätzen.

Der Lehrstuhl Elektrische Energieversorgung entwickelte zuerst ein Modell für die Alterung von Massekabeln. Anschließend untersuchten die Forscher welche Rückschlüsse sich mit Hilfe der Parameter Teilentladungshäufigkeit und Verlustwinkel auf die Alterung ziehen lassen. Die Forschungsergebnisse basierten auf praktischen Versuchen, die konkrete Aussagen über den Zustand, das Ausmaß der Alterung und die störungsfreie Restbetriebsdauer von Mittelspannungskabeln lieferten. Ziel des Forschungsprozesses ist es, ein verbessertes, zuverlässiges Diagnoseverfahren zu entwickeln.

N-ergie erwartet durch das Projekt Informationen, wie sie ihre Investitionen im Mittelspannungsnetz genauer planen können und bei hoher Wirtschaftlichkeit und großer Belastung durch Einspeisungen dennoch einen versorgungssicheren Zustand, also eine unterbrechungsfreie Energiezufuhr gewährleisten können.