Herausforderungen an Erdnungs- und Potentialausgleissysteme von DC-Energieübertragungskabeln

Motivation
Die kabelgebundene Gleichstromenergieübertragung nimmt bei der Netzplanung einen immer höher werdenden Stellenwert ein, da mit ihr elektrische Energie verlustarm über mehrere 100 km übertragen werden kann. Bei solch langen Übertragungsstrecken können die DC-Kabel allein aus Fertigungsgründen nicht in einem Stück produziert und aus bautechnischen Gründen nicht in einem Stück verlegt werden, somit ist die DC-Energieübertragungsstrecke zu segmentieren; wobei die einzelnen Kabelsegmente in sogenannten Muffen miteinander verbunden werden. Häufig werden dazu Muffengruben verwendet, die wie die gesamte DC-Energieübertragungsstrecke mit Erdungs- und Potentialausgleichssystemen zu versehen sind, welche u.a. zum Schutz des DC-Energieübertragungssystems und dem Personenschutz im Betrieb, bei Messungen und Instandsetzungsarbeiten und vor allem während eines Fehlerfalles dienen. Da jede Muffengrube und die Ausführung des Kabelbegleiterders Kosten generiert, sollen mit dieser Arbeit anhand eines Rechenmodells gezeigt werden, welchen Einfluss ein Begleiterder hat und wie groß der Abstand zwischen den Muffengruben und deren Erdungssystemen maximal sein darf, mit dem Ziel, dass während eines Fehlerfalles oder Blitzschlages die DC-Kabel infolge der transienten Spannungsbeanspruchung keinen Schaden erleiden. Als Charakteristikum gilt hierbei jene Spannung, welche zwischen dem äußeren Kabelschirm und dem Erdreich auftritt.