Energiekabelverlegung

Als Teilbereich der Energietechnik realisiert der Leitungsbau die Errichtung von Leitungen aller Art - Rohrleitungen, Energie- und Kommunikationskabel. 

Die öffentliche und industrielle Versorgungsinfrastruktur wird über topografische Merkmale – unterirdisch – überirdisch – unter Wasser – hinweg gesichert. Somit stemmt der Leitungsbau der Energietechnik das zentrale Netzwerk zum Transport von Strom, Wasser und Abwasser, Gas und Öl, Fernwärme sowie auch Daten- und Telekommunikation

 

erdkabel

Klassisches Energieverteilungsnetz

stromnetz

Freileitungen & Antennen 

seekabel

 Seekabel & Offshore-Leitungen

kabeltrommel holz

Grundlagen der Energiekabelverlegung


Die Infrastruktur der „Versorgungsautobahnen“ werden durch die Verlegung von Rohrsystemen im Außenbereich generiert.  Dabei dienen Rohrleitungen in Trassen als Transportmedium von Fluiden (Gase und Flüssigkeiten) und riesel- oder pumpfähigen Feststoffen sowie der Übertragung von mechanischer und thermischer Energie. 

 
Die Mission des Leitungsbaus beinhaltet die Suche nach der wirtschaftlichsten Ausführungsvariante einer Leitungsverlegung sowie die Wahl einer geeigneten Trasse, was insbesondere in dichtbesiedelten Gebieten problematisch ist. 

Übertragungsnetz für elektrische Energie

Für den Transport großer Energiemengen sind Hochspannungsleitungen bzw. Trassen unverzichtbar. Stromleitungen werden in geschlossenen Ortschaften, in der nahen Umgebung von Städten, in Industriegebieten, bei Windparks meist unterirdisch (städtische Mittelspannungs- und auch 110 kV-Verbindungen), außerhalb davon meist oberirdisch verlegt. Überall dort, wo nicht über Freileitungen übertragen werden kann, kommen Erdkabel zum Einsatz. 

gluehbirne

 

Wenn man alle öffentlichen deutschen Stromleitungen zusammenrechnet, hat unser Stromnetz eine Gesamtlänge von über 1,78 Millionen Kilometern.

 

hochspannung

Erdkabel statt Überlandleitung


Erdkabel sind gegen Beschädigungen – z.B. durch Witterung – geschützt und besser isoliert.

Zudem stoßen Kabeltrassen im Gegensatz zu Freileitungen auf eine höhere öffentliche Akzeptanz, da sie das Landschaftsbild optisch nicht stören. So dürfen Landschaftsschutzgebiete nicht mehr von Freileitungen gekreuzt werden.

Nachteilig sind höhere Kosten, der Verlege- sowie ein erhöhter Wartungsaufwand und die schwierigere Lokalisierung von Störungen. Weiterhin bleibt die Gefahr unbeabsichtigter Beschädigungen durch Grab- bzw. Bauarbeiten bestehen.

 

Stromtransport durch unterirdischen Stromtrassen

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Abhängig davon, wie lang eine Stromverbindung ist, werden erdverlegte Leitungen als Wechsel- oder Gleichspannungskabel geplant.

Wechselstrom unterliegt bei längerem Leitungsweg kapazitiven Effekten, aus denen ein Spannungsverlust (Blindstrom) resultiert. Für die Verlegung im Erdreich bedeutet das eine Leitungsverlegung in Teilstücken.

Die Leitungen werden im Nachgang durch Kabelmuffen wieder miteinander verbunden. Die Verbindungsstellen schützen und isolieren zwar zusätzlichen, bilden dennoch einen Leitungsbruch und sind daher die häufigste Fehlerquelle.
Aus diesem Grund werden im Wechselstrombereich überwiegend Freileitungen verlegt.   
 
Hochspannungsübertragung mit Gleichstromtechnik wird bereits unter Wasser praktiziert. Bei unterirdischer Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) werden Hochspannungs-Gleichstromkabel (HVDC) verwendet. Diese eignen sich wegen ihrer wesentlich geringeren Verluste für die Energieübertragung über weite Entfernungen. So können hohe Spannungen mit Gleichstrom übertragen werden, dessen Transport über sehr lange Strecken hinweg auch wirtschaftlich ist. Für das Pilotenprojekt "Gleichstromtrasse SuedLink und SuedOstLink" wurde daher gesetzlich ein Erdkabel-Vorrang vorgeschrieben. 
 
Exkurs Gleichstrom und Wechselstrom - Hohe Spannung, weniger Verluste: Strom wird besser geleitet, je höher die Spannung ist. Darum wird Strom über weite Strecken mit hoher Spannung transportiert und am Zielort wieder auf das nötige Spannungsniveau heruntergebrochen. Elektrische Energie wird normalerweise als Dreiphasenwechselstrom bzw. Drehstrom erzeugt, welcher sich aus drei Wechselströmen zusammensetzt. Wenn die Bewegungsrichtung über die Zeit konstant bleibt, spricht man von Gleichstrom (Direct Current, DC).
 
Wechselstrom verliert beim Überbrücken langer Strecken schneller Spannung als Gleichstrom. Aus diesen Gründen sind bei Wechselstromleitungen Strecken von max. 10 km am Stück realisierbar und erfordern den Einbau von Kompensationsanlagen mit der Größe eines Trafohäuschens. Diese elektronischen Wandler können Wechselspannungen sehr effizient in Gleichspannungen umwandeln – und auch zurück. Bei der Übertragung von Strom über große Distanzen – ab circa 750 Kilometer – ist der Transport von Gleichstrom tatsächlich effizienter ist als der von Wechselstrom. Zwar geht bei der Umwandlung von Wechsel- in Gleichstrom vor der Übertragungsstrecke – und später bei der Rückwandlung – ein Teil der Energie verloren, doch bei langen Wechselstromleitungen gibt es noch größere Energieverluste durch sogenannte kapazitive Effekte.
energietechnik

Energiewende im Erdreich

Bestehende Energienetze müssen immer höhere Leistungen transportieren -Der Betrieb von Kernkraftwerken soll bis 2022 eingestellt werden und Industrie und Haushalte melden einen steigenden Energiebedarf an. Um eine Versorgung mit erneuerbaren Energien zu sichern und die Stromrzeugungund den -Verbrauch bedarfs- und verbrauchsorientiert aufeinander abzustimmen; werden Übertragungsnetze optimiert, verstärkt und neu errichtet. 
 
It’s going down: Die Weiterentwicklung der Technik ermöglicht zudem, dass Hoch-, Niedrig- und Mittelspannungen sowie Nachrichtentechnik (DSL, Telefonanschluss, Netzwerkanschluss) im Erdreich verlegt werden können. Die unterirdische Energieübertragung schont das optische Landschaftsbild und benötigen weniger Übertragungsfläche
 

Aufgrund der verstärkter Nutzung erneuerbarer Energien und zunehmender Vernetzung setzen die Kabelverleger, Netzbetreiber bzw. die infrastruktur-ausbauenden Unternehmen vermehrt auf alternative Techniken der Leitungsverlegung.  

 

 

Was ist im Leitungstiefbau zu beachten?


Während des Leitungsbaus soll grundsätzlich darauf geachtet werden, dass möglichst wenige Beeinträchtigungen von Anwohnern der Baustelle und des Verkehrs stattfinden. Besonders beim Bau elektrischer Leitungen müssen oft besondere Verfahren wie Arbeiten unter Spannung angewandt werden.
 
Bei Umbauarbeiten an bestehenden Leitungen wird in der Regel zunächst ein Bestandsplan erstellt, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten.
 

Projektierung: Alles beginnt mit einer strukturierten Planung der Verlegearbeiten


 

Trassenplanung und Erörterung unterirdischer Hindernisse


Die Trassen- und Kabelplanung hat (besonders bei Kraftwerks- und Industrieneubauten) eine hohe Relevanz. Nur wenn die Planung gut durchdacht ist, kann die Ausführung termingerecht erfolgen. Zudem ist durch eine Analyse des Untergrunds sicherzustellen, dass bei der Erdkabelverlegung keine anderen Leitungen beschädigt werden.

 

Kabelschutz: Isolierung und Dämmung


Witterungsverhältnisse und die Tatsache, dass in urbanen Gebieten oftmals eine Vielzahl unterschiedlichster Medien auf engstem Raum untergebracht werden müssen, birgt potenzielle Gefahren. Als Adern unserer technisierten Welt und Grundbaustein für eine funktionierende Infrastruktur gilt es, Kabel beim Einbau und auch anschließend dauerhaft und fachgerecht zu schützen. Kabelschutzrohre sind ein unerlässlicher Baustein in der Erdkabelverlegung, bieten Sicherheit und Flexibilität. Sie dienen dem mechanischen Schutz (Isolierung und Rohrdämmung) erdverlegter Kabel und erlauben eine Zuordnung der verschiedenen Medien. Gleichzeitig funktionieren sie als Leerrohre für das nachträgliche Einziehen zusätzlicher (Hochleistungs-) Kabel.

 

Auswahl des Erdkabels


Ist die Projektierung erfolgt, muss das richtige Kabel gewählt werden, bevor die Kabelmontage erfolgen kann.
  • NYY-J: NYY ist ein Kunststoffkabel mit Schutzhülse das zusätzlich mit PVC isoliert ist
  • NYCWYStarkstromkabel mit Kupferadern, PVC-Außenmantel, besitzt einen wellenförmig aufgebrachten, konzentrischen Kupferleiter
  • NAYYErdkabel mit Aluminiumleiter

 

Normen für die Energiekabelverlegung


  • Die Normänderung zum 01.Juli 2013 bedeutet:
◾ Das Aus für flammenausbreitende Rohre
◾ Das Ende für biegsame, sich selbst zurückbildende Rohre in Beton
◾ Neues Prüfverfahren für halogenfreie Rohre
  • Produktnormen (DIN EN 61386-1 (VDE 0605-1))
  • DIN EN 61386-24

 

 

Angewandte Techniken im Leitungstiefbau


  • Konventioneller Tiefbau
  • Grabenlose Rohr- und Kabelverlegung
  • Kabelpflugverfahren
  • Horizontalspülbohrverfahren
  • Bohrpressung/ Erdrakete
  • Fräs- und Trenching-Verfahren
  • Überbohrtechnik  

 

Konventioneller Tiefbau


Zu den konventionellen Verfahren zählt die Kabelverlegung im offenen Verfahren; also die Aushebung eines länglichen Aufgrabungsschachts, welcher auch als Künette bezeichnet wird. Da die herkömmliche und offene Leitungsverlegung jedoch Beschädigungen der Bodennarbe, Bodenschichten oder des Asphalts mit sich bringt, Straßen und Gehwege abgesperrt werden müssen; gehen wir im Folgenden auf die grabenlose Leitungsverlegung und Trassierung ein.

 

Grabenlose Rohr- oder Kabelverlegung


Bei grabenlosen Verlegetechniken ist kein Graben notwendig. Die Leitung wird von einer Startbaugrube oder direkt von der Geländeoberfläche aus unterirdisch verlegt. Dabei kommen teilweise Geräte zum Einsatz, deren Betrieb teurer ist als herkömmliche Tiefbaumaschinen.

Dennoch sind grabenlos verlegte Leitungen im Vergleich zu konventionell verlegten Leitungen oftmals genauso wirtschaftlich oder sogar im Vorteil. Teilweise ist die grabenlose Verlegung die einzige Möglichkeit, einen bestimmten Trassenverlauf zu verwirklichen. Hinsichtlich der Kostenreduktion sowie der geringen Oberflächen- und Umweltbeeinflussung ist die grabenlose Verlegung von Rohrleitungen ein vielversprechendes, innovatives Verfahren, welches gerade für den Energieleitungsausbau eine allgemeine Akzeptanz erfahren hat.

 

 

Kabelpflugverfahren


Ein Verfahren zur Neuverlegung ist das Kabelpflugverfahren. Mit dem Einsatz eines sogenannten Verlegepflugs  werden die Kabel- und Rohrleitungen mit Hilfe einer geeigneten Schneid- und Verlegevorrichtung in den Boden gebracht, ohne diesen auszuheben und Bodenschichten zu vermischen.
 
Es entsteht dabei ein schmaler Schnitt im Boden, der von alleine oder durch Überfahren der Bodennarbe wieder zusammenfällt.

 

Horizontalspülbohrverfahren


Zur Verlegung von Rohrleitungen ohne Gräben setzt man auch auf das horizontale Spülbohrverfahren. Beim Horizontalspülbohrverfahren wird mit einem steuerbaren Spülbohrgerät mittels eines ebenfalls steuerbaren Bohrkopfes zuerst eine Pilotbohrung entlang einer flexibel planbaren Bohrtrasse erstellt. Beim Zurückziehen des Bohrgestänges wird das Bohrloch durch einen Aufweitkopf vergrößert und das anhängende Rohr in die Trasse eingezogen. Mit dem steuerbaren Bohrverfahren können unterirdische Leitungen zielgenau ausgeführt werden, ebenso wie Längsverlegungen, Kreuzungen, Gebäude- und Flussunterquerungen sowie Verkehrswege auch im Felsboden. (Bei der Querung von Verkehrs- und Wasserwegen kommen Seekabel zum Einsatz.)

 

Bohrpressung/ Erdrakete


Für Arbeiten mit größerem Durchmesser und kürzeren Querungen unter Straßen, Gebäuden oder Gleisen, alternativ auch zur Erstellung von Hausanschlüssen – Längen von 15 bis 50 m – wird das Bodenverdrängungsverfahren (Bohrpressung/ Erdrakete) angewendet. Mithilfe pneumatisch betriebenen Bodenverdrängungshämmern, auch Erdraketen genannt, wird ein unterirdischer Hohlraum aufgefahren, in welchen Rohre sowie Kabel sofort oder nachträglich eingezogen werden können. Voraussetzung für dieses Verfahren ist ein ausreichend verdrängungsfähiger Boden. Für diese Methode sind muffenlose Kurz- oder Langrohre bis DN 125 aus Kunststoff oder Metall sowie Erdkabel oder -leitungen ohne Schutzrohre geeignet.

 

Fräs- und Trenching-Verfahren


Diese Technik umfasst eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren zur Verlegung von Leerrohren, bei denen mittels einer Frästechnik schmale Gräben bzw. Schlitze in die lokalabhängige Oberfläche eingebracht werden. Dabei kann bis in große Tiefen gegraben werden. Ein oder mehrere Kabel können in demselben Arbeitsgang verlegt und bei Bedarf eingesandet werden.
 
Der Vorteil des Fräs- und Trenching-Verfahrens liegt in der schnelle Fertigstellung der jeweiligen Trassen. 
Unterirdischer Netzwerkausbau: Im Hinblick auf den Breitbandausbau wurde die Trenching-Technologie als innovatives und kosteneffizientes Verfahren zur Verlegung von Glasfaserkabeln seitens des Bundes verankert.

 

 

 

  

Für Ihre Kabelverlegung - im Großen wie im Kleinen 


Großer Einzug – wer zieht die Kabel ins Rohr?

Kabeleinzug mit Leichtgewicht? 
Elektrisch oder hydraulisch betriebene Kabelzugwinden gewährleisten Mobilität und Ausdauer in einem, auch bei langen und schweren Kabelzügen.
 
Kabelzug oder Kabelabflug?
Für schnelle Reisen nutzt die Mehrheit wohl eher das Flugzeug als den Zug, oder? Wie aber wäre eine Premium-Reise mit dem Jet inklusive sturem Führungskopf, der sich besonders gerne durch Unwetter kämpft? Genug der Metaphorik! Besonders gerne durchfährt das vollverzinkte, stählerne Kabeleinziehsystem Kabeljet® belegte Leerrohre bei Erd- und Fernmelde-Verkabelungen. Dies betrifft die Bereiche Tiefbau, Energie und Nachrichten-Verkabelungen, Signalanlagenbauten sowie die Installation von Straßenbeleuchtungen.
 
500 Meter ziehen ohne Pause?
Für lange Strecken, insbesondere bei der Fernmelde- und Energiekabelverlegung, ist mehr Schubstabilität und Zugkraft gefordert. 
Der Röhrenaal® macht’s möglich! Für die Verlegung schwerer Kabel wird zunächst ein Windenseil mit dem Röhrenaal® eingezogen und dieses anschließend mit dem Kabel gekoppelt, bevor das Kabel mit einer Winde motorisch eingezogen wird. Unterirdisch gut!
 
Kurven sind kein Hindernis mit Kabel- und Seilführungen für die Kabelverlegung in Graben und Schacht! 
Energie- oder Kommunikationskabel werden überwiegend in offenen Gräben in unmittelbarer Nähe zu Straßen oder Wegen verlegt. Was für den Motorradfahrer Spaß bedeutet, heißt für den Kabelverleger zumeist nur eins: Kraft flexibel einsetzen. Hier zeichnen sich standfeste Erdkabelrollen mit reibungsverringernden Eckrollen und Kurvenaffinität aus. Gleichzeitig haben bereits verlegte Kabel genügend Freiraum, die erforderlichen Zugkräfte werden minimiert!
 
Schicht im Schacht?
Bei der innerörtlichen Verlegung von Kabeln in Rohrnetzen ist der Kabelmantel schutzbedürftig. Mit Schachteinlenkbogen und Umlenkrollenset gleitet das Kabel reibungsfrei und ohne Knick über Schachtkanten ins Rohr.

 

Mehr Zeit einplanen bei Leitungsstau? Finde den Fehler!


Alles in Ortung! Ob Kabelverlegung, Ab- und Frischwasserführung oder Drainage- und Deponiearbeiten: Die Rohrleitungs- und Kabel-Ortungsgeräte gehen richtig in die Tiefe, um Rohrverläufe oder Defekte (leitender und nichtleitender) Rohre zu lokalisieren – punkt- und streckengenau. Gekoppelt mit handelsüblichen Sende- und Empfangsgeräten, die im KHz-Bereich arbeiten, wird die Signalortung zur Punkt- und Streckenbestimmung mit nur EINER Person ermöglicht. Auch das oberirdische Abschreiten lässt sich durch clevere Kombis beschleunigen: Der Röhrenaal®inklusive Längenmessung und einer frequentierten Ortungssonde, begrenzt den Radius zur oberirdischen Ermittlung der Leitungsstörung.

 

Keep on rolling ohne Drall?


Auf der Zielgeraden führt kein Weg vorbei an entlastenden Abrollgeräten für Kabel und Rohre, die das Material schonend von der Trommel abspulen. Ringabspuler nehmen den „Drall“ aus der Spule und sind sogar multitaskingfähig: Dank einer Messvorrichtung wird die verlegte Kabel- bzw. Leitungslänge gleich beim Einzug gemessen. Geht das auch ohne Achse? Für das achslose Abtrommeln schwerer Kabelrollen zeichnen sich Rollschienen durch einfaches Handling aus. 
 

Wer braucht bei diesen Stahlkonstruktionen schon Hulk?


Trommelwirbel für die baustellengerechten und robusten Trommelhebegeräte. Die Hubarbeit erfolgt je nach Ausführung entweder mechanisch oder hydraulisch. Sowohl Kabeltrommelheber als auch der größere Hydrokat werden auf stabilen Rädern von einer Person leicht bewegt und positioniert.

 

kabeltrommel automatik

Fazit: Entlastung groß gedacht und groß gemacht!


Wir geben unterirdischen Rückenwind

Moderne Verfahren der unterirdischen Kabelverlegung sind meistens an die Anschaffung neuer Maschinen und somit an einen hohen finanziellen Aufwand gekoppelt. Aber…
 
Große Dimensionen müssen nicht unbedingt mit großdimensionalen Anschaffungen einhergehen!
Mit dem richtigen Blick auf die alltäglichen Ausführungsarbeiten sparen praktikable Instrumente – eingesetzt an der richtigen Stelle – wertvolle Ressourcen bei der Kabelverlegung.
 
Besser gesagt: Mit Anwendungshilfen, die den Arbeitsprozess optimal unterstützen, werden erdverlegte Projekte erstaunlich kräftesparend und aufwandsarm beschleunigt.

 

Zu den KATIMEX Produkten

Entdecken Sie weitere hilfreiche Anwendungen für den Leitungstiefbau der Energiekabelverlegung in unserem Produktkatalog unter der Rubrik Energiekabelverlegung.


Cleverer Zug! Mit dem richtigen Einziehsystem und den optimalen Anwendungshilfen von KATIMEX verlegen Sie Kabel einfacher, schneller und sicherer. Überzeugen Sie sich, als fachkundigen Anwender oder Ihre Kunden, einfach selbst. 

 

Wir möchten darauf hinweisen, dass wir kein Kabelhersteller sind und keine Kabelverlegung anbieten. Die KATIMEX Lösungen implizieren Anwendungssysteme und Hilfsmittel, die Ihre Kabelverlegearbeiten sicher, einfach und schnell machen. Dabei setzten wir bei der Entwicklung unserer Produkte auf langjährige Branchen- und Praxiserfahrung.

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