PowerCrete® - Der Beton mit hoher Wärmeleitfähigkeit
PowerCrete ist ein patentierter Spezialbaustoff, der als Verfüll- und Betttungsmaterial bei erdverlegten Hoch- und Höchstspannungskabeln zum Einsatz kommt. Durch seine hohe Wärmeleitfähigkeit wird die entstehende Wärme gut abgeführt, die Leitertemperatur effizient reduziert oder die Leistungsfähigkeit der Kabeltrasse erhöht werden.
Eigenschaften und Vorteile
- Verbesserung der Wärmeableitung bei Hoch- und Höchstspannungskabeln
- Der Bemessungswert der Wärmleitfähigkeit beträgt: λB = 3 W / (m*K)
- Reduzierung der magnetischen Feldstärke im Trassenbereich durch Kabelbündelung möglich
- Steigerung der Stromleistung möglich
- Reduzierung des Leiterquerschnitts möglich
- Wechsel auf Aluminiumleiter möglich
- Entschärfung von "Hot-Spots"
- Verbesserung der Wärmeableitung
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Hoch- und Höchstspannungskabel werden genehmigungsbedingt (EnLAG = Energieleitungsausbaugesetz) immer häufiger im Erdreich verlegt. Hierbei ist die Leitungstemperatur von besonderer Bedeutung. Die Höhe der Kabeltemperatur hängt u. a. ab von der durchgeleiteten Stromstärke und der Wärmeleitfähigkeit des Bettungsmateriales. Eine Steigerung der Kabelbelastbarkeit kann durch Bettungsmaterialien mit hohen Wärmeleitfähigkeiten erreicht werden. Zurzeit werden als thermische Stabilisierungsmaterialien Magerbeton oder korngestufte Sande eingesetzt. Die Wärmeleitfähigkeit dieser Materialien liegt bei etwa 1,0 W/(m•K), ist u. a. abhängig vom Feuchtegehalt des Bettungsmateriales und muss auch bei hohen Kabeltemperaturen von z.B. 70°C sichergestellt werden können.
Entwicklungen im Bereich der Heidelberg Materials AG in Deutschland führten zu
hochwärmeleitfähigen Betonen und Verfüllbaustoffen. Hiermit wird es möglich von Kupfer- auf Aluminiumleiter zu wechseln oder den Leiterquerschnitt zu verringern. Die hochwärmeleitfähigen Baustoffe machen eine Bündelung von Kabeln und eine damit verbundene wesentliche Verringerung des Magnetfeldes möglich. Hotspots können bei Verwendung des neuen Baustoffes ohne Querschnittsvergrößerung im Bereich der thermischen Stabilisierung realisiert werden.
Die Wärmeleitfähigkeit des Baustoffs ist abhängig von seinem Feuchtegehalt. Im wassergesättigten Zustand sind Werte von bis zu 6 W/(m•K) erreichbar und im getrockneten Zustand von ca. 3 W/(m•K). Aufgrund der Ausgangsstoffsituation kann der Bemessungswert regional variieren. Im Rahmen der Erstprüfung wird der Bemessungswert bestimmt bzw. bestätigt. Welche Wärmeleitfähigkeit später in der Praxis genutzt werden kann, hängt ab von dem sich einstellenden Feuchtigkeitsgehalt des Bettungsmateriales. Um die volle Leistungsfähigkeit von Powercrete® zu nutzen, ist eine situationsbedingte über die Leitertemperatur aussteuerbare Belastbarkeit des Kabels sinnvoll. - Fallstudien: PowerCrete und Cablecem
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