Warum haben Hochspannungsmasten immer so viele einzelne Leitungen, die kaum isoliert sind, anstatt nur wenige große und isolierte Leitungen?
Der einfache Teil der Antwort:
Luft ist kostenlos und wiegt nichts. Allerdings sind aufgrund der geringen Spannungsfestigkeit von Luft große Abstände erforderlich. Deswegen hat man hohe und ausladende Masten, um die 3 Außenleiter eines Drehstromsystems[1] auf Abstand zu halten.
Nun der schwierige Teil der Antwort:
Warum ist aber ein einzelner Außenleiter als Mehrfachbündel[2] ausgeführt? Dazu zeige ich aus einem Foto[3] folgenden Ausschnitt eines 6-fach Bündels:
Es gibt eine Reihe von Gründen, warum diese Leitungsgeometrie von Vorteil ist:
die Aufteilung des gesamten Querschnitts in einzelne Seile verbessert die Kühlung
an der Oberfläche das Bündels ergibt sich durch die Geometrie eine geringere elektrische Feldstärke, was die Verluste durch Koronaentladung verringert
durch die Geometrie wird der Skineffekt vermindert, was ebenfalls Verluste reduziert
aufgrund der Geometrie wird der Kapazitätsbelag der Leitung erhöht und der Induktivitätsbelag vermindert. Damit hat die Leitung eine höhere "natürliche Leistung"[4]
Ach ja, um es deutlicher zu formulieren:
In obigem Bild haben die 6 Seile eines Bündels alle das gleiche Potential. Dieses "Ding" zwischen den 6 Seilen ist ein Abstandshalter, kein Isolator! Dieser Abstand ist notwendig, um die oben erwähnten Effekte voll nutzen zu können. Und es sieht ordentlicher aus …
Fußnoten
[1] Dreiphasenwechselstrom – Wikipedia
[2] Bündelleiter – Wikipedia
[3] Datei:Ukraine Luzk Kompaktfreileitung Umspannwerk-3.JPG – Wikipedia
[4] Natürliche Leistung – Wikipedia