Allzeit bereit: Wenn der Strom weg ist

Manche kennen das: Es ist ein sommerlicher Nachmittag, der Elektrogrill steht bereit, doch plötzlich ist der Strom weg. Oder: Der Tag ins Homeoffice ist eben gestartet, doch von jetzt auf gleich ist der Laptop-Bildschirm schwarz. Wenn dann auch noch andere Geräte sowie angrenzende Haushalte und Gebäude betroffen sind, ist schnell klar: Hier liegt eine größere Störung vor, die mindestens einen Straßenzug oder womöglich ein ganzes Stadtviertel schachmatt gesetzt hat. In diesem Augenblick laufen in der Verbundleitstelle der ED Netze GmbH bereits alle Drähte zusammen – und sprichwörtlich „heiß“. Denn es gilt, die Störung schnellstmöglich zu beheben.

von Manuel Westermann

Als Stromnetzbetreiber für Südbaden sorgen die rund 350 Mitarbeiter der ED Netze GmbH für eine sichere Stromversorgung von 295.000 Netzkunden in der Region. Am Standort Rheinfelden befindet sich die zentrale Verbundleitstelle des Unternehmens, von der aus die Schalttechniker das Netz überwachen und teilweise fernsteuern. Zu diesem Zweck ist die Leitstelle im Schichtbetrieb 365 Tage im Jahr rund um die Uhr besetzt und telefonisch über 24-Stunden-Störungsnummern (07623/92-1818 oder 0800/92-18180) erreichbar. Hier laufen im Fall der (Aus-)Fälle alle Fäden – oder besser gesagt alle Drähte – zusammen.

Bagger und Stromkabel vertragen sich nicht

Erkenntnisse zu einem Stromausfall erlangen die Schalttechniker in der Verbundleitstelle entweder durch Telefonanrufe von betroffenen Netzkunden, oft auch von Störungsverursachern oder, bei größeren Störungen im Mittelspannungsnetz, direkt aus dem Leitsystem. Dann geht alles ganz schnell, wie der nachfolgende fiktive Störungsfall zeigt.

Blinkende Symbole auf den Monitoren signalisieren einen Ausfall und bei Schalttechniker Thomas Büttner hat sich auch schon ein Bauunternehmen gemeldet: Ein Baggerfahrer hat ein Kabel erwischt – und zwar ein Mittelspannungskabel. Das hat weitreichende Auswirkungen, denn das Mittelspannungsnetz mit einer Spannung von meist 20.000 Volt (kurz: 20 kV) versorgt die Transformatorstationen, welche in die nachgelagerten Niederspannungsnetze einspeisen. Aus diesen Niederspannungsnetzen beziehen wiederum Privathaushalte und andere Gebäude, wie etwa Verwaltungskomplexe, ihre Energie mit der üblichen Spannung von 230/400 V. Tritt eine Störung im 20-kV-Netz auf, dann fallen jedoch oft mehrere Trafostationen aus und gleich mehrere Straßenzüge haben dann keinen Strom.

Die Ringnetz-Struktur ist ganz schön clever

Doch 20-kV-Netze werden häufig als offene Ringnetze betrieben. Ringnetz bedeutet, die Stationen sind wie auf einer Perlenkette mit zwei Enden aneinandergereiht. Der entscheidende Punkt ist, dass das Umspannwerk von beiden Enden her in dieses Ringnetz einspeist, während sich etwa in der Mitte eine Trennstelle befindet – daher auch die Bezeichnung „offenes Ringnetz“. Kommt es zu einer Störung durch einen Kabelschaden, wie im fiktiven Beispiel, dann fällt nur ungefähr die Hälfte der Stationen in diesem Ringnetz aus, weil lediglich einer der beiden Halbringe vom Leistungsschalter im Umspannwerk abgeschaltet wird. Diesen Leistungsschalter wiederum kann man sich wie eine große Sicherung vorstellen, die wie im Privathaushalt bei Überlast oder Kurzschluss auslöst.

Im fiktiven Störungsfall hat der Bagger das Kabel zwischen den Stationen Römerstraße und Goetheschule beschädigt und einen Kurzschluss verursacht (siehe obige Grafik). Folglich hat der zu diesem Halbring gehörende Leistungsschalter „rechts“ ausgelöst. Der Trick besteht jetzt darin, die beschädigte Kabelstrecke herauszutrennen und anschließend alle Stationen wieder zu versorgen.

Dazu alarmiert Thomas Büttner von der Verbundleitstelle aus zunächst einen Betriebstechniker, der vor Ort schalten kann. Denn nicht das ganze Netz ist ferngesteuert. Christian Keller, einer der Betriebstechniker, fährt in diesem Störungsfall jetzt zu den Stationen Römerstraße und Goetheschule. Dort öffnet er jeweils den Abgangsschalter hin zur beschädigten Kabelstrecke. Hierzu ist jede Station mit einer Schaltanlage ausgestattet; mit einem Hebel werden die großen Schalter betätigt.

Danach kann Christian Keller die Trennstelle in der Station Sudetenstraße schließen, indem er dort den sonst geöffneten Abgang Richtung Station Alemannenstraße einschaltet. Außerdem kann die Verbundleitstelle nun den Leistungsschalter „rechts“ ferngesteuert schließen – und alle betroffenen Kunden sind wieder versorgt.

Trotz Strom schnell den Defekt reparieren

Obwohl es ab diesem Moment kein Kunde bemerkt, weist das Netz nach wie vor den Kabelschaden auf – denn die betroffene Kabelstrecke ist „nur“ ausgeschaltet und nicht verfügbar. Diese Notfalllösung ist daher nur zur Überbrückung gedacht, bis der eigentliche Schaden behoben ist.

Denn wenn jetzt an anderer Stelle im gleichen Ringnetz eine weitere Störung auftreten würde, käme es zu einem längeren Stromausfall. Das ist zwar recht unwahrscheinlich – aber in diesem Fall würde das Sicherheitskonzept nicht mehr funktionieren, welches jetzt geholfen hat. Dann gäbe es nämlich Stationen, die zwischen den beiden beschädigten Stellen lägen. Diese könnten nicht mehr versorgt werden und es könnte zu großflächigen Stromausfällen kommen, die kaum innerhalb ähnlich kurzer Zeit zu beheben wären.

Deswegen ist es wichtig, die Kabelstrecke zwischen den Stationen Römerstraße und Goetheschule baldmöglichst zu reparieren. Dazu muss ein Tiefbauunternehmen kommen und eine passende Grube ausheben. Die Monteure der ED Netze können dann das beschädigte Kabelstück herausschneiden und ein neues einsetzen.

Als Verbindungsstücke bringen in unserem Beispielfall Felix Mutter und Stefan Lais, zwei der Kabelmonteure von ED Netze, Muffen zwischen dem neuen und alten Kabel an. Klingt einfach, doch diese aufwändige Arbeit erfordert einige Stunden Zeit, viel Sorgfalt und Know-how. So muss man im 20-kV-Netz unter anderem über die elektrische Feldsteuerung Bescheid wissen. Das sind Maßnahmen in der Hochspannungstechnik, die die hohen elektrischen Feldstärken beeinflussen können und damit beherrschbar machen.

Nach der Reparatur kann Betriebstechniker Christian Keller die reparierte Strecke wieder in Betrieb nehmen und schließlich die Trennstelle in der Station Sudetenstraße erneut öffnen: Die beiden Hälften des Ringnetzes arbeiten wieder eigenständig.

Dank Messwagen die Kabel im Blick behalten

Es gibt aber auch Fälle, in denen der Ort des Defekts nicht bekannt ist. Obwohl Stromkabel sehr langlebig sind, können auch sie durch Alterung kaputtgehen. Wenn es dadurch zu einem Kurzschluss kommt, fällt wie gerade eben im Beispiel auch ein Halbring aus. Die Verbundleitstelle weiß jedoch nicht, wo genau in diesem Teilnetz der Schaden aufgetreten ist.

Dann kommen Techniker mit dem Kabelmesswagen zum Einsatz, um die Stelle einzugrenzen. Mit Hilfe dieses Fahrzeugs, dessen Messleitung an eine Schaltanlage im betroffenen Abschnitt angeschlossen wird (siehe Foto), kann Sabrina Markoni, eine Technikerin der ED Netze, die Schadensstelle zentimetergenau orten. Auch Kabeldiagnosen kann sie durchführen – unter anderem, um Schwachstellen im Netz frühzeitig zu erkennen.