Bettungsmaterialien für Hoch- und Höchstspannungskabel

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Kai Hertz
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1 Bettungsmaterialien für Hoch- und Höchstspannungskabel Dr. Andreas Märten, HeidelbergCement AG, Geotechnik, Ennigerloh InfraTech 2014 Essen 15./16. Januar 2014 Folie 1

Netzentwicklungsplan 2012 (1. Entwurf, Leitszenario B2022) ca. 1.300 km Verstärkung auf bestehenden Gestängen ca. 2.800 km neue Leitungen auf bestehenden Trassen ca.

2 Netzentwicklungsplan 2012 (1. Entwurf, Leitszenario B2022) ca km Verstärkung auf bestehenden Gestängen ca km neue Leitungen auf bestehenden Trassen ca km neue Leitungen auf neuen Trassen Folie 2 Quelle: NEP 2012, Stand: Mai 2012,

3 Gliederung Einleitung Hochwärmeleitfähiger Spezialbeton Powercrete Hochwärmeleitfähige Verfüllbaustoffe CableCem Zusammenfassung Folie 3

4 Folie 4 Wärmeleitfähigkeiten verschiedener Bettungsmaterialien Powercrete / CableCem erschließen ein neues technisches Niveau Powercrete W K m Powercrete CableCem CableCem sandy soil sandiger Boden weak concrete Magerbeton selected sand/gravel ausgewählte Sande/Kiese liquid soil Flüssigboden feucht dry trocken

5 Hochwärmeleitfähiger Spezialbeton Bettung von erdverlegten Hoch- und Höchstspannungskabeln Bettung im Kabelgraben Hochwärmeleitfähiger Spezialbeton Powercrete Optimale Wärmeableitung an den umgebenden Untergrund Folie 5

6 Folie 6 Wärmeleitbeton Praxisversuch bei nkt cables in Köln

7 Wärmeleitbeton Praxisversuch bei nkt cables in Köln 2200 A A 1500 A 1800 A I Folie e e+06 2e+06 s 2.5e+06 t

8 Wärmeleitbeton Praxisversuch bei nkt cables in Köln Prof. Brakelmann Strom- Kabeltemperatur stärke Sand Powercrete Reduzierung A C C % Folie 8

9 Wärmeleitbeton Verbesserung Strombelastbarkeit Strombelastbarkeit bzw. Übertragungsleistung 110 kv / 2500 Al + rd. 40 % Folie 9 Quelle: überarbeitet nach [14]

Wärmeleitbeton Entschärfung von Hotspots möglich 1,50 0,30 1,20 y o b = 0,60 404 A (7 MVA) 952 A (180 MVA) = 4 W/(mK) Notwendiger thermisch

10 Wärmeleitbeton Entschärfung von Hotspots möglich 1,50 0,30 1,20 y o b = 0, A (7 MVA) 952 A (180 MVA) = 4 W/(mK) Notwendiger thermisch stabilisierter Querschnitt mit = 4 W/(mK): V = (1,80 m 1,05 m) * 0,60 m V = 0,45 m 3 /m Quelle: [14] Strombelastbarkeit = 1 W/(mK) Folie 10 Überdeckung

11 Wärmeleitbeton Reduzierung der Trassenbreite Quelle [11] Die Gesamtbreite der Trasse kann um ca. 57% reduziert werden! Folie 11

12 Powercrete Praxisbeispiel Basisschicht & Haltebänke Betonage Folie 12

13 Hochwärmeleitfähiger Verfüllbaustoff Anwendungsgebiete Verfüllung von Kabel/Hüllrohr-Systemen Hochwärmeleitfähiger Verfüllbaustoff CableCem Optimale Wärmeübertragung mit CableCem verfülltes Kabel/Hüllrohr-System Folie 13

14 CableCem Praxisbeispiel Anlandungsbauwerk Anlandung Kabel Offshore-Windpark Folie 14

15 CableCem Praxisbeispiel Zulauf Suspension Hüllrohr Überlauf Kabel Kopfplatte Folie 15

16 CableCem Praxisbeispiel Quelle: De Keerkring Folie 16 Kabelanbindung Offshore-Windpark Thornton Bank an 150 KV-Netz Oostende

17 CableCem Kooperation Tracto-Technik Überbohrkopf Überbohrverfahren Folie 17 Quelle: Tracto-Technik

18 Folie 18 CableCem Überbohrversuch

19 CableCem Überbohrversuch Hüllrohr Gestänge Kabel Folie 19

20 Zusammenfassung Hochwärmeleitfähiger Spezialbeton (Powercrete ) Steigerung der Strombelastbarkeit Reduzierung des Leiterquerschnittes Wechsel auf Aluminiumleiter möglich Entschärfung von Hotspots Durch Kabel-Bündelung Reduzierung der magnetischen Induktion Reduzierung Trassenbreite möglich Hochwärmeleitfähige Verfüllbaustoffe (CableCem ) Verfüllung von Kabel-Hüllrohr-Systemen Hochfließfähig, sedimentationsstabil Kabelbergung möglich Folie 20

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ansprechpartner

06221 481 9657 Mobil: 0170 283 56 07 E-mail: alexis.

de Ansprechpartner CableCem bei HC Geotechnik: Christoph

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ansprechpartner Powercrete bei Heidelberger Beton: Alexis Pimpachiridis Tel Mobil: Ansprechpartner CableCem bei HC Geotechnik: Christoph Schemmann Tel.: Mobil: Folie 21

22 Wärmeleitbeton Reduzierung Magnetfeld durch Bündelung 110 kv VPE Einleiterkabel für 260 MVA Dauerlast (1365 A) h = 1,32 m h = 0,60 m = 1 W/(mK) 1,2 m 3 /m 1 = 4 W/(mK) 2 Quelle: [14] 1,0 m 3 /m magnetische Induktion Grenzwert BImsch 1 a a b b 2 horizontaler Kabelabstand a Messung Erdoberfläche b Messung in 1 m Höhe Folie 22

23 Powercrete Technische Eigenschaften Wärmeleitfähigkeit (feucht) 4 W/(mK) Wärmeleitfähigkeit (trocken) (Trocknung bei 80 C bis zur Gewichtskonstanz) 3 W/(mK) Mögliche Konsistenzklassen F1 - SV Druckfestigkeitsklasse (DIN EN / DIN ) C12/15 Festrohdichte (DIN EN 12390) ca. 2,1 bis 2,3 kg/dm³ Größtkorn der Gesteinskörnung 16 mm Folie 23

24 CableCem Technische Eigenschaften CableCem F 0,4 CableCem F 0,8 Wärmeleitfähigkeit (feucht) 2,5 W/(mK) 1,3 W/(mK) Thermischer Widerstand (feucht) 0,4 W/(mK) 0,8 W/(mK) Konsistenz hoch fließfähig Verarbeitungszeit 5 h Wasserabsetzen 3 Vol.-% Einaxiale Druckfestigkeit nach 28 d (In Anlehnung an DIN EN 196-1) 0,5 N/mm² Folie 24

25 Folie 25 CableCem Direkte Verarbeitung Siloware

26 Werksfertige Verfüllbaustoffe Mischaggregate Kolloidalmischer (hochtourig) Durchlaufmischer (niedertourig) Folie 26

27 Gliederung Einleitung und Übersicht Hochwärmeleitfähiger Spezialbeton Hochwärmeleitfähige Verfüllbaustoffe Zusammenfassung Folie 27

28 Gliederung Einleitung und Übersicht Hochwärmeleitfähiger Spezialbeton Hochwärmeleitfähige Verfüllbaustoffe Zusammenfassung Folie 28

29 Gliederung Einleitung und Übersicht Hochwärmeleitfähiger Spezialbeton Hochwärmeleitfähige Verfüllbaustoffe Zusammenfassung Folie 29

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