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Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ)

Bei HGÜ-Leitungen handelt es sich um Hochspannungsleitungen zur Übertragung elektrischer Energie mit hoher Gleichspannung. Dabei entstehen statische elektrische Felder und statische magnetische Felder. Bei HGÜ-Erdkabeln tritt außerhalb des Kabels jedoch nur ein magnetisches Feld auf; das elektrische Feld wird vom Erdreich und von den Baumaterialien gut abgeschirmt. Die Art des entstehenden statischen Magnetfelds und die Stärke der auftretenden magnetischen Flussdichte entsprechen in etwa dem Erdmagnetfeld (Natürliche statische Felder).

HGÜ-Leitungen werden vor allem zur Übertragung von Energie für weite Strecke (ab ca. 750 km) genutzt. Ein Beispiel für eine HGÜ-Langstreckenfreileitung ist die HVDC Québec-New England zwischen Kanada und den USA mit einer Länge von 1480 km. In Deutschland wird die sog. Südlink-Trasse geplant. Dabei handelt es sich um ein von den Übertragungsnetzbetreibern TenneT TSO und TransnetBW geplantes Projekt zum Bau einer etwa 800 km langen HGÜ-Leitung im Rahmen des Netzentwicklungsplans. Hiermit soll der in Norddeutschland und Nordeuropa gewonnene Windstrom in die südlichen Regionen von Deutschland transportiert werden.

Typische Messwerte zur Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) finden sich in der Feldquellen-Datenbank.

Ionisierte Luftmoleküle und Korona-Entladung

Aufgeladene („ionisierte“) Luftmoleküle und Aerosole (d.h. mit den Luftmolekülen vermischte, winzige feste und flüssige Partikel) sind ein spezielles Thema bei der Diskussion um gesundheitliche Wirkungen von Freileitungen (Wechselstrom und Gleichstrom). Die Luftionen entstehen in der sogenannten „Korona“ (ein Bereich mit partiellem elektrischem Durchschlag in der Luft) in einer Region von wenigen Zentimetern um die Leiterseile herum. Die auch Korona-Ionen genannten ionisierten Luftmoleküle entstehen im normalen Betrieb direkt an den stromführenden Leiterseilen durch den Vorgang der Korona-Entladung. Die Wolken von elektrisch aufgeladenen Luftmolekülen (sogenannte Raumladungswolken) können mit dem Wind seitlich der Stromtrasse verdriftet werden. Der Effekt ist bei Gleichstrom-Leitungen wesentlich stärker ausgeprägt als bei Wechselstrom-Leitungen, weil die ständige Ladungsumkehr beim Wechselstrom die ionisierten Moleküle (und auch die Aerosole) schneller neutralisiert. Dadurch kommt es nur bei Gleichstrom-Freileitungen zu nennenswerten Verdriftungseffekten. Durch die Bildung freier Radikale in der Luft können im Bereich der Korona zudem Luftschadstoffe (z.B. Ozon und Stickoxide) entstehen, die normalerweise rasch durch chemische Reaktionen oder Bindung an andere Luftinhaltsstoffe neutralisiert werden und dadurch keine große Reichweite haben.
Koronaentladung am Koronaring einer 500 kV-Hochspannungsleitung
Foto: Nitromethane, Lizenz: CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons