OFFSHORE-WINDPARKS

Die Erfindung betrifft einen Flachbandleiter für eine Hochspannungs- Gleichstromanbindung von Offshore-Windparks, sowie ein Verfahren zur Herstellung und Verlegung des Flachbandleiters.

Die elektrische Anbindung von Offshore-Windparks zur Übertragung der elektrisch erzeugten Energie zu einer Einspeisestation an Land erfolgt derzeitig über eine unterseeische Kabellösung, bestehend aus miteinander verseilten Einzeladern, die sowohl von der größenmäßigen Realisierung her als auch aus Kostengründen als äußerst problematisch angesehen werden kann. Ausschlaggebend ist dabei sowohl die große Länge, d.h. bis zu 60 km, dieser Energieübertragungstechnik, als auch die schlechte Verbindbarkeit von Kabelenden gewickelter Leitungen miteinander, insbesondere dann, wenn es sich um eine Drehstromübertragung handelt.

Derzeitig besteht die Möglichkeit, diese Anbindung auch mittels Hochspannungs- Gleichstromübertragung (HGÜ) zu realisieren. Die Technik und die Kennwerte sind eine bipolare Hochspannungs-Gleichstrom Übertragung mit vorzugsweise ± 100 kV Effektivwert und einer Spitzenleistung von 0,5 Gigawatt, ein Eckwert, der bei derzeitigen Projekten durchaus üblich ist [Hau, E.: Windkraftanlagen: Grundlagen, Technik, Einsatz, Wirtschaftlichkeit. 5., neu bearbeitete Auflage. ISBN 978-3- 642-28876-0, Springer-Vieweg Verlag, Berlin, 2014].

Bei einer Drehstrom Übertragung ist es erforderlich, eine sperrige Leiterkombination, bestehend aus drei gewickelten Leitungssträngen, als ein Gesamtkabel per Schiff auf dem Meeresgrund am Stück zu verlegen. Bei Drehstrom-Hochspannungsanwendungen bedeutet es einen unwahrscheinlich hoher Arbeits- und Zeitaufwand, zwei Kabel miteinander während des Verlegeprozesses miteinander zu verbinden oder sogar eine Reparatur auf See ausführen zu müssen. Aus DE 4210202A1 ist ein Batteriekabel für Kraftfahrzeuganwendung bekannt, bei dem die gewickelten Litzen eine flache Bandleiterstruktur bilden. Die danach aufgebrachte Isolierung aus Kunststoff wird dann noch nach Biegung wieder bis zum Schmelzpunkt erwärmt, so dass sie zum Teil flüssig zwischen die Lit- zen sickert. Die Anwendung ist bei Kraftfahrzeugen vorteilhaft, da das Kabel über längere Stecken im Auto gelegt werden kann, ohne dass eine Sicke dafür ins Blech geformt werden muss. Dieses vermeidet die Gefahr, dass aufgrund einer runden Struktur eines Kabels an Stahlkanten ein Durchscheuern erfolgt und es damit zu einem Kurzschluss kommt.

DE 102007027858 A1 offenbart einen Flachband-Doppelleiter, der für die

Grenzwerte 1 kV und 100 A vorgesehen ist. Seine Anwendung liegt im Elektro- fahrzeug, wo er mechanische wie elektrotechnische Vorteile aufweist. Der Flachband-Doppelleiter weist eine Ummantelung mit Kunststoffisolationsmaterial sowie abgerundeten Ecken auf. Beschrieben werden Vorteile durch eine Kompensation des durch den Stromfluss entstehenden Magnetfeldes.

Aus DE 102012217618 A1 ist ein Verfahren zum Umgießen eines konturgeformten Flachleiters bekannt. Hier wird ein Flachband-Mehrfachleiter beschrieben, der seine Anwendung in Elektrofahrzeugen hat, wobei die Leitungsstränge horizontal und vertikal vorab den Karosseriestrukturen durch Biegung angepasst werden sollen. Seine vorgesehene Länge beträgt ca. 5 m, die Spannungswerte liegen bei ca. 100 V. Die Leiter werden vorab durch Zwischenschichten voneinander isoliert. Die Ummantelung erfo lgt mittels Kunststoffisolationsmaterial durch Verguss. Beschrieben werden verschiedene Verfahren der Abstandshalterung der metallischen Leiterbahnen im Vergusswerkzeug. Darüber hinaus werden verschiedene Verfahren der Bildung von elektrischen Anschlüssen der Bandleiter aufgeführt.

In EP 1349180 A1 wird eine elektrische Flachleiter-Bandleitung beschrieben, die für die Grenzwerte von bis zu 100 A bei niedrigen Spannungen vorgesehen ist. Ihre Anwendung liegt im Elektrofahrzeug, aber auch in elektrischen Anwendungen bei Standard-KFZ. Die Besonderheit ist hier, dass pro Leitungselement zwei Metallstreifen, vorwiegend aus Kupfer, übereinander in elektrischem, nicht aber in mechanischer Verbindung zueinander vorgesehen sind. Es erfolgt eine Ummantelung mit Kunststoffisolationsmaterial, wobei die Ecken der Leiter abgerundet sind.

EP1688966 B1 offenbart Elektrische Flachbandleiter f ür Kraftfahrzeuge. Hier wird ein Flachbandleiter beschrieben, der für die Grenzwerte von bis zu 100 A bei niedrigen Spannungen im KFZ vorgesehen ist. Seine Anwendung liegt ausschließlich im Elektrofahrzeug. Die Besonderheit ist hier, dass er ein- oder mehr- polig ausgeführt werden kann. Dazu gibt es verschiedene Quer- schnittsprofilvorschläge. Es handelt sich bei der einpoligen Variante um einen Metall-Flachleiter, der mit Kunststoffisolationsmaterial umspritzt wird. Hierzu werden verschiedene Kunststoffe angegeben.

Der Leiter selbst ist dabei aus wärmebehandeltem Aluminium gefertigt, damit er sich auf ein Coil aufwickeln lässt. Die Möglichkeit der kontinuierlichen Fertigung mittels eines Extruders wird ebenfalls offenbart. Die elektrische Kontaktierung erfolgt mittels aufgeschweißter Bolzen, wobei viele verschiedene Schweißverfahren dazu angeführt sind. Die Möglichkeit der Rundung der Kanten des Flachleiters wird ebenfalls offenbart, hat aber für die Feldführung bei Hochspannung eher keine Bedeutung, da eine solche Anwendung hier überhaupt nicht vorgesehen ist. Die beschriebene Anwendung g e ht nur von einer Leiterlänge von bis 10 m aus.

Bekannt aus EP 2662866 B1 ist ein mehrschichtiger elektrischer Flachband lei- ter. Es handelt sich hierbei um ein Ergänzungspatent zum EP 1688966 B1 im gleichen Anwendungsbereich. Hier werden die Kabelquerschnitte und ihre Ausgestaltung mittels einer Kombination aus leistungsführenden und signalführenden Leitern beschrieben. Zusätzlich beschrieben wurde die Verbindung von Leiterstücken miteinander mittels verschiedener Schweißverfahren. Die Anwen- dung bezieht sich auch hier ausschließlich auf den Niedervoltbereich.

In US 5,687,602 wird ein Leiter für flache Kabel und seine Herstellungsmethode beschrieben. Gegenstand ist die Erstellung eines Mehrleiter-Bandkabels aus iso- lationskunststoffumspritzten Leitungsstreifen für die Übertragung kleiner Leistun- gen in elektrischen Geräten und Anlagen. Die endgültige Dicke der Leitungsstreifen wird dabei im Mikrometerbereich angegeben. Das Besondere hierbei ist die Produktion der Leitungsbänder, die aus leitfähigem Rundmaterial, vorwiegend Kupfer und Blei-Zinn-Lot, durch Walzen gefertigt werden sollen. Dabei ergebenden verrundete Kanten der Leiter. Während der Fertigung sind noch zusätzliche Wärmebehandlungsschritte vorgesehen, um das Material spannungsfrei und besser umformbar zu machen. Der elektrische Anschluss erfolgt hier durch einseitige Abisolieren und das Umwandeln der frei werdenden Leitungsenden zu einem Stecker. D ie geplante Anwendung i s t aus- schließlich auf den Niedervoltbereich gerichtet.

Aus WO 01/50482 ist die Erstellung eines Mehrleiter-Bandkabels aus isolations- kunststoffumspritzten Leitungsstreifen für die Übertragung von Leistung und Nachrichtensignalen bekannt. Für jede der beiden Aufgabenstellungen sind zwei Leitungsstränge vorgesehen. Die laststromführenden Leitungsstränge sind in der flachen Konstruktion des Kabels jeweils an den Außenseiten angeordnet und bestehen aus bis zu 10 leitfähigen flachen Bändern, die weder miteinander verbunden noch gegeneinander isoliert sind. Hierdurch ergibt sich eine sehr gute Biegefähigkeit, die bei einer Anwendung in Kraftfahrzeugen mit elektrischer Ausrüstung vorteilhaft ist. Darüber hinaus gibt es zwei flache übereinanderliegende Innenleiter, die zur Nachrichtenübertragung herangezogen werden. Auch hier bezieht sich die geplante Anwendung ausschließlich auf den Niedervoltbereich mit zusätzlicher Datenübertragung.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die zuvor genannten Nachteile zu überwinden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Flachbandleiter gemäß Anspruch 1 , ein Übertragungssystem nach Anspruch 3 und ein Verfahren nach Anspruch 4, sowie den weiteren vorteilhaften Ausführungsformen gemäß den Unteransprüchen. Vorgeschlagen wird ein Flachbandleiter (V) für die Hochspannungs- Gleichstromanbindung von Offshore-Windparks, umfassend zumindest eine Bauteilkombination mit einem

- ersten Bauteil (1 , 1 1 ), umfassend einen Stahlwerkstoff und

einem zweiten Bauteil (2, 6, 13), umfassend elementares Kupfer, wobei das erste (1 , 1 1 ) und das zweite Bauteil (2, 6, 13) formschlüssig miteinander verbunden sind.

Der Materialmix im Leiter (1 '), gepaart mit einer Teflonisolierung und der Meerwasserausrichtung nach dem Einleiterprinzip, sowie der schnellen thermischen Verbindbarkeil des Leiters erweist sich hierbei als besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung.

Die gesamte Verlegelänge kann in einem Stück gefertigt werden, an Bord verbracht und dann am Stück auf den Meeresboden verlegt werden.

Bei einer Gleichstromübertragung können aus elektrischen Gründen durchaus mehrere Leiter unabhängig voneinander auf den Meeresboden verlegt werden. Hierdurch ergeben sich Vorteile der Wickelbarkeit auf ein Coil zusammen mit der Schaffung einer schnellen Verbindung von Einzelstücken miteinander, die damit auch eine gute Reparaturmöglichkeit bieten. Der deutliche Kostenvorteil ist ein weiteres Argument für den Einsatz dieser innovativen Technologie.

Der erfindungsgemäße Flachbandleiter (1 ') kann einen dünnen Stahlträger (1 ) umfassen, der zu Strom leitungszwecken mit einer leitfähigen Schicht (2), vorzugs- weise Kupfer, versehen ist. Als Isolator wird eine Ummantelung aus einem Kunststoff (3), vorzugsweise Teflon, vorgeschlagen, da dieser Werkstoff durch seine Konsistenz thermisch hoch belastbar ist, d.h. über 200° C und eine ausreichende Durchschlagfestigkeit für die hier genannten Einzelstrangspannungen gegenüber dem Massepotential, d.h. Meerwasser aufweist. Das abschließende Außencoating wird von einer Schutzschicht (4), vorzugsweise PVC, gebildet, um die Anordnung vor Einflüssen vom Meerwasser oder vor mechanischen Beschädigungen zu bewahren. In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Flachbandleiter (V) eine Kunststoffisolierung (3, 8, 14), vorzugsweise Teflon umfassend, mit einer Wandstärke der Kunststoffisolierung (3, 8, 14) im Bereich zwischen 0,5 cm - 2 cm, vorzugsweise im Bereich von 1 ,0 cm, derart, dass die Kunststoffisolierung (3, 8, 14) eine Durchschlagsfestigkeit vom mindestens 200 kV gegenüber dem auf Massepotential liegenden umgebenden Salzwasser aufweist und zusätzlich aufweisend eine Schutzisolationsschicht (4, 9, 15).

Vorgeschlagen wird ein Energieübertragungssystem (1 "), umfassend zumindest zwei Flachbandleiter (1 ').

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Verlegung eines Energieübertragungssystem (1 "), umfassend zumindest zwei Flachbandleiter (1 '), wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte umfasst:

Bereitstellung von zwei Flachbandleitern (1 '), Anformung der Flachbandleiter derart, dass das zweite Bauteil (2, 6, 13) auf den Enden (E-i , E ₂ ) der Flachbandleiter (1 ') entfernt wird, Zungen (Z-i , Z ₂ ) und ein Hohlraum (7) gebildet werden,

- Verbinden der Zungen (Z-i , Z ₂ ) mittels einer Schweißnaht (5),

Bereitstellung einer Form (10), in welcher der Hohlraum (7) unter Flussmittelzugabe mit Kupfer ausgegossen wird,

Entfernen der Form (10) und

Aufbringung einer Kunststoffisolierung (3, 8, 14) zwischen den Ebenen ( , l ₂ ), die aus einem Pulver generiert wird und

Aufbringung einer Schutzschicht (4), (9), (15) auf die Kunststoffisolierung (3, 8, 14).

Zur Herbeiführung der benötigten Endkontur der Verbindungsstelle hat sich die Durchführen eines Schleifprozesses als vorteilhaft erwiesen. Gegen äußere Beschädigung des Isolationsmaterials kann vorzugsweise eine eingefärbte PVC-Schicht zur Ummantelung verwendet werden.

Erfindungsgemäß kann die Verbindung der einzelnen Flachbandleitercoils mit ge- ringem Zeitaufwand erfolgen und bei Aufrechterhaltung der vollständigen Leitfähigkeit ausgeführt werden, indem zuerst eine Zunge aus dem Stahlwerkstoff, vorzugsweise im MAG-Verfahren, verschweißt wird (5), danach in einer temporär angebrachten Form (10) der Leiter unter Flussmittelzugabe vergossen wird (6), (7), (12), dass danach ein Schleifprozess ausgeführt wird, der die für die Hochspan- nungsführung erforderlichen Glättungen und Verrundungen ausführt, dass danach eine Ergänzung der Isolation durchgeführt wird (8), (14), die bei Teflon aus einer thermisch aufgebrachten Pulverphase entsteht, und dass nach einem Form- schleifprozess zur Abrundung der Kanten diese Verbindung abschließend thermisch durch eine Schutzschicht (9), (15), vorzugsweise eingefärbtes PVC, um- mantelt wird.

Die Fertigung eines solchen Flachbandleiters kann kontinuierlich mittels Walzvorgängen unter Zuhilfenahme eines Extrusionsprozesses für die Kunststoffe erfolgen. Zuerst muss die Verbindung zwischen dem Stahlträger und der leitfähigen Schicht, die vorzugsweise aus Kupfer besteht, erstellt werden.

Aufgrund der geringen Dicke dieser Schicht, vorzugsweise 3 mm, und der Breite des Stahlbandes, welche bei mindestens 30 cm liegen sollte, kommen hierfür neben dem Gießen auch andere Beschichtungsverfahren wie Warmwalzen oder Galvanisieren in Frage.

An die Isolationsfähigkeit des Teflon werden hier hohe Anforderungen gestellt. Gemäß Elias, H.-G.: Makromoleküle. Anwendungen von Polymeren. 6. vollständig über-arbeitete und erweiterte Auflage. ISBN 978-3-527-62651 -9, Wiley Verlag, Wein-heim, 2009 weist es Durchschlagfestigkeiten auf, die die maßlich gestellten Anforderungen, ca. 1 cm, deutlich übererfüllen. Dies hängt allerdings auch von der Art der Herstellung und der Verbindung mit dem metallischen Leiter ab. Um aus auf Coils gewickelten und damit gut transportablen Einzelstücken eine kontinuierliche Leitung bis zu ca. 60 km Länge zusammenzusetzen, ist die Schaffung der Möglichkeit einer schnellen und zuverlässigen Verbindungstechnik zwischen den einzelnen Abschnitte erforderlich. Diese muss auch an Bord eines Ver- legeschiffs auf See ausgeführt werden können.

Erfindungsgemäß soll diese in 5 Phasen ausgeführt werden, wie es in Fig. 2 verdeutlicht ist. Zuerst muss die leitfähige Verbindung des aus einem Werkstoffmix bestehenden Flachleiters geschaffen werden. Danach müssen der Isolator und die Schutzschicht wieder vervollständigt werden. Der Zeitbedarf für das Erstellen einer solchen Verbindung ist äußerst gering und beträgt weniger als 1 Stunde, da es sich meistens um thermische Prozesse handelt. Dieses gilt ebenso für die Ausführung einer Reparatur.

Der Verbindungsprozess zwischen den Bandleitern von zwei Coils ist in Fig. 2 im Längsschnitt und in Fig. 3 im Querschnitt dargestellt und wird dabei wie folgt vorgenommen:

1 . Erstellen einer Schweißverbindung der beiden Stahlbänder miteinander, vorzugsweise nach dem MAG-Verfahren (5), (1 1 )

2. Erstellen der elektrischen Verbindung durch einseitigen Verguss, Verlötung oder Verschweißung eines Zwischenstückes der vorzugsweise aus Kupfer bestehenden leitfähigen Beschichtung (6), (7), (13) in einem Formwerkzeug (10) mit Überstand (12)

3. Profilschleifen der Verbindungsstelle und Abrunden der Kanten

4. Vervollständigen der Isolationsschicht durch Pulversintern mit Teflon (8), (14)

5. Abschließendes ummanteln mit PVC durch vorzugsweise extrudieren (9), (15)

Zur Ausführung dieser Verbindungstechnik müssen die Enden der beiden Flachbandleiter schon in der Produktion entsprechend vorbereitet werden. Dazu gehört, dass das Stahlband (1 ), (1 1 ) ca. 0,5 m frei von der leitfähigen Schicht ist und aus der Anschlussstelle hervorragt. Die Frontkante muss gegebenenfalls durch eine Anschrägung für den Schwei ßprozess vorbereit sein.

Das Ausführen der Schweißverbindung (5), wozu vorzugsweise das MAG- Verfahren angewendet wird, erfolgt unter seitlicher Fixierung der Bleche, um einen zu hohen Wärmeeintrag in die restliche Leiterstruktur und einen Verzug des Bandes selbst zu vermeiden. Hiernach erfolgt ein Schleifprozess zur Beseitigung der senkrechten Überstände aus der Naht.

Für die Verbindung der leitfähigen Schichten miteinander wird vorzugsweise das Vergießen mit Kupfer vorgesehen, da dessen Schmelztemperatur deutlich unter der von Stahl liegt [3]. Hierzu müssen die zurückliegenden Verbindungsstellen (6) vorher angeschrägt sein. Auch muss dafür in einer Fixierungshalterung ein seitlich ausgeführtes Formwerkzeug (10), das vorzugsweise mit Platin beschichtet ist, an- gebracht werden.

Alternativ dazu ist ebenfalls das Einbringen eines dünnen Kupferbleches (7) möglich, welches durch eine Schweißverbindung oder durch einen Hartlötprozess an beiden Seiten mit dem Gegenleiter verbunden wird. Ein sich anschließender Formschleifprozess muss dann alle Überstände (1 1 ), (12) beseitigen, damit die in Fig. 1 und Fig. 3 dargestellten verrundeten Kanten entstehen. Dieses ist erforderlich, da ansonsten Spannungsspitzen entstehen würden, die die Durchschlagfestigkeit des Isolationsmateriales überlasten würden.

Um für die Verbindungserstellung aus Fig. 2 und Fig. 3 eine schnellere Herstellung der Isolationsschicht, die vorzugsweise aus Teflon bestehet, leisten zu können, muss eine Pulvergenerierung unter hohem Druck und hoher Temperatur ausgeführt werden (8), (14).

Um an den Nahtstellen eine noch ausreichend hohe Durchschlagfestigkeit zu erhalten, soll dieses Fertigungsverfahren mit Hilfe einer wärmegenerierenden und druckausübenden Form ausgeführt werden. Anschließend muss dann die äußere Schutzschicht ergänzt werden, die vorzugsweise aus eingefärbtem PVC besteht (9). Dieses kann durch einen granulatgespeisten Extruder geschehen, der ebenfalls Formelemente zur Sicherstellung des gleichmäßig dicken Auftrags beinhaltet.

Diese Prozesse können alle auf einem Spezialschiff vor Ort vorgenommen werden, so dass die Größe der einzelnen Flachbandleitercoils kleingehalten werden kann und sie sogar auf der Straße transportiert werden können.

Bei der Seeverlegung muss zum Auffangen von Längenschwankungen durch die thermische Ausdehnung der Bandleiter in leichten Mäandern auf den Meeresgrund verbracht werden. Ein flaches Aufliegen am Meeresgrund und eine Einsan- dung schützen den Leiter vor Beschädigungen durch die Schifffahrt. Der eine Strang kann bei der Hinfahrt, der andere bei der Rückfahrt gelegt werden. Ein dritter Reserveleiter für die Steigerung der Sicherheit der Verbindung ist ebenfalls möglich.

Eine 100%-Überlast ist durch die Temperaturbeständigkeit des Isolationsmaterials und durch die gute Kühlung des Meerwassers für eine begrenzte Zeit möglich, sodass auch längerfristig hohe Stromstärken bei Windstärkenspitzen ausgenutzt werden können. Diese Möglichkeit stellt eine Steigerung der wirtschaftlichen Effizienz von Offshore-Windparks dar. Durch die mechanisch kompakte Struktur ist der Flachbandleiter auch bis zu 300 bar (3000 m Meerestiefe) einsetzbar, was ihn uneingeschränkt nordseetauglich macht. Die Anbindung zur Einspeisestation an Land kann koaxial durch ein kurzes Seekabel oder durch eine Strompipeline auf Mineralgussbasis vorgenommen werden.

Die Vorteile eines solchen teflonisolierten Flachbandleiters sind:

Kontinuierliche Fertigung durch Walzen, Stranggießen und Extrudieren

Einfache Verlegung vom Coil durch schnelle Verbindung der einzelnen Stücke miteinander

Geringe Verlustleistung bei Gleichstromübertragung (ca. 3% bei 60 km An- bindungslänge)

Gute Kühlung durch das Meerwasser und temperaturbeständiges Isolationsmaterial (bis ca. 260° C) Durch die flache Ausführungsform resistent gegenüber möglich Beschädigungen am Meeresgrund durch den Fischereibetrieb

Einfache Reparatur durch die schnelle Aneinanderfügung der einzelnen Stücke möglich

· Deutlich kostengünstiger gegenüber einer gleichwertigen Seekabel- Lösungen

Diese Technik ist verlustarm, hochfest gegen Umwelteinflüsse und wartungsfrei. Die Außenbelastung der Umwelt durch Gefährdung, Wärmeabfuhr und elektrische Felder ist so minimal, dass diese Strompipeline nahezu genehmigungsfrei überall verlegt werden kann. Die vollständige Recycelbarkeit des Materials ist ebenfalls gegeben.

Eine Verlegung der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch Gewässer mittels ein- schlämmen, eine Integration in Tunnel- oder Brückenkonstruktionen oder eine erhabene dammförmige Errichtung zur Überquerung von Gebirgen ist ebenfalls möglich.

Aufgrund der mechanischen Widerstandsfähigkeit und des idealen Korrosionsschutzes bildet die Strompipeline eine langfristig verfügbare Alternative zu bisherigen Überlandleitungen.

Beispielhaft werden Ausführungsformen der Erfindung in den nachfolgenden Figuren dargestellt und näher beschrieben, wobei die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist. Es zeigen:

Fig. 1 : schematisch den Aufbau eines Flachbandleiters (V) für die Hochspan- nungs-Gleichstromanbindung von Offshore-Windparks, Fig. 2: schematisch den Längsschnitt einer Verbindungsstelle Flachbandleiters (V), und

Fig. 3: schematisch den Querschnitt der Verbindungsstelle aus Figur 2 mit Formwerkzeug.

In der Fig. 1 wird schematisch der Aufbau eines Flachbandleiters (V) für die Hochspannungs-Gleichstromanbindung von Offshore-Windparks dargestellt.

Der Flachbandleiter (1 ') umfasst hierbei beispielhaft zumindest eine Bauteilkombination mit einem ersten Bauteil (1 , 1 1 ), umfassend einen Stahlwerkstoff und einem zweiten Bauteil (2, 6, 13), umfassend elementares Kupfer, wobei das erste (1 , 1 1 ) und das zweite Bauteil (2, 6, 13) formschlüssig miteinander verbunden sind.

Zudem ist eine Kunststoff Isolierung (3, 8, 14) vorgesehen, vorzugsweise Teflon umfassend, mit einer Wandstärke der Kunststoffisolierung (3, 8, 14) im Bereich zwischen 0,5 cm - 2 cm, vorzugsweise im Bereich von 1 ,0 cm, derart, dass die Kunststoffisolierung (3, 8, 14) eine Durchschlagsfestigkeit vom mindestens 200 kV gegenüber dem auf Massepotential liegenden umgebenden Salzwasser aufweist und zusätzlich aufweisend eine Schutzisolationsschicht (4, 9, 15). Aus diesem Grund wird hier erfindungsgemäß zur Lösung des Problems ein Flachbandleiterkonzept vorgeschlagen, welches aus einem dünnen Stahlträger (1 ) besteht, der zu Strom leitungszwecken mit einer leitfähigen Schicht (2), vorzugsweise Kupfer, versehen ist. Als Isolator wird eine Ummantelung aus einem Kunststoff (3), vorzugsweise Teflon, vorgeschlagen, da dieser Werkstoff durch seine Konsistenz thermisch hoch belastbar ist (über 200° C) und eine ausreichende Durchschlagfestigkeit für die hier genanten Einzelstragspannungen gegenüber dem Massepotential (Meerwasser) aufweist. Das abschließende Außencoating wird von einer Schutzschicht (4), vorzugsweise PVC, gebildet, um die Anordnung vor Einflüssen vom Meerwasser oder vor mechanischen Beschädigungen zu bewahren. Die Fertigung eines solchen Flachbandleiters kann kontinuierlich mittels Walzvorgän-gen unter Zuhilfenahmen eines Extrusionsprozesses für die Kunststoffe erfolgen. Zuerst muss die Verbindung zwischen dem Stahlträger und der leitfähigen Schicht, die vorzugsweise aus Kupfer besteht, erstellt werden. Aufgrund der geringen Dicke dieser Schicht, vorzugsweise 3 mm, und der Breite des Stahlbandes, welche bei mindestens 30 cm liegen sollte, kommen hierfür neben dem Gießen auch andere Beschichtungsverfahren wie Warmwalzen oder Galvanisieren in Frage.

An die Isolationsfähigkeit des Teflon werden hier hohe Anforderungen gestellt. Gemäß [Elias, H.-G.: Makromoleküle. Anwendungen von Polymeren. 6. vollständig über-arbeitete und erweiterte Auflage. ISBN 978-3-527-62651 -9, Wiley Verlag, Wein-heim, 2009] weist es Durchschlagfestigkeiten auf, die die maßlich gestellten Anforderungen, ca. 1 cm, die sich aus den Angaben in Fig. 1 ergeben, deutlich übererfüllen. Dies hängt allerdings auch von der Art der Herstellung und der Verbindung mit dem metallischen Leiter ab. Um aus auf Coils gewickelten und damit gut transportablen Einzelstücken eine kontinuierliche Leitung bis zu ca. 60 km Länge zusammenzusetzen, ist die Schaffung der Möglichkeit einer schnellen und zuverlässigen Verbindungstechnik zwischen den einzelnen Abschnitte erforderlich. Diese muss auch an Bord eines Verlegeschiffs auf See ausgeführt werden können.

In der Fig. 2 wird schematisch der Längsschnitt einer Verbindungsstelle des Flachbandleiters (1 '), dargestellt. Erfindungsgemäß soll diese Verbindungsstelle in fünf Phasen ausgeführt werden, wie es in Fig. 2 verdeutlicht ist. Zuerst muss die leitfähige Verbindung des aus einem Werkstoffmix bestehenden Flachleiters (1 ') geschaffen werden. Danach müssen der Isolator und die Schutzschicht wieder vervollständigt werden. Der Zeitbedarf für das Erstellen einer solchen Verbindung ist äußerst gering (< 1 h), da es sich meistens um thermische Prozesse handelt. Dieses gilt ebenso für die Ausführung einer Reparatur. Dabei stellt (5) eine Schweißnaht dar, (6) einen Kupferleiter, (7) einen ursprünglichen Hohlraum, der Verbindungsprozesses mit gleichen Material (6) gefüllt wird, (8) eine Kunststoffisolierung und (9) eine Schutzisolationsschicht.

Der Verbindungsprozess an der Verbindungsstelle zwischen den Bandleitern von zwei Coils ist in Fig. 2 im Längsschnitt und in Fig. 3 im Querschnitt dargestellt und wird dabei wie folgt vorgenommen: 1 . Erstellen einer Schweißverbindung der beiden Stahlbänder miteinander, vorzugsweise nach dem MAG-Verfahren (5), (1 1 )

2. Erstellen der elektrischen Verbindung durch einseitigen Verguss, Verlötung oder Verschweißung eines Zwischenstückes der vorzugsweise aus Kupfer bestehenden leitfähigen Beschichtung (6), (7), (13) in einem Formwerkzeug (10) mit Überstand (12)

3. Profilschleifen der Verbindungsstelle und Abrunden der Kanten

4. Vervollständigen der Isolationsschicht durch Pulversintern mit Teflon (8), (14)

5. Abschließendes ummanteln mit PVC durch vorzugsweise extrudieren (9), (15).

Zur Ausführung dieser Verbindungstechnik müssen die Enden der beiden Flachbandleiter schon in der Produktion entsprechend vorbereitet werden. Dazu gehört, dass das Stahlband (1 ), (1 1 ) ca. 0,5 m frei von der leitfähigen Schicht ist und aus der Anschlussstelle hervorragt. Die Frontkante muss gegebenenfalls durch eine Anschrägung für den Schwei ßprozess vorbereit sein.

Das Ausführen der Schweißverbindung (5), wozu vorzugsweise das MAG- Verfahren angewendet wird, erfolgt unter seitlicher Fixierung der Bleche, um einen zu hohen Wärmeeintrag in die restliche Leiterstruktur und einen Verzug des Bandes selbst zu vermeiden. Hiernach erfolgt ein Schleifprozess zur Beseitigung der senkrechten Überstände aus der Naht.

Für die Verbindung der leitfähigen Schichten miteinander wird vorzugsweise das Vergießen mit Kupfer vorgesehen, da dessen Schmelztemperatur deutlich unter der von Stahl liegt [N.; N.: Formelsammlung: Formeln, Tabellen, Daten. 1 . Auflage ISBN 978-3-89818-700-8, DUDEN PAETEC Schulbuchverlag, Berlin, Mannheim, 2013]. Hierzu müssen die zurückliegenden Verbindungsstellen (6) vorher angeschrägt sein. Auch muss dafür in einer Fixierungshalterung ein seitlich ausgeführtes Formwerkzeug (10), das vorzugsweise mit Platin beschichtet ist, angebracht werden. Alternativ dazu ist ebenfalls das Einbringen eines dünnen Kupferbleches (7) möglich, welches durch eine Schweißverbindung oder durch einen Hartlötpro- zess an beiden Seiten mit dem Gegenleiter verbunden wird. Ein sich anschließender Formschleifprozess muss dann alle Überstände (1 1 ), (12) beseitigen, damit die in Fig. 1 und Fig. 3 dargestellten verrundeten Kanten entstehen. Dieses ist erforderlich, da ansonsten Spannungsspitzen entstehen würden, die die Durch- Schlagfestigkeit des Isolationsmateriales überlasten würden.

Um für die Verbindungserstellung aus Fig. 2 und Fig. 3 eine schnellere Herstellung der Isolationsschicht, die vorzugsweise aus Teflon bestehet, leisten zu können, muss eine Pulvergenerierung unter hohem Druck und hoher Temperatur ausge- führt werden (8), (14). Um an den Nahtstellen eine noch ausreichend hohe Durchschlagfestigkeit zu erhalten, soll dieses Fertigungsverfahren mit Hilfe einer wärmegenerierenden und druckausübenden Form ausgeführt werden. Anschließend muss dann die äußere Schutzschicht ergänzt werden, die vorzugsweise aus eingefärbtem PVC besteht (9).

Die dargestellten Figuren zeigen die Anwendbarkeit der entwickelten Vorrichtung, belegen Möglichkeiten zu deren Herstellung, wobei die Erfindung nicht auf die aufgezeigten Verwendungsmöglichkeiten und Materialien sowie Kombinationen dieser beschränkt ist.