115-kV-Übertragungsleitung — Leiterdurchhang- und Schadensanalyse

Wiederkehrende Störungen auf einer regionalen 115-kV-Übertragungsleitung verlangten mehr als eine konventionelle Prüfung der Leitungsbelastbarkeit. Innerhalb des regionalen Engineering-Teams des Betreibers Celsia erstellte Gridradix in COMSOL Multiphysics ein gekoppeltes thermisch-elektromagnetisches Finite-Elemente-Modell des Leiterseils, um zu quantifizieren, wie Strombelastung, Umgebungsbedingungen und elektromagnetische Verluste Leitertemperatur und Durchhang bestimmen — und wo die daraus resultierenden Abstände und mechanischen Beanspruchungen die Schadenshistorie erklärten. Die Methodik wurde unter dem Titel „Thermal and Electromagnetic Impact on Conductor Sag in a 115 kV Transmission Line: A Finite Element Approach“ (CLEI-JCC-CHILECON 2025, Valparaíso, Chile) zur Begutachtung eingereicht.

• Ursachenanalyse von Störungen an der 115-kV-Übertragungsleitung mittels Finite-Elemente-Modellierung in COMSOL Multiphysics.
• Gekoppelte elektromagnetisch-thermische Simulation des Phasenleiters, die Joule- und Proximity-Verluste mit dem Temperaturfeld des Leiters unter realistischen Belastungs- und Umgebungsbedingungen verknüpft.
• Bewertung von Leiterdurchhang und Bodenabstand in Abhängigkeit vom thermischen Zustand sowie der mechanischen Beanspruchungen an den Befestigungspunkten.
• Korrelation des simulierten Hotspot- und Durchhangverhaltens mit den beobachteten Schadensorten und -ereignissen.
• Normbasierte Bewertung des Blitzverhaltens der Leitung — Abschirmversagens- und Rückwärtsüberschlagsraten nach IEEE Std 1243 — berechnet mit eigenen MATLAB-Werkzeugen.
• Dokumentation von Methode und Ergebnissen für die Veröffentlichung und für die Asset-Management-Entscheidungen des Betreibers.

Die Arbeit ersetzte Faustregel-Belastbarkeiten durch ein physikalisch fundiertes Bild davon, wie sich der Leiter im Betrieb tatsächlich erwärmt, durchhängt und versagt — und gab dem Betreiber eine belastbare Grundlage für Belastungsgrenzen und Verstärkungen sowie eine begutachtete Methodik, die auf andere Leitungen übertragbar ist.