Überall da, wo Höchstpannung (EHV) bzw. Höchstströme (EHC) bei begrenzten Platzverhältnissen übertragen werden müssen – z. B. wenn Freileitungen nicht zum Einsatz kommen können – bieten gasisolierte Übertragungsleitungen (GIL) durch ihre technischen, umweltspezifischen sowie Betriebseigenschaften eine sehr gute Alternative.
Gasisolierte Übertragungsleitungen bestehen aus zwei konzentrischen Aluminiumröhren. Der innere Leiter ruht auf Gießharzisolatoren, die ihn innerhalb der äußeren Hülle zentrieren. Dieses Gehäuse wird aus einem stabilen Alumininiumrohr gebildet, wodurch eine solide mechanische und elektrotechnische Kapselung des Systems sichergestellt ist. Um neuesten umweltspezifischen und technischen Aspekten gerecht zu werden, sind GIL mit einer Isoliergasmischung aus überwiegend Stickstoff und einem kleineren Anteil von SF6 (Schwefelhexafluorid) gefüllt.
GIL kann in ähnlicher Weise wie Stromkabel genutzt werden, wobei jedoch der Einsatzbereich auf höhere Spannungen und Übertragungsleistung erweitert wird. Gleichzeitig wird eine höhere Betriebssicherheit erreicht.
Die Zuverlässigkeit von GIL ist in mehr als 35 Jahren Betriebserfahrung erprobt.
Die Rohre werden aus einer korrosionsbeständigen Aluminiumlegierung gefertigt. Durch ihr modulares Design können die Elemente zu beliebigen Längen kombiniert werden. Typische GIL-Anlagen haben Längen zwischen 100 m und 60 km. Dank ihrer Eigenschaften können GIL sanfte Kurven bis zu 400 Metern beschreiben oder scharfwinkelige Richtungswechsel in jedem gewünschten Winkel. Das System beinhaltet mechanische Dehnelemente, so dass mechanische Belastungen sicher kompensiert werden.
Die Rohre werden mittels eines automatisierten Orbitalschweißverfahrens zusammengefügt. Die Schweißnähte sind 100 % ultraschallgeprüft, um die absolute Gasdichtigkeit des Systems sicherzustellen. Bei typischen Anwendungen bis 400 kV setzt sich das Isoliergas aus bis zu 80 % Stickstoff und nur 20 % SF6 zusammen. Das Gas ist ungiftig und leicht nachzuweisen.
Gasisolierte Übertragungsleitungen werden hauptsächlich in Übertragungsnetzen mit 345 kV bis 550 kV Betriebsspannung und 2500 A bis 5000 A Betriebsstrom eingesetzt. Wegen ihrer niedrigen elektrischen Kapazität sind Kompensationsmaßnahmen im Allgemeinen überflüssig.
Das Gehäuse ist beidseitig starr geerdet, wodurch die GIL risikolos berührt werden können. Gleichzeitig wird das elektromagnetische Feld der GIL zur Umgebung nahezu auf Null reduziert.
Die Rohre beinhalten eine Teilchenfalle, um eine besonders hohe Laufzeit von bis zu 50 oder sogar noch mehr Jahren zu ermöglichen.
| Typische Technische Daten | |
| Nennspannung (typisch) | 220 - 500 kV |
| Maximale Betriebsspannung | 245 - 550 kV |
| Nennfrequenz | 50 / 60 Hz |
| Nennkurzzeitstrom (rms., 1 - 3 s) | 31,5 - 63 kA |
| Nennbetriebsspannung (typisch) | 2000 - 5000 A |
| Spannungsfestigkeit gg. Erde AC Nenn-Stehwechselspannung 1 min Nennwellen-Stehstoßspannung 1,2/50 µs Welle Nennschalt-Stehstoßspannung 250/2500 µs Welle |
380 - 620 V 1050 - 1675 kVpeak 850 - 1175 kVpeak |
| Gehäuse- und Leitermaterial | Aluminiumlegierung |
| Isoliergas | Gasgemisch 80% N2 und 20% SF6 |
| Nenndruck (absolut) | 0,7 MPa |
| Umgebungstemperaturen | -30 °C bis +50 °C |
| Gewicht pro Phase | ca. 50 - 70 kg/m |
| Elektrische Kapazität | 55 nF/km |
| Induktivität | 0,205 mH/km |
| Wellenwiderstand | ca. 60 Ohm |
| Elektrischer Querschnitt des Leiters (typ.) | ca. 5300 mm² |
| Elektromagnetisches Feld | vernachlässigbar µT |
| Gasdichtigkeit | Abdichtung auf Lebenszeit, kein Nachfüllen nötig |
Niedrige Verluste
Die Widerstandsverluste von GIL sind niedriger als bei Kabeln oder Freileitungen. Die dielektrischen Verluste von GIL sind vernachlässigbar. Hierdurch vermindern sich die Betriebskosten.
Die Wärmeabgabe ist wegen des größeren äußeren Durchmessers besser als bei Kabeln und GIL benötigen normalerweise keine hochentwickelten Kühlsysteme.
Keine elektrische Kompensation
Durch ihre niedrige Kapazität benötigen GIL keine Phasenwinkelkompensation selbst bei Systemlängen von 60 km oder darüber.
Geringe elektromagnetische Felder
Der Leiterstrom induziert in der Umhüllung einen gegenläufigen Strom in gleicher Stärke. Dies hat zur Folge, dass das elektromagnetische Feld außerhalb der GIL vernachlässigbar ist. Selbst in EMV-sensiblen Bereichen (z. B. in der Nähe von Wohngebieten, Flugüberwachungsanlagen oder Computerzentren) ist keine besondere Abschirmung notwendig.
Überlegene Sicherheit
Selbst im Falle eines inneren Isolationsfehlers würde der Störlichtbogen sicher innerhalb der äußeren Hülle eingeschlossen. Nach außen würde dies keine Auswirkungen haben. GIL sind feuerbeständig und tragen nicht zur Brandlast bei. Dies bedeutet optimalen Schutz für Personen und Umwelt.
Hohe Zuverlässigkeit
Die GIL-Technik hat ihre Zuverlässigkeit in über 35 Betriebsjahren ohne jeden Ausfall bis heute bewiesen.
Keine Alterung
Das Isolationssystem von GIL zeigt weder elektrische noch thermische Alterungserscheinungen. GIL sind praktisch wartungsfrei für bis zu 50 oder mehr Jahre.
Einsatz wie Freileitung
GIL sind eine ideale Ergänzung zu Freileitungen. Die hohe Übertragungskapazität der GIL ermöglicht es, Freileitungen unterirdisch mit einem GIL-Rohr pro Phase fortzusetzen, wodurch der Flächenverbrauch minimiert wird. GIL gestatten Kurzunterbrechungen. Deshalb sind keine größeren Änderungen im Betriebs- und Schutzkonzept der EVUs notwendig.
Wartungsfreies Design
Durch sein technologisch klares, logisches Design und den Einsatz von hochwertigen Materialien wurde ein praktisch wartungsfreies Produkt geschaffen. Die routinemäßige Wartung beschränkt sich auf äußerliche Inspektion. Die GIL können dabei in Betrieb bleiben.
GIL können in allen üblichen Verlegungsarten genutzt werden, wodurch sie für zahlreiche Anwendungen geeignet sind. Seien es Einspeiseverbindungen in Kraftwerken, Übertragungssysteme in Tunneln unter Städten oder direkte Erdverlegung für Überlandnetze, wenn Freileitungen aus besonderen Gründen nicht zum Einsatz kommen können.
GIL können horizontal, vertikal oder in jeglicher Neigung verlegt werden.
Im Betrieb sichert das vollständig gekapselte Design einen optimalen Schutz gegen Umwelteinflüsse.
Die lang bewährte GIL-Technik von Siemens hat seit 1975 Lösungen für Kunden weltweit in bisher 29 Projekten bei einer Gesamtrohrlänge von ca. 87.000 Metern geliefert. Ausgewählte Referenzen der Siemens-Aktivitäten in GIL-Projekten überall auf der Welt von 1975 bis heute finden Sie in den Angaben weiter unten. Für ausführlichere Informationen kontaktieren Sie bitte unser Kompetenzzentrum (Kontaktadresse s. rechts außen).
Sei es oberirdische, Tunnel- oder direkte Erdverlegung - wir haben die passende Lösung für jede Problemstellung.
| Jahr | Projekt | Land | Rohrlänge |
| 2012 | Xiluodu | China | 12750 m |
| 2011 | Jinping I | China | 3300 m |
| 2010 | Verbund Hydro Power, PSW Limberg II | Österreich | 460 m |
| 2009 | RWE Kelsterbach | Deutschland | 5400 m |
| 2001 | PALEXPO Genf | Schweiz | 2560 m |
| 1976 | Swawek Ruacana | Namibia | 800 m |
| 1975 | Schluchseewerk AG Wehr | Deutschland | 4000 m |
Pressemeldungen:
20. Mai 2009 - Pipelines for electrical power: Siemens equips hydropower plant in China with gas-insulated high voltage transmission line
2. Dezember 2008 - Siemens errichtet gasisolierte Hochspannungsleitung für Wasserkraftwerk in China - Gesamtrohrlänge 3,2 Kilometer mit 200 Meter langen senkrechten Abschnitten
15. August 2008 - Siemens errichtet für RWE Höchstspannungsleitung am Frankfurter Flughafen als erdverlegte gasisolierte Doppelleitung
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