Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wenn Stromleitungen zu Segeln werden

19.07.2012
Wer eine Hochspannungsleitung betrachtet, wird meist nicht vermuten, wie stark die Konstruktionen durch den Wind beansprucht werden.

Wie die Auswirkungen des Windes auf die Stromtrassen sind, untersuchen derzeit Wissenschaftler der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Braunschweig in einem Forschungsvorhaben.

Die ersten Ergebnisse des jüngst gestarteten Forschungsprojekts – unter anderem durch Videos auf der BAM-Webseite dokumentiert – zeigen, wie spielend leicht eine mittlere Windgeschwindigkeit von 50 km/h die über zwei Tonnen schweren Stromleitungen bewegt.

„Die auf die Leitung wirkende Windbelastung muss natürlich von dem Mast getragen werden“, sagt der Projektleiter Milad Mehdianpour. „Bei höheren Windstärken können leicht Kräfte von über einer Tonne auftreten, und das pro Leiterseil. Meist haben wir sechs Leiterseile an einem Mast.“ Die Leitung wirkt dabei wie ein Segel, welches die Windkraft auf den Mast abgibt. Aus rund 20.000 Messwerten wurde eine Grafik erstellt, die beispielhaft die Windverteilung über den kurzen Zeitraum von einer Minute zeigt. „Der natürliche Wind kommt nie gleichmäßig; umso stärker er ist und umso unregelmäßiger das Gelände ist, desto größer sind die Schwankungen“, erklärt der Wissenschaftler.

Zur Berechnung von Bauwerken müssen die zu erwartenden extremen Windbelastungen für die Nutzungsdauer geschätzt werden. Die Ingenieure bezeichnen dies als Windlastannahme. Die Windlastannahmen gehen in der Regel vom so genannten 50-Jahres-Wind aus, einem Sturm, der statistisch betrachtet alle 50 Jahre vorkommt. Berücksichtigt wird dabei die in dem Sturm auftretende Spitzenböe zuzüglich einer Sicherheitsreserve. Für die Ingenieure ist es nicht immer einfach, die mögliche Bauwerksbelastung durch starke Winde realitätsnah vorauszuberechnen, da außer der Windgeschwindigkeit noch andere Effekte eine Rolle spielen. Denn, der Zusammenhang zwischen dem Wind und den resultierenden Bauwerksbelastungen ist in Wirklichkeit sehr komplex.

Das Forschungsprojekt MOSYTRAF* untersucht die Windeinwirkung auf Freileitungen durch eine weltweit einmalige Kombination aus Naturmessungen, Windkanalversuchen und Computerberechnungen. Für die Naturmessungen wurde ein etwa 800 Meter langes Teilstück einer Hochspannungsleitung in der Nähe von Rostock ausgesucht. Dort wurden zwölf Sensoren in die Abstandshalter zwischen die Leiterseile gehangen, sowie ein weiterer Sensor an einem Mast befestigt. Videokameras liefern regelmäßig Bilder aus der Mastperspektive. Ziel von MOSYTRAF ist es, allgemein gültige Bemessungsregeln für Windlasten auf die Leiterseile zu erarbeiten.

Aktuell kann sich der Freileitungsbau in der Praxis bezüglich Wind auf einen langjährigen Erfahrungsschatz stützen, der die Theorie ergänzt. Die BAM-Wissenschaftler möchten aber die Hintergründe genauer beleuchten. „Nur wenn wir die Grundlagen besser verstehen und die Zusammenhänge auch realitätsnah berechnen können, sind wir in der Lage, bei Bedarf an den richtigen Stellschrauben zu drehen“, sagt Milad Mehdianpour. Die MOSYTRAF-Messungen liefern hierfür die Grundlage, um sowohl die Zuverlässigkeit als auch die Wirtschaftlichkeit zu verbessern.

In Deutschland sind derzeit viele bestehende Freileitungen 60 und mehr Jahre alt. Mittels der gewonnenen Erkenntnisse wird es möglich sein, die Sicherheit des Bestandsnetzes realitätsnäher abschätzen zu können und gegebenenfalls trotz des Bestandschutzes besonders kritische Abschnitte sinnvoll zu sanieren. Aber auch für den Netzausbau sind die gewonnenen Erkenntnisse hilfreich.

Das Forschungsvorhaben wird von den Übertragungsnetzbetreibern TenneT TSO GmbH, E.ON Netz GmbH und 50 Hertz Transmission GmbH finanziert. Forschungs¬partner der BAM ist das Institut für Stahlbau der Technischen Universität Braunschweig, an dem unter anderem die Windkanaluntersuchungen an den Leiterseilen durchgeführt werden. Das Projekt läuft zunächst bis September 2013.

*MOSYTRAF steht für „Monitoringsystem zur Tragverhaltensstudie von Freileitungen unter Böenbeanspruchung“

Weitere Informationen unter: www.mosytraf.bam.de

Kontakt:
Dr.-Ing. Milad Mehdianpour
Abteilung 7 Bauwerkssicherheit
E-Mail: milad.mehdianpour@bam.de

Dr. Ulrike Rockland | idw
Weitere Informationen:
http://www.bam.de
http://www.mosytraf.bam.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Architektur Bauwesen:

nachricht Additive Fertigung: Bauteile völlig neu denken
02.12.2016 | Hochschule Landshut

nachricht Kombination von Isolierung und thermischer Masse
01.12.2016 | Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Architektur Bauwesen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften

Diabetesforschung: Neuer Mechanismus zur Regulation des Insulin-Stoffwechsels gefunden

06.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Was nach der Befruchtung im Zellkern passiert

06.12.2016 | Biowissenschaften Chemie