Kabelverluste

Kabelverluste sind Energieverluste, die in elektrischen Kabeln während der Übertragung und Verteilung auftreten. Sie äußern sich vor allem als Wärme und beeinflussen Wirkungsgrad, Temperaturbelastung und Spannungsqualität eines Netzes.

Die Hauptverlustarten sind: ohmsche Verluste im Leiter, verursacht durch den Widerstand des Materials; P = I^2 R, also abhängig von Stromstärke, Länge, Temperatur und Materialqualität. Zusätzlich treten dielektrische Verluste in der Isolierung auf, die durch dielektrische Verlustfaktoren und die Relaxation von Hochspannungsfeldern entstehen. In Hochspannungsanwendungen können Corona-Verluste auftreten, bedingt durch Ionisation von Luft oder Isolierstoffen; Partialentladungen in der Isolierung führen ebenfalls zu Verlusten. Leckströme über defekte Isolation oder Zwischenlagen sowie durch Schirmungen können weitere Verluste verursachen. Bei hohen Frequenzen verstärken Skin- und Proximity-Effekte den Widerstand bzw. die Verluste, da sich der Strom vorwiegend auf die Oberflächen verteilt.

Die Verlustleistung steigt mit Länge und Stromstärke; sie hängt zudem von Material, Temperatur und Bauart ab. Die Dielektrizitätsverluste werden oft durch den Verlustfaktor der Isolierung (tan delta) beschrieben. Corona-Verluste wachsen mit Spannung, Abstand und Umgebung.

Zur Reduzierung von Kabelverlusten werden größere Leiterquerschnitte, sorgfältige Temperaturführung, der Einsatz von Materialien mit geringem spezifischen Widerstand, Mehrstrangkonstruktionen und Hochspannungs- bzw. DC-Lösungen genutzt, um den Strom zu senken. Maßnahmen gegen Leckströme umfassen gute Isolation und Abschirmung; zur Minimierung von Corona werden geeignete Abstände, Schichten und Erdungs-/Schirmungen eingesetzt. In der Netzplanung wird oft auf Hochspannung oder DC gesetzt, um Verluste zu verringern.