"Warum brummen Hochspannungs­leitungen"

Hochspannungsleitungen transportieren elektrische Energie – und wenn man unter ihnen steht, kann man das scheinbar auch hören. Woher das satte Brummen oder Zischen kommt, erklärt Harry Hoffmann, Ingenieur am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB).

Egal ob Motor, Spule oder Hochspannungsleitung: Jeder elektrische Leiter, durch den Strom fließt, entwickelt ein Magnetfeld. Bei Hochspannungsleitungen verlaufen mehrere Leiterseile parallel – und deren jeweilige Felder wirken aufeinander. Gleiche Felder stoßen sich ab, unterschiedliche Felder ziehen sich an. Dadurch geraten die Seile in Bewegung, sie schwingen aufgrund der Wechselwirkung in einem 50-Hertz-Takt – also 50-Mal pro Sekunde. Grundsätzlich gilt: Wenn sich etwas in der Luft bewegt, wird sie komprimiert und es entsteht Schall. Im Fall der Leitungen ein leichtes Brummen.

Es gibt bei Hochspannungsleitungen einen zweiten Grund für Geräusche. Sie stammen von den Isolatoren, mit denen die Seile an den Masten befestigt sind. Die Leitungen führen ein hohes Spannungspotenzial und obwohl die Isolatoren kaum Strom leiten, isolieren sie nicht perfekt. Daher schaffen es einige Elektronen, die Isolationsstrecken zu überwinden, denn in starken elektrischen Feldern gelingt es ihnen, sich aus ihrer Bindung zu lösen. Diese sehr kleinen Ströme von punktuellen Spannungsentladungen machen sich durch ein Zischeln bemerkbar. Wie viele Elektronen sich lösen, hängt von den verwendeten Isolationsmedien und der Luftfeuchtigkeit ab. Wenn es zum Beispiel neblig ist, kommt es vermehrt zu Entladungen. Auch wenn sich mehr leitfähige Partikel wie etwa Staub an den Isolatoren ablagern, wird das Zischeln stärker. Materialforscher arbeiten daher an neuen Beschichtungen, die diese Entladungen minimieren, denn all das sind Verluste.

"Hochspannung" ist übrigens eine Frage der Perspektive: Während Hochspannungsleitungen 110 Kilovolt nutzen, arbeiten wir beim Beschleunigerring Bessy II am HZB mit Spannungen von bis zu zwei Gigavolt, um Elektronen für unsere Experimente auf Tempo zu bringen.  

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