Tiefkühlkabel schlägt Kupferkonkurrenz

Praxisreife bewiesen: Im Labor arbeitete das Super-3C-Kabel auf Basis moderner Supraleiter-Bänder nicht nur bei Nennbelastung, sondern auch bei Kurzschlussströmen einwandfrei. Bild: Nexans Deutschland GmbH

Supraleiterkabel überträgt bis zu 17 MVA Übertragungsleistung und ist gegen Kurzschlüsse bis zu 31.500 Ampere gewappnet.

Kabelhersteller Nexans und Supraleiter-Spezialist Bruker HTS, Hanau, melden den erfolgreichen Abschluss des Projekts „Superconducting Coated Conductor Cable“ (Super 3C). Im Rahmen von Super 3C hat ein europäisches Konsortium ein 10-kV-Energiekabel auf Basis von Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) entwickelt und getestet. Im vergangenen Winter schloss das Projekt mit einer Laboruntersuchung ab, bei der das 30 Meter lange, einphasige Kabel inklusive Endverschlüssen und der zugehörigen Kryotechnik getestet wurde. Resultat: Das System arbeitet einwandfrei und erreicht die spezifizierten 17 MVA Übertragungsleistung; außerdem hält es Kurzschlüssen von 31.500 Ampere mit einer Sekunde Dauer stand. Das Kabel ist das erste seiner Art, das seine Praxistauglichkeit unter diesen extremen Störfallbedingungen bewiesen hat.
Derartige Hochleistungskabel aus HTS können große Ströme bei deutlich kleineren Querschnitten transportieren als herkömmliche Kupferkabel und sollen künftig die Energieübertragungen im Verteilnetz mit geringeren Verlusten ermöglichen. Mit der Reduktion der elektrischen Verluste sinken außerdem die netzbedingten CO2-Emissionen.

Das 5,2-Millionen-Euro-Projekt Super 3C startete im Juni 2004 und wurde von der EU mit 2,7 Millionen Euro im Zuge ihres 6. Rahmenprogramms für Forschung und technologische Entwicklung bezuschusst. Ergebnis ist eines der ersten Kabel weltweit, bei dem moderne HTS-Tapes der zweiten Generation (2G) als stromführendes Element eingesetzt werden. Diese Tapes enthalten eine dünne HTS-Schicht, die Strom bei der Betriebstemperatur von etwa -200 °C quasi verlustfrei leitet.

Spezielle Hybridleiter und neues Kabeldesign

Bruker HTS hat den HTS-Kupfer-Hybridleiter entwickelt. Der 2G-Hybridleiter kombiniert die Vorteile von Supraleitern und Kupfer und lässt sich problemlos mit herkömmlichen Netzkomponenten kombinieren. Gemeinsam entwickelten Bruker HTS und Nexans Methoden, um die Hybridleiter im Kabel zu verwenden. Dazu fertigte und testete Bruker HTS annähernd 4.000 Meter 2G-Hybrid-Supraleiter. Nexans produzierte das Super-3C-Kabel einschließlich des Kryostaten, der die Temperatur mit flüssigem Stickstoff auf rund -200 °C hält, sowie der erforderlichen Endverschlüsse. Dabei arbeiteten die Kabelspezialisten aus Frankreich, Norwegen und Hannover (Deutschland) zusammen.

Technische Reife für den Einsatz im Netz bewiesen

Dr. Burkhard Prause, Geschäftsführer von Bruker HTS: „Das Super 3C-Projekt war ein enormer Auftrieb für unsere modernen 2G-Supraleiter und stellte deren Leistung und Zuverlässigkeit unter Industriebedingungen unter Beweis.“ Frank Schmidt, Leiter Geschäftsbereich Nexans HTS Systeme ergänzt: „Bemerkenswert ist, dass das HTS-Kabel nicht nur bei Betriebsbedingungen einwandfrei funktioniert, sondern auch nach der Belastung mit Kurzschlussströmen bis zum 40fachen des Nennwerts anstandslos arbeitet. Dem Einsatz im realen Netz steht also nichts mehr entgegen.“

Quelle: Nexans Deutschland GmbH