Ermittlung thermischer Untergrundeigenschaften zur Optimierung der Kabeldimensionierung

Die Dimensionierung von Höchstspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen (HGÜ) basiert auf detaillierten Kenntnissen des Baugrunds im Hinblick auf die Wärmeleitfähigkeit. Aufgrund dessen wurde für die Realisierung der Windstromleitung SuedLink mit einer Trassenlänge von ca. 700 km ein Messprogramm entwickelt, das eine sehr große Anzahl an reproduzierbaren Wärmeleitfähigkeitsuntersuchungen ermöglicht. Mithilfe eines hocheffizienten Versuchsstands können damit vom gesättigten bis zum ofentrockenen Zustand einer Bodenprobe die korrespondierenden Wärmeleitfähigkeitswerte ermittelt werden. Die Auswertung der Wärmeleitfähigkeits-Wassergehalts-Beziehung wurde maßgeblich weiterentwickelt, wobei die Steinanteile des Bodens und die Grundwasserverhältnisse Berücksichtigung finden. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Planung der Kabeldimensionierung zur Optimierung von Kabelachsabständen ein und tragen somit zur Minimierung der Projektkosten und der Eingriffe in die Natur bei. Darüber hinaus dienen die zahlreichen Messergebnisse der Erweiterung bestehender Datenbanken für Wärmeleitfähigkeitswerte, um für zukünftige Erdkabelprojekte über sog. Pedotransferfunktionen die Anzahl der benötigten Messungen zu verringern.

Determination of thermal soil properties for optimization of cable dimensioning
The dimensioning of extra-high voltage direct current transmission lines (HVDC) is based on detailed knowledge of the ground with regard to its thermal conductivity. Therefore, a methodology to determine reproducible values of the thermal conductivity of soils was developed for the construction of the 700 km long wind power line SuedLink. With the aid of a highly efficient test rig, the corresponding thermal conductivity values can be determined from the saturated to the ovendried state of a soil sample. The evaluation of the thermal conductivity-water content relationship has been significantly further developed, taking into account the stone content of the soil and the groundwater conditions. These results are used in the planning of the cable dimensioning for the optimization of cable axis distances in order to minimize the project costs and the environmental impact. In addition, a comprehensive database for thermal conductivity values will be created in order to limit the effort for soil exploration for future earthworks projects by means of so-called pedotransfer functions.