Vermessung der elektromagnetischen Felder von Hoch

Vermessung der elektromagnetischen Felder
von Hoch- und
Höchstspannungsüberlandfreileitungen
Von Max Tumala und Lennart Rauber
Betreuer:
Herr Ulrich Weber, THM
Prof. Dr. Joachim Breckow, THM
Patrick Röder, Goethe Schule Wetzlar
In Zusammenarbeit mit der:
1
Inhaltsverzeichnis
1
Einführung
2
Elektrisches Feld
3
Magnetisches Feld
4
Auswirkungen von elektromagnetischen-Feldern auf den
Menschen
5
Hoch- und Höchstspannungsüberlandfreileitungen
6
Messgeräte
7
Messmethodik und Intentionen
8
Messungsergebnisse
9
Fazit
10
Danksagung
11
Quellenverzeichnis
2
1.Einführung
Zur Einführung in die Projekt-Arbeit rund um elektromagnetische Felder in
Bodennähe von Hoch- und Höchstspannungsüberlandleitungen möchten wir erst
einmal unsere Motivation und Themenwahl begründen und darlegen.
Allgemein war nach der Unterrichtseinheit in der Q1 das Interesse an
elektromagnetischen Feldern geweckt, wodurch wir uns auch außerhalb der Schule
über die Thematik informierten.
Dies in Verbindung mit den wissenschaftlich diskutierten Gleichstromüberlandleitungen mit enormen Kapazitäten, die eventuell eine Alternative zu den momentan
weitverbreiteten Wechselstromüberlandleitungen sein könnten, welche besonders
im Kontext von Off-Shore-Windparks oder großen Solarstrom-Projekten in der
Sahara interessant sind, kam uns die Idee, die elektromagnetischen Felder von
Gleichstromüberlandleitungen und Wechselstromüberlandleitungen zu Vergleichen.
Das scheiterte allerdings in Ermangelung von Gleichstromüberlandleitungen in der
hiesigen Umgebung, weswegen nun allgemein die Thematik der
elektromagnetischen Felder in Bodennähe von Hoch- und
Höchstspannungsüberlandleitungen avisiert wurde.
Interessant daran ist auch die Möglichkeit, die immer mal wieder in den Medien
erscheinenden Artikel über den sogenannten Elektrosmog, auf ihren
Wahrheitsgehalt zu verifizieren.
Das führte auch an der Problematik der Auswirkungen von Wechselstrom
bedingten, ständig wechselnden elektrischen Feldern auf Menschen zwangsweise
vorbei, ebenso wie an den technischen Lösungen der Stromanbieter zur
Vermeidung eben jener Felder beziehungsweise deren Auswirkungen in
Bodennähe.
3
2.Elektrisches Feld
Definition:
Der Raumbereich, in dem eine Kraft auf eine elektrische Ladung wirkt, wird nach
Faraday als elektrisches Feld bezeichnet. Zur besseren Vorstellbarkeit, ist der
Raum durch die Feldlinien des elektrischen Feldes durchzogen, die vom positiv
geladenen Pol zum negativ geladenen Pol verlaufen.
Zuvor wurden die Auswirkungen eines existierenden elektrischen Feldes als
Ergebnis der sogenannten 'Fernwirkung' gesehen, welche ähnlich zur
Gravitationskraft veranlagt sein sollte.
Sobald die Stärke und Richtung des elektrischen Feldes bekannt sind, eben so wie
die räumliche Position und Ladung eines Körpers, lässt sich die wirkende Kraft
berechnen. Die Einheit der elektrischen Feldstärke ist [
V
].
m
Dies geschieht allgemein durch folgende Formel:
⃗
F
⃗
E=
Q
3.Magnet-Feld
Definition:
Als Magnetfeld bezeichnet man einen Raum, indem Wechselwirkungen zwischen
Magneten/ beziehungsweise und magnetisierbaren Stoffen auftreten können.
Dieser Raum ist, nach der Vorstellung, durch des Magneten Feldlinien erfüllt,
welche zwischen dem Nordpol und Südpol des Magneten verlaufen.
Bewegte Ladungen bewirken die Entstehung eines Magnetfeldes, was z.B. die
Funktionsgrundlage von Elektromagneten ist. Ebenfalls sind die Feldlinien von
Magneten ineinander geschlossen, wodurch sich die Magnetfelder als Radialfelder
um den Magneten in alle möglichen Richtungen ausbreiten. Die magnetischen
Feldlinien besitzen eine Richtung, weswegen sie konstruktive oder destruktive
Überlagerungen mit anderen Magnetfeldern aufzeigen können.
Jedoch ist die Definition bzw. Berechnung des Feldes nicht so einfach wie beim
elektrischen Feld, das über die Kraft auf eine Ladung im Feld definiert ist.
Charakteristisch allerdings für ein Magnetfeld ist seine magnetische Flussdichte,
meist mit B gekennzeichnet, welche je nach seiner Größe die Kraft beeinflusst,
welche auf andere Magnetfelder ausgeübt wird. Die Einheit der Magnetischen
Flussdichte ist Tesla [ T ].
Allgemein wird die Stärke der magnetischen Flussdichte durch folgende Formel
berechnet:
F
⃗
B=
Il
4
4.Gesundheitliche Auswirkungen von elektrischen und
magnetischen Feldern
Heutzutage tragen wir alle elektrische Gerätschaften mit uns herum und nutzen sie
jeden Tag. Jedoch erzeugt jedes elektrische Gerät elektrische und magnetische
Felder, welche so jeden Tag auf uns wirken. Doch nun muss man sich doch fragen,
ob diese ganzen Felder nicht so auf unseren Körper wirken, dass er dadurch
nachhaltig geschädigt wird.
Der menschliche Körper arbeitet auch mit einem elektrischen Strom, welcher in
Impulsen über die Nervenbahnen transportiert wird. Ebenso befinden sich im
menschlichen Körper Ionen, welche über Ladungen, meist durch andere Ionen, im
Körper verteilt werden, oder ihm bei bestimmten Prozessen, wie Zellversorgung
und Zellteilung eine bedeutende Rolle spielen. Ionen reagieren jedoch aufgrund
ihrer Ladung auch auf fremde elektrische und magnetische Felder, welche die
körpereigenen Prozesse bremsen, aufhalten oder sogar verfälschen können.
So können Sinneswahrnehmungen, wie Übelkeit, metallischer Geschmack und das
Sehen von Lichtblitzen, in statischen Magnetfeldern auftreten, wenn man sich
bewegt, da so durch die Lorentzkraft ein elektrisches Feld induziert wird und so die
Sinneswahrnehmung beeinflusst. Jedoch muss man sich dafür relativ schnell in
einem recht starken Magnetfeld bewegen. Starke magnetische Felder können die
Geschwindigkeit des Blutes in Venen und Arterien beeinflussen, doch benötigt man
dazu eine magnetische Flussdichte von acht Tesla und mehr, was die Erforschung
auf langfristige Folgen erschwert, dass nennenswerte Beeinflussungen stattfinden.
Bei einer MRT (Magnet-Resonanz-Tomografie) nutzt man starke magnetische
Felder zu Diagnosezwecken in der Medizin. Aufgrund geringer Beeinträchtigung
des menschlichen Körpers durch Magnetfelder ist dies eine gute Alternative zum
Röntgen für Schwangere.
Im Allgemeinem kann man sagen, dass nur Magnetfelder mit hoher magnetischer
Flussdichte spürbar auf den Körper wirken, jedoch ist die Erforschung der
Auswirkungen über einen längeren Zeitraum nicht genau erforscht.
Statische elektrische Felder seien keine gesundheitliche Bedrohung für den
Menschen. Jedoch sollte die Frequenz von 50Herz bei elektrischen
Wechselfeldern, wie sie in Hochspannungsleitungen genutzt werden, wie in der 26.
Bundesimmissionsschutzverordnung empfohlen, was von Studien ermittelt wurde,
um so die Belastung auf empfindliche Organe wie Auge oder Gehirn möglichst
gering zu halten. Bei Herzschrittmachern ist zu beachten, dass auch diese Geräte
von elektrischen und magnetischen Feldern beeinflusst werden können und so
funktionsuntüchtig werden, was zu einem Gesundheitsproblem bei Personen
werden könnte, die eines solche Gerätes benötigen.
Deutlich Gesundheitsschädigend seien jedoch elektromagnetische Wellen, welche
zum Beispiel von Handys genutzt werden. Als Nicht-ionisierende Strahlung hätten
sie die Möglichkeit die atomaren Bindungen in Molekülen zu schwächen oder den
Körper durch die Bestrahlung, wie in einer Mikrowelle, zu erwärmen und so das
Krebsrisiko zu fordern.
5
5.Hoch- und Höchstspannungsüberlandfreileitungen
Überlandfreileitungen sind die am meisten genutzte Transportvariante von Strom in
der heutigen Zeit. Der Aufbau besteht aus einer Reihe von Freileitungsmasten
welche mit einer bestimmten Menge Leiterseilen belegt sind. Die Leiterseile selbst
sind zu den Masten hin isoliert, meist durch spezielle Keramiken, die einen enorm
hohen ohmschen Widerstand besitzen, wodurch Kurzschlüsse vermieden werden
sollen. Die Seile selbst bestehen aus einem mit Aluminiumfasern ummantelten
Stahlseil (siehe Abb. 1), wodurch die Elastizität und Zugfestigkeit von Stahl für die
von außen einwirkenden Faktoren genutzt wird, wie Wind oder Schneelast, und die
Aluminiumfasern zum eigentlichen Übertragen des Stroms. Diese haben
gegenüber Kupferkabeln den Vorteil der geringen Dichte, somit des sich
ergebenden höheren Querschnitts, bzw. höheren Leitwertes bei gleichem Gewicht
und des doch recht geringen ohmschen Widerstandes (im Vergleich zu Stahl, nicht
Kupfer). In den meisten Fällen wird durch diese Leitungen Wechselstrom mit der
Frequenz 50 Hertz geleitet, in seltenen Fällen auch Gleichstrom (z.B. HGÜ bei
Yunnan-Guandong in China). Im Falle des deutschen Hoch- und
Höchstspannungsüberlandfreileitungssystems werden meistens sogenannte
Dreiphasen-Anordnungen genutzt, welche die jeweiligen Spannungsspitzen des
fließenden Wechselstroms so verschieben (siehe Abb.3), sodass sie sich
gegenseitig auslöschen und somit auch ein möglichst geringes elektrisches Feld zu
erreichen versucht wird, weswegen die Anzahl der Leiterseile auf den Masten meist
ein ganzzahliges vielfaches von drei ist. Die Spannung der Leitung ist meistens mit
der sogenannten Nennspannungen angegeben, welche dem Effektivwert
entspricht, welcher ein quadratischer Mittelwert der sich ständig wechselnden
Spannung darstellt. Deswegen sind die wirklichen Spannungsspitzen des Netzes
deutlich höher, zirka um den Faktor 1,5 (genauer √ 2 ).
Danach wird speziell zwischen Hochspannung und Höchstspannung
unterschieden, wobei erstere mit den Nennspannungen 60 kV und 110 kV
betrieben werden und Höchstspannungsleitungen mit den Nennspannungen 220
kV und 380 kV betrieben werden.
In diesem Kontext auch interessant, ist die Eigenheit der Stromanbieter, sehr
unwillig bei der Angabe der tatsächlich fließenden Ladungsmenge pro einzelnem
Stromkreis zu sein, die je nach Abnahmemenge der Endverbraucher sehr stark
Variieren kann, auch wenn durch die Materialbeschaffenheit der Leiterseile selbst,
der Stromstärke thermische Grenzen gesetzt sind. Leider gestaltet sich dadurch
eine rechnerische Überprüfung der gemessenen Felder als überaus schwer,
weswegen die Richtigkeit der Ergebnisse nur durch die korrekte Funktion der
Messgeräte, sprich einer Eichung derer, gewährleistet werden kann.
Die Freileitungsmasten in Deutschland sind mehrheitlich aus Stahl, unterscheiden
sich aber in Form und Anwendung teilweise lokal, besonders wegen der geteilten
deutschen Geschichte. So findet man in den neuen Bundesländern meist eine
Einebenenanordnung (siehe Abb.2), während in den alten Bundesländern
Donaumasten (siehe Abb.4) überwiegen. Beide Freileitungsmastformen tragen
sechs Leiterseile, drei pro Seite, weswegen sie zwei Stromkreise aufliegen haben,
6
sind deswegen aber nicht besonders beliebt bei besonders wichtigen Trassen, wie
z.B. der Nord-Süd-Trasse RWEs. Dort werden Tonnen-Freileitungsmasten
verwendet (siehe Abb.5), die bis zu sechs Dreiphasen-Wechselstrom-Anordnungen
tragen können, was dann 18 Leiterseile bedeutet. Bei etwaiger Parallelführung
verschiedener Nennspannungen auf einer Trasse, eine durchaus häufige Tatsache,
kommen auch gerne Tannenbaummäste zum Einsatz, wo dann zum Beispiel auf
den beiden oberen Ebenen pro Seite je ein Drei-Phasen-Wechselstromkreis
aufgelegt ist und auf der untersten Ebene pro Seite je ein weiterer.
Die Belegung der Trassen ist recht einfach anhand der verwendeten Isolatoren zu
erkennen, da bei 110 kV ein keramischer Isolator verwendet wird, bei 220 kV zwei
und dementsprechend bei 380 kV drei Isolatoren.
Abbildung 1: Leiterseil mit
Stahlkern
7
Abbildung 2: Einebenenmast
Abbildung 3: Drei-Phasen Wechselstrom
Abbildung 5: Donaumast
Abbildung 4: Tonnenmast
6.Messgeräte
Die von uns für die Messungen genutzten Geräte, die uns freundlicher Weise von
der Technischen Hochschule Mittelhessen zu Verfügung gestellt wurden, waren das
sogenannte 'EFA 3' und 'EFA 300' der Marke 'narda Safety Test Solutions'.
Das EFA 3 (siehe Abb.6) wurde zur Magnet-Feld-Messung genutzt, weshalb eine
eine Messkugel mit 11,5 cm Durchmesser installiert wurde die in das Magnet-Feld
der Hoch- und Höchstspannungsleitungen eingebracht wurde.
Das Gerät kann elektrische und magnetische Felder der Frequenzen fünf bis 30000
Hertz erfassen und simultan die gemessenen Werte durch ein optisches
Übertragungskabel an den Computer weitergeben. Zur Auswertung dieser Werte
wurde ein von Ulrich Weber eigens für das Gerät geschriebenes Programm
genutzt.
Das andere von uns genutzte Messgerät, das EFA 300 (siehe Abb.7), erfasste das
elektrische Feld der Hoch- und Höchstspannungsleitungen durch einen, auf einem
Stativ angebrachten, Messwürfel der Kantenlänge 10,5 cm.
Durch das EFA 300 . und multiple Aufsätze sind elektromagnetische Felder der
Frequenzen fünf bis 32000 Hertz messbar. Eine simultane Übertragung, wie bei
dem EFA 3, ist leider nicht gegeben, weswegen die sogenannte 'Mem'- Funktion
genutzt wurde und so zu einem späteren Zeitpunkt zur Auswertung dieser die
Hauseigene Software von 'narda' herangezogen wurde.
8
Abbildung 7: EFA-300 mit Messwürfel
Abbildung 6: EFA-3 mit
Messkugel
7.Messmethodik und Intentionen
Die Art der Messung der Felder war zunächst in einigen Varianten Denkbar, doch
im Grunde war die grundsätzlich Anordnung klar.
Die beiden Sonden für das elektromagnetische Feld müssen möglichst dicht
beieinander zur selben Zeit die dort vorherrschenden Felder in Bodennähe,
vorzugsweise in Höhe des Kopfes eines durchschnittlichen Deutschen, also zirka
1,8 m, messen. Ebenfalls ist zu versuchen möglichst nur eine Seite der Trassen zu
Vermessen, da so möglichst viele Überlagerungen in horizontaler Richtung
ausgeschlossen werden. Überlagerungen in der Vertikale können leider nicht
vermieden werden, da zum Beispiel in Experiment 1 eine mehrfache Belegung mit
unterschiedlichen Nennspannungen vorzufinden war.
Des Weiteren ist natürlich die Lokalität möglichst Störungsfrei zu wählen, das heisst
keinerlei Sender in direkter Umgebung oder ähnliches, aber auch keine zu sehr
sich unterscheidenden Böden, da auch die Bodenleitfähigkeit bei der Ausprägung
des elektromagnetischen Feldes eine Rolle spielt.
Die zeitlichen Abstände der Messintervalle können allerdings größer sein, da auch
die angegebene Nennspannung der Netze, die vermessen werden, gemittelte
Werte sind, weshalb bei eventuellen Berechnungen im Anschluss alle Messwerte
ebenfalls gemittelt werden müssen um ein sinnvolles Ergebnis zu gewährleisten.
So kamen wir zu der Konklusion, dass die Intention unserer Messreihe die
mögliche messbare Differenz zwischen verschiedenen Nennspannungen und deren
Identifikation anhand der gemessenen elektromagnetischen Felder sein würde,
weswegen unsere Messung eben jene Richtwerte liefern sollte, die zukünftiger
Identifikationen dienen können.
Des Weiteren könnte man auch mit besseren Messgeräten die fließende
Ladungsmenge errechnen, nebenbei bemerkt ein wohl gehütetes Geheimnis der
9
Stromanbieter.
Auch interessant ist die Möglichkeit durch unsere Messung, die versuche der
Stromanbieter und Netzbetreiber elektromagnetische Felder durch gegeneinander
verschobene Dreiphasen-Stromkreise zu minimieren, in ihrem Erfolg Bewerten zu
können.
Abbildung 9: Messung Nr.2
Abbildung 8: Trasse Nr.1 Mast
Abbildung 10: Erste vermessene Trasse
10
8.Messergebnisse
Elektrisches Feld
Zeit [min]
Ex. 1 [ V / m ]
Ex. 2 [ V / m ]
0,5
3350
1900
1
3850
1820
1,5
3280
1700
2
3320
1770
2,5
3050
1790
3
2830
2150
3,5
3140
1920
4
3260
2020
4,5
3320
2140
5
3380
2050
Zeit [min]
Ex.1 [T] (x 10−6 )
Ex.2 [T] (x 10−7 )
0,5
1,22
3,16
1
1,33
2,64
1,5
1,29
3,03
2
1,31
3,04
2,5
1,3
2,88
3
1,3
2,9
3,5
1,26
2,91
4
1,25
3,19
4,5
1,23
3,09
5
1,24
3
Magnet- Feld
Tabelle 3:
V
]
m
Zeit [min]
E-Feld [
0
4,03
16,9
0,5
4,1
17,02
1
4,13
16,8
1,5
4,12
16,65
11
B-Feld [T] (x 10−9 )
Zusätzliche Informationen:
Die Feldstärken wurden in Experiment 1 an einer vierfach belegten Trasse
gemessen, bei denen Tannenbaummasten verwendet wurden. Die zwei oberen
Stromkreise besitzen 380 kV Nennspannung, während die zwei unteren
Stromkreise mit 220 kV betrieben werden.
In Experiment 2 wurde an einer zweifach belegten Trasse gemessen, welche mit
zwei 220 kV Stromkreisen betrieben wurde und ebenfalls Masten der TannenbaumBauform verwendet.
Zudem ist zu erwähnen, dass am Vermessungstag eine enorme Luftfeuchtigkeit
vorherrschte und der Boden vom Regen feucht war.
Die gesamte Zeit während der Messung wurden Felder der Frequenz 50 Hertz
gemessen, sowohl bei magnetischem Feld, als auch bei dem elektrischen Feld.
Zum Vergleich wird in Tabelle 3 eine Messung in einem normalen Raum, mit
eingeschalteten elektrischen Geräten, dargestellt.
12
9.Fazit
Nun Abschluss der Messungen und Vorarbeiten, wagen wir uns an die
Interpretation der Messungen und die daraus sich ergebenden Ergebnisse unserer
Arbeit.
Vorab ist zu Erwähnen, dass einige Umstände uns die Arbeit enorm erschwerten,
sei es die nicht vorhandene Auskunftsfreudigkeit der EON Netzgesellschaft
bezüglich der fließenden Strommenge oder der Belegung der Trassen, oder auch
das nicht funktionieren des Entfernungsmessgeräts, weswegen eine präzise
Überprüfung unsere Messungen quasi unmöglich gemacht wurde.
Nichtsdestotrotz war die Belegung der Trasse identifizierbar, indem einfach die
Isolatoren genauer betrachtet wurden, da diese in der Menge und Art, wie schon
zuvor erwähnt, von der Nennspannung abhängen. So untersuchten wir in
Experiment eins eine Trasse, bei der die Masten in der sogenannten
Tannenbaumform gehalten waren und mit vier Stromkreisen belegt waren, wo je die
zwei oberen mit 380 kV Nennspannung betrieben wurden und die zwei unteren mit
220 kV.
In Experiment zwei wurde eine Trasse untersucht, bei der die Masten der
Donaumastform entsprachen und die je Seite zwei 220 kV Stromkreise trug.
Daraus ließen sich schon im Vorfeld deutliche Erwartungen an die Ergebnisse
ableiten:
In Experiment eins sind stärkere Felder zu erwarten, da einerseits eine höhere
Nennleistung auf den Masten liegt und andererseits die Menge an Stromkreisen
größer ist, weswegen logischerweise die fließende Strommenge ebenfalls größer
sein wird. Des Weiteren ist die gewünschte gegenseitige Auslöschung der Felder
vermutlich an den unteren Stromkreisen nicht gut umgesetzt, da die Leiter in einer
Reihe angebracht sind, wodurch große Flächen der Radialfelder nicht abgedeckt
sind. Nicht zu vergessen ist auch die niedrigere Höhe der Freileitungen über dem
Boden, da aufgrund der Bauform und der Menge der Stromkreise die Freileitungen
nicht so hoch aufgehängt werden können.
In Experiment zwei ist dementsprechend die perzeptive Haltung eine geringere
Ausprägung des elektromagnetischen Feldes, da die niedrigere Nennspannung, die
kleinere Anzahl der Stromkreise, die höhere Aufhängung der Leiterseile und die
bessere Dreiecksanordnung derer, welche eine konsequentere Auslöschung
bewirkt, zu Ungunsten der Felder ist.
So wurden unsere Erwartungen an die Ergebnisse deutlich bestätigt, in dem in
Experiment eins ein durchschnittliches elektrisches Feld von 3278
V
und ein
m
durchschnittliches magnetisches Feld 1,273 x10−6 T gemessen wurde.
In Experiment zwei wurde ein durchschnittliches elektrisches Feld von 1926
V
m
und ein durchschnittliches magnetisches Feld von 2,984 x10−7 T gemessen.
Die durchschnittlichen Werte werden allein deshalb verwendet, da auch die
Nennspannung nur ein gemittelter Wert ist, wodurch die Nutzung der genauen
Messwerte keinerlei Sinn ergäbe.
13
Zunächst einmal lässt sich daraus interpretieren, dass Donaumasten mit ihrer
Belegung und größerer Bauhöhe geringere Felder in Bodennähe Produzieren, da
immerhin ein Unterschied von zirka 300
V
und zirka 9.7 x10−7 T zwischen
m
beiden vermessenen Trassen besteht. Grade dies im Kontext mit den Werten eines
normalen Zimmers, dass bewohnt wird von 4,1
V
und 16,8 x10−9 T zeigt die
m
Deutlichkeit der Unterschiede, auch wenn natürlich die Ergebnisse durch die
Unterschiedlichkeit der beiden Trassen in mehr als einer Variablen (Menge der
Stromkreise, Bauform der Masten, verschiedene Nennspannungen) relativiert
werden müssen. Letzteres fällt allerdings weniger ins Gewicht, da die unteren
beiden Stromkreise in Experiment eins, die gleiche Nennspannung besitzen, wie im
zweiten Experiment die alleinigen zwei Stromkreise, sodass davon ausgegangen
werden kann, dass der Einfluss der 380 kV Stromkreise in Experiment eins
minimiert wurde, zumindest an dem Messort, der direkt unterhalb der linken Seite
des Tannenbaummasts sich befand. Auch ist dabei nicht zu vergessen, dass
sowieso ein größeres Feld der beiden unteren Stromkreise, wegen der
schlechteren Auslöschung, in Experiment eins zu erwarten ist, was auch noch mal
die These der Minimierung des Einflusses der beiden 380 kV Freileitungen
unterstützt.
Allgemein kann man aber sagen, dass in Experiment 2 gute Werte gemessen
wurden, um in Zukunft anhand von Messergebnissen die genutzte Nennspannung
der Stromkreise auf Donaumasten zu erkennen, während in Experiment eins zwar
auch valide Werte gewonnen wurden, aber diese Anordnung recht selten ist,
wodurch die Relevanz geringer ist.
Die Möglichkeit der Errechnung der fließenden Ladungsmenge wäre uns sicherlich
möglich gewesen, wenn ein besserer Entfernungsmesser zur Verfügung gestanden
hätte, was aber nicht der Fall war, weswegen uns die zur Berechnung so wichtige
Entfernung vom Leiter Fehlt. Die Messung ließe sich sicherlich nachholen, wenn
Interesse bestünde, weshalb die Eigenheit der Stromanbieter die fließende
Ladungsmenge nicht bekannt zu geben umso unverständlicher wirkt, könnte doch
ein großer Konzern der Konkurrenz sicherlich eine versteckte dauerhafte Messung,
zum Beispiel durch ein Feld-Analysator und einen Entfernungsmesser, installieren
und hätte genauso die Daten die so gut gehütet werden.
Die Beurteilung des Erfolgs der Stromanbieter, der Methodik des sogenannten
Drei-Phasen-Wechselstroms, welcher eine gute gegenseitige Auslöschung erzielen
soll, ist unseres Erachtens durchaus möglich. Die Minimierung der
elektromagnetischen Felder ist deutlich besser zu erreichen unter der Verwendung
von Donaumasten oder ähnlichen Dreiecksanordnungen, da dort auch die
gemessenen Felder deutlich geringer waren, als bei Einebenenanordnungen oder
ähnlichem. Die sich daraus ergebende gesundheitliche Relevanz der
Messergebnisse für Menschen ist quasi nicht vorhanden, da z.B. das Magnet-Feld
weit von 8 Tesla entfernt ist. Allerdings könnten durch andere Methoden sicherlich
14
noch größere Erfolge bezüglich der Minimierung erreicht werden, so könnte durch
eine bessere Isolierung der einzelnen Leiterseile die Entfernung zwischen den
Leiterseilen verkleinert werden, wodurch eine bessere Auslöschung gelingen
könnte. Auch wäre eine größere Bauhöhe eine sehr simple Lösung, um die
Auswirkungen in Bodennähe zu vermindern.
Dazu ist natürlich anzumerken, dass vermutlich kein Stromkonzern solche
Maßnahmen in Angriff nimmt, wenn sie nicht nötig sein sollten, durch z.B. neue
Verordnungen der Europäischen Union oder ähnlichem.
Alles in allem können die Ergebnisse sich sehen lassen, kann man aus ihnen doch
einige Schlüsse ziehen und vielleicht gedankliche Anstöße zur Verbesserung des
Stromtransports in Deutschland zu geben bzw. zur Minimierung des Einflusses in
Bereichen, in denen Menschen sich aufhalten und somit zur Verbesserung der
Kompatibilität in Ballungsgebieten.
15
10.Danksagung
Am Ende unserer Arbeit wollen wir noch unseren Betreuern danken.
Trotz zwischenzeitlicher Probleme durch die Umbauarbeiten in der Technischen
Hochschule Mittelhessen, stand uns dort Herr Ulrich Weber mit Rat und Tat zur
Seite, besonders mit den wichtigen Feld-Analysatoren zum Messen der Felder.
Des Weiteren möchten wir Herrn Röder von der Goethe Schule Wetzlar danken, da
er uns diesen Wettbewerb empfahl, weswegen wir die doch recht einmalige
Möglichkeit des realitätsnahen wissenschaftlichen Arbeiten im schulischen Umfeld
bekamen.
Dies war eine angenehme Herausforderung und ein sehr interessanter Blick über
den Tellerrad des trögen Schulalltags, was sich schon jetzt Ausgezahlt hat, in Form
der Vorbereitung auf ähnliche Umstände im späteren Studium.
16
11.Quellenverzeichnis
•
'Bedienungsanleitung für den Feldanalysator EFA-1/EFA-2/EFA-3'
Seminararbeit von Michael Leinberger
•
'EFA-200/-300, EM-Feldanalysator Bedienungsanleitung'
Ausgabe 05/06.03, 2006
•
'Ressortforschungsbericht zur kerntechnischen Sicherheit und zur StrahlenschutzBestimmungund Vergleich der von Erdkabeln und Hochspannungsfreileitung verursachten
Expositionen gegenüber niederfrequenten elektrischen und magnetischen Feldern –
Vorhaben 3608503011'
H.-P. Neitzke, J. Osterhoff und H. Voigt des 'Ecolog- Institut für sozial-ökologische
Forschung und Bildung gGmbh' (Hannover); Mit Mitteln des Bundesministeriums für
Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) und im Auftrag des Bundesamtes für
Strahlenschutz; BfS-RESFOR-29/10; urn:nbn:de:0221-20100326958; Salzgitter, April 2010
•
'Metzler Physik'
Joachim Grehn und Joachim Krause; 4, Auflage erschienen bei 'Westermann Schroedel
Diesterweg Schöningh Winklers GmbH' (Braunschweig)
•
'Das große Tafelwerk – interaktiv'
Prof. Dr. Rüdiger Erbrecht, Matthias Felsch, Dr. Hubert König, Dr. Wolfgang Kricke,
Karlheinz Martin, Wolfgang Pfeil, Dr. Rolf Winter und Willi Wörstenfeld; 1. Auflage
erschienen bei 'Cornelsen Verlag' (Berlin)
•
http://www.bfs.de/de/elektro/nff/wirkungen/Wirkungen_statische_Magnetfelder.html/printve
rsion
Stand vom 19.03.2013
http://www.bfs.de/de/elektro/netzausbau/wirkungen/nachgewiesen.html
Stand vom 27.08.2013
http://www.elektrobiologie.com/html/medizin.html
Stand 23.02.2005
•
•
17