Monatssieger März: Bayernwerk
22. März 2019 11:40  Uhr

Kleiner Teller mit großer Wirkung

Spannungseinbrüche im Hochspannungsnetz können sensible Fertigungsmaschinen beeinträchtigen. Das Bayernwerk entwickelte nun eine einfache und günstige Lösung, durch die das Stromnetz stabiler wird.

Der Kunststoffteller soll verhindern, dass Vogelkot auf die Isolatoren an den Hochspannungsleitungen gelangt. Foto: Bayernwerk AG

Von Tanja Harrer

REGENSBURG. Der private Haushalt bemerkt sie nicht, Unternehmen mit sensiblen Fertigungsmaschinen jedoch sehr wohl. Die Rede ist von einpoligen Fehlern im Hochspannungsnetz, die Spannungseinbrüche im Millisekundenbereich auslösen. Diese Spannungsschwankungen – kürzer als ein Wimpernschlag – werden vor allem in den frühen Morgenstunden bei Sonnenaufgang beobachtet. „Ingenieure bewegt dieses Thema schon, seit es Hochspannung gibt, also nahezu 100 Jahre“, erklärt Wolfgang Tauber, Chef der Bayernwerk-Netzsteuerung.

Doch woher kommt dieses Phänomen? Bis vor Kurzem gab man sich mit einer Erklärung zufrieden, die eine Dissertation aus dem Jahr 1965 lieferte. Diese wissenschaftliche Untersuchung kam zu dem Ergebnis, dass das Problem vor allem dort auftritt, wo große Vogelpopulationen leben. Die Vögel würden einen Kotstrahl ablassen, der als leitende Verbindung die rund einen Meter lange Isolierstrecke an den Strommasten überbrückt. Selbst wenn der Hauptstrahl am Isolator vorbeigeht, seien Spannungsschwankungen die Folge. In weiten Teilen der Energiewirtschaft sei das bis heute eine plausible Erklärung, erzählt Tauber. Daher konzentrierte man sich darauf, Vögel durch Hindernisse von den Masten fernzuhalten – mit mäßigem Erfolg.

„Heute, im digitalen Zeitalter, benötigen Betriebe umso mehr eine stabile Spannung“, berichtet Tauber. Denn Fertigungsmaschinen werden immer sensibler. Spannungeinbrüche können daher die Arbeit in den Produktionshallen beeinträchtigen. Tauber wollte sich mit der alten Erklärung daher nicht mehr zufrieden geben, sondern begab sich auf Spurensuche. Er verfolgte eine Theorie, bei der zwar auch Vogelkot als Ursache gilt, jedoch nicht in Form eines Kotstrahls. Vielmehr würde sich der Kot als Schmutzschicht auf den Isolatoren ablagern und in Verbindung mit Feuchtigkeit Spannungsschwankungen auslösen.

Ausgehend von dieser Überlegung tüftelte Tauber an einem Bauteil, das die Verschmutzung der Isolatoren reduziert und einfach und kostengünstig darauf montiert werden kann. Erste Testreihen führte der gelernte Feinmechaniker und Elektroingenieur mit dem Deckel eines Farbeimers zu Hause in seiner Garage durch. „Das Ergebnis war vielversprechend“, lautet sein Fazit. Also entwickelte er diesen Ansatz weiter und entwarf einen Kunststoffteller, der als Schirm für die Isolatoren dient und sie vor der Verschmutzung durch Vogelkot schützen soll. Anfang 2017 wurde ein Prototyp angefertigt: ein Teller aus schwarzem, flexiblem Spezialkunststoff, der in Form und Größe einer Frisbeescheibe ähnelt.

 

Der Deckel eines Farbeimers inspirierte Wolfgang Tauber zu seiner Entwicklung. Foto: Bayernwerk AG

Die neue Erfindung, bei Bayernwerk intern auch Tauber-Teller genannt, testete der Energieversorger im Anschluss bei Feldversuchen. Das Ergebnis: „Auf den Teststrecken wurde eine Senkung der Spannungseinbrüche um bis zu 70 Prozent registriert“, freut sich Tauber. Das heißt: Sind die Isolatoren sauber, können die Spannungsschwankungen reduziert werden – obwohl der Schmutz alleine nicht das Problem ist, wie das Bayernwerk auch in seiner Theorie vermutete. Die Kurzschlüsse werden dann ausgelöst, wenn der Isolator verschmutzt und die Luftfeuchtigkeit hoch ist, wie es zum Beispiel am frühen Morgen oft der Fall ist. „Nur dann bildet sich ein leitfähiges Elektrolyt auf der Isolatoroberfläche und es kommt zu Spannungseinbrüchen“, erklärt der Ingenieur.

Die extremen Verbesserungen auf den Teststrecken würden laut Tauber die Vermutung bestätigen, dass Vogelkot der Hauptverschmutzungsfaktor ist. Aber auch Pollen sowie aufgewirbelter Staub bleiben an den Isolatoren haften und künstliche Bewässerung auf landwirtschaftlichen Flächen verstärkt das feuchte Milieu zusätzlich. Um 100 Prozent reduzieren könne man die einpoligen Fehler daher auch mit dem Schutzteller nicht. „Die Erfolge aus den Tests sprechen aber dafür, dass wir einen Schlüssel für erhebliche Verbesserungen gefunden haben“, berichtet Tauber. Mittlerweile hat das Bayernwerk 5000 Schutzteller montiert – 6500 weitere sind für das erste Halbjahr 2019 beauftragt.