Der Stromtransport in der Stadt.


Diese Seiten wenden sich nicht an angehende Energieversorgungstechniker, sondern an Schülerinnen und Schüler, vor allem der Sekundarstufe I.
Wir wollen hier besprechen, wie der "Strom" in die Steckdose kommt.
An manchen Stellen können die Fakten daher etwas vereinfacht dargestellt sein, um das Prinzip zu verdeutlichen.


Wie wird elektrische Energie im Kraftwerk erzeugt und wie gelangt der "Strom" zu einem Kunden auf dem Land?
Das wurde auf dieser Seite besprochen.

Auf dieser Seite soll es darum gehen, wie die Stromversorgung über Erdverkabelung in den Städten und größeren Dörfern funktioniert.

1) Freiverkabelung oder Erdverkabelung?

Verkabelung in San Francisco

Das Foto zeigt eine Straße in San Francisco nahe dem Coit Tower auf dem Telegraph Hill in den 80er Jahren. Vielleicht sieht es dort heute noch genauso aus.

Der Unterschied zu einer Straße einer deutschen Stadt fällt sofort ins Auge:
anders als vielerorts in den USA sind bei uns die Stromleitungen in Städten und größeren Dörfern im Boden verlegt.

Sie sind so vor Blitzschlägen geschützt, werden nicht von Stürmen oder von überhohen Ladungen auf LKWs heruntergerissen, von Bäumen überwuchert, oder von "Stromdieben" angezapft.

Dafür ist eine Reparatur einer beschädigten Leitung im Erdreich schwieriger und schon mancher Bagger hat bei Tiefbauarbeiten versehentlich eine Leitung beschädigt und so zu einem "Stromausfall" geführt.

Auf alle Fälle sieht ein solcher "Kabelverhau" in einer Stadt aber nicht allzu schön aus!

2.) Bis vor die Tore der Stadt ...

... erfolgt die Stromübertragung in eine Stadt meist genauso wie in den ländlichen Raum:
Generatoren in einem Kraftwerk erzeugen elektrische Energie, diese wird mit Hilfe von Transformatoren auf 110 kV bzw. 220 kV oder 380 kV hochtransformiert und über Hochspannungsleitungen bis an den Rand einer Stadt geleitet.

Das entspricht dem, was auf dieser Seite besprochen wurde.

Im Umspannwerk am Stadtrand (hier am Beispiel von Göppingen) werden dann die 110 kV Hochspannung zunächst in 20 kV Mittelspannung umgewandelt.

Umspannwerk vor den Toren der Stadt
Eine Ader einer 20 kV Leitung im Größenvergleich

Diese Mittelspannung wird aber nun nicht über Masten weiterverteilt, sondern über Erdkabel, die meist unter den Gehwegen liegen. Die einzelnen Adern der Stromversorgung sind manchmal zu einem dicken Kabel zusammengefasst, manchmal werden sie aber auch einzeln verlegt.

Die Kabel haben meist einen Aluminiumkern. Müssen die Leitungen zusammengesetzt werden, werden sie über Muffen verbunden und mit einer Art "überdimensionalem Schrumpfschlauch" gegen eindringendes Wasser geschützt.

Ein Starkstromtechniker der Albwerke Geislingen / Steige hält hier eine Ader einer solchen 20 kV Leitung in der Hand. Damit wird ein Größenvergleich möglich.

Über die 20 kV Leitungen geht es dann unterirdisch weiter in die Wohngebiete der Stadt.
Irgendwo im Wohnviertel steht eine große Verteilerstation, in der die 20 kV auf die Hausanschlussspannung von 230V / 400V herunter transformiert wird.
Von außen sehen solche Stationen recht unscheinbar aus. Manchmal sind sie auch teilweise in das Erdreich eingelassen.

In diesen Stationen ist die Schaltanlage für die 20 kV, ein meist ölgekühlter großer Transformator und die Schaltanlage für die Leitungen zu den Straßen der Umgebung eingebaut.

Eine Umspannstation in der Stadt

Die nächsten beiden Fotos zeigen einen Blick in eine solche Trafostation. Bei dieser Station ist der Transformator hinter der Schaltanlage teilweise im Boden versenkt.

die 20 kV Schaltanlage

Dieses Foto zeigt die 20 kV Schaltanlage einer solchen kleinen Umspannstation im Neubaugebiet von Bad Ditzenbach. Manchmal gehen von hier aus auch wieder 20 kV Leitungen ab.
Große Betriebe und Firmen sind oft über solche 20 kV Leitungen am Stromnetz angebunden. Sie haben dann eine eigene Trafostation auf ihrem Firmengelände. Sie erzeugt dann die Niederspannung für die Firma.

Dies ist der Niederspannungsteil (230V / 400V) der gleichen Trafostation. Man erkennt die Hauptsicherungen in den Klappschaltern, mit denen die einzelnen Straßen zu- und abgeschaltet werden können.
Zwei solcher Sicherungen liegen auch auf dem Karton links im Bild.

Die dicken Erdkabel mit den Adern schwarz, braun, blau und dem grün-gelben geerdeten Neutralleiter führen zu den einzelnen Straßen des Wohngebiets.

Sind Arbeiten an der Hochspannungsanlage nötig, kann man hier auch vorübergehend ein großes Notstromaggregat anschließen und die Häuser so versorgen. Der Stromkunde merkt dann gar nicht, dass seine elektrische Energie gerade nicht vom Kraftwerk kommt.

Hier geht es zu den einzelnen Straßen
Blick in einen Verteilerkasten

Die grauen Verteilerkästen an der Straßenecke sind Dir bestimmt schon aufgefallen. Hier enden die dicken Leitungen, die von der kleinen Umspannstation kommen.

In diesen Kästen kann man Häuserzeilen oder einzelnen Häuser über Klappschalter aus- und einschalten.

Die Leitungen zu den Häusern sind nun schon deutlich dünner. Man erkennt auch hier die drei Phasenleitungen des Drehstroms (schwarz, blau und braun) und den geerdeten Neutralleiter (rechts).

Mehr zum Thema Drehstrom findest Du hier.

Einer dieser beiden Schalter könnte z.B. der Hauptschalter sein, der die Zuleitung zu Deinem Haus unterbrechen kann.
Muss z.B. vor dem Haus aufgegraben werden, weil ein Wasserrohrbruch passiert ist, dann würde man diese Leitung außer Betrieb nehmen.

Wenn der Baggerfahrer aus Unachtsamkeit eine Leitung beschädigt, dann könnte ein Kurzschluss zwischen den Leitern fatale Folgen haben.

Es kommt dann zu starken Spannungsschwankungen im Netz und Sicherungen lösen aus. Dadurch kann ein "Domino-Effekt" in Gang gesetzt werden, der ganze Stadtteile und ganze Regionen für einige Zeit ohne elektrische Energie sein lässt.

Hauptschalter

Der restliche Weg des "Stroms" in Deinem Haus entspricht dem, was auf der Seite über die Stromversorgung im ländlichen Raum besprochen wurde. Die nächste Station ist der Hausanschlusskasten, der aber bei einer Erdverkabelung im Keller und nicht unter dem Hausdach zu suchen ist.
Es folgen dann der Stromzähler und die Sicherungsautomaten und schließlich - die Steckdose.

Wir bedanken uns bei den Albwerken Geislingen/Steige für die Unterstützung bei den Fotoaufnahmen für diese Seite.


© alle Fotos: Klaus-Dieter Grüninger, Landesbildungsserver