Titel: Lévy, über Marcel's elektrische Arbeitsübertragung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1886, Band 261 (S. 503–508)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj261/ar261166

Elektrische Arbeitsübertragung zwischen Creil und Paris.

Die in D. p. J. 1885 258 332 und 1886 259 140 bereits besprochenen, zwischen Creil und Paris ausgeführten Versuche Marcel Deprez's über die elektrische Arbeitsübertragung sind seitdem fortgesetzt worden. Ein aus Mitgliedern der französischen Akademie und aus sachverständigen Ingenieuren zusammengesetzter Ausschuſs war mit der Feststellung der Versuchsergebnisse beauftragt und ein Unterausschuſs, bestehend aus J. Bertrand als Vorsitzendem und Becquerel, Collignon, Cornu, Laussedat, Maurice Lévy und A. Sartiaux als Mitgliedern, während der Ingenieur im Mineurcorps, Léon Lévy, als Schriftführer thätig war, hat kürzlich der französischen Akademie (vgl. M. Levy in den Comptes rendus, 1886 Bd. 103 S. 314) Bericht über die Versuche erstattet, welcher im Wesentlichen die nachfolgenden Mittheilungen enthält.

Die für die Versuche gestellte Aufgabe war: Es sollten 200e, welche in der Station Creil der Nordbahn verfügbar waren, elektrisch bis zum Bahnhofe La Chapelle (Paris), d.h. auf eine Entfernung von 56km übertragen werden, mit einer wirthschaftlichen Leistung von 50 Proc. Die Arbeit sollte in Creil durch 2 Locomotiven geliefert werden; eine einzige Strom erzeugende Dynamomaschine sollte die Arbeit auf 2 Strom empfangende Dynamomaschinen in Paris übertragen. Da indessen nur eine Empfangsmaschine ausgeführt war, so konnte man in Paris nur 50e aufnehmen, während in Creil 100 Pferd (100e) entnommen wurden.

Die ersten, unter Mitwirkung eines Fachausschusses (Collignon, Vorsitzender, Aron, Baron, Cail, Constantin, Delebecque, Alb. Sartiaux), seit dem November 1885 durchgeführten Versuche lieferten kein gutes Ergebniſs; die Ursache war eine fehlerhafte Ausführung der Dynamomaschinen. Die Strom erzeugende Maschine in Creil und die empfangende in Paris besaſsen zwei hinter einander geschaltete Gramme'sche Ringe auf gemeinschaftlicher Achse. Deprez hatte vorgezogen, die Kerne der Ringe, anstatt aus weichem Eisendraht, aus dünnen, durch paraffinirtes Papier gegen einander isolirten Blechscheiben herzustellen; die Isolirung |504| war aber unvollkommen, da von den bloſs laekirten Verbindungsbolzen beim Durchstecken der Lack abblätterte, sich deshalb gewaltige Foucault'sche Ströme entwickelten und fast die ganze motorische Kraft verzehrten.

Die Leistung verbesserte sich, als man Eisendraht zu den Kernen nahm; da dieser aber nicht lackirt, sondern bloſs doppelt mit Seide besponnen war, man auch die Drähte so gewickelt hatte, daſs zwischen benachbarten Drähten groſse Potentialdifferenzen auftreten konnten, so traten oft Beschädigungen ein, u.a. am 5. December beim Besuche der Mitglieder der Akademie (vgl. 1886 259 144).

Zufolge dieses Unfalles beschloſs Deprez, die Ringe nach seinem früheren Gedanken neu auszuführen, und dabei ging er, um zu groſsen Umänderungen der Maschinen vorzubeugen, mit dem Ringdurchmesser von 1m,40 auf 0m,78 und mit der Geschwindigkeit von 400 auf 200 Umdrehungen zurück. Die Spulen wurden so angefertigt, daſs jede nur 1/7 des Umfanges einnahm; sie wurden lagenweise aus einem einzigen Drahte gewickelt, so daſs nur Drähte mit geringer Potentialdifferenz neben einander lagen. Die Ringe aus Blech wurden nicht aus dem Ganzen, sondern nach zwei Kreisausschnitten hergestellt, von denen der eine 6/7, der andere 1/7 des Umfanges ausfüllte; auf ersteren wurden 6 Spulen aufgereiht, dann der andere zugleich mit der 7. Spule eingefügt. Dadurch wurden die Ringe nicht nur einfacher, sondern auch fester und etwa auftretende Schäden lieſsen sich leichter entfernen, nämlich durch Auswechselung der beschädigten Spule. Diese neuen Spulen waren seit Februar d. J. in Dienst und arbeiteten 5, 6 bis 9 Stunden täglich, ohne Beschädigung und nur mit einer (aus den Widerstandsänderungen berechneten) Temperaturerhöhung auf etwa 47°.

Die Inductoren der Strom erzeugenden Maschine bestehen aus 8, in durch die Ringachse gelegten Ebenen einander gegenüber liegenden Hufeisen-Elektromagneten, so daſs deren Polerweiterungen die Ringumfänge gut umschlieſsen.1) Die Anwendung von zwei Ringen mit Hufeisen-Elelektromagneten ist sehr vortheilhaft, weil dabei alle Folgepunkte vermieden und alle Pole vollständig ausgenutzt werden; Deprez hatte diese Anordnung schon bei den Versuchen auf dem Nordbahnhofe gewählt, aber nur 2 Elektromagnete anstatt 8 angewendet. Nach der Theorie würde man ein magnetisches Feld billig herstellen durch Anwendung von dicken Elektromagneten in kleiner Zahl.

Die Strom empfangende Maschine in La Chapelle ist etwas kleiner als die erzeugende Maschine, weil sie nur ungefähr die Hälfte der in Creil verbrauchten Arbeit empfängt; ihre Ringkerne sind aus Eisendraht und deshalb hat sie beständig gut gearbeitet.

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Der Leitungsdraht hat, da die Entfernung 56km beträgt, hin und zurück eine Länge von 112km; er besteht aus Siliciumbronze, hat 5mm Durchmesser und 97,45 Ohm Widerstand, also so viel wie ein gewöhnlicher Telegraphendraht von 10km Länge. Man hatte den Draht auf ⅔ seiner Länge mit einer Hülle von mit Harz getränktem Hanf umgeben und diese in ein Bleirohr eingeschlossen. Trotzdem trat der Unfall vom 5. December 1885 ein. Diese Isolirung ist also unnöthig, zwingt zufolge des gröſseren Gewichtes zur Anwendung eines gröſseren Durchhanges und erleichtert die Berührung mit anderen Drähten; bei feuchtem Wetter, wo die Isolation der Leitung nicht vollkommen ist, wird der Leiter die Rolle eines gefährlichen Condensators spielen.

Daher werden für die Leitung bloſs folgende Vorsichtsmaſsregeln vorgeschlagen: Isolirung beim Eintritte und Austritte aus den Maschinen, wo sie im Bereiche der Hände ist; überall sonst Anbringung in unerreichbarer Höhe und Aufhängung in genügend groſser Entfernung von allen Telegraphen- und Telephonleitungen zur Verhütung aller Berührungen und jeder Induction. Bei Anwendung einer Rückleitung erscheint eine Entfernung von 0,75 bis 1m ausreichend. Bei Arbeitsübertragungsversuchen ohne Rückleiter müſste die Entfernung weit gröſser sein und könnte nur durch den Versuch festgestellt werden.

Als Erreger des magnetischen Feldes der Dynamomaschinen in Creil und in La Chapelle dienten Gramme'sche Maschinen für niedrige Spannung. Die Maschine in La Chapelle hatte nach Deprez's Vorschlag doppelte Bewickelung und die eine Bewickelung bildete einen Nebenschluſs, welcher die Potentialdifferenz an den Klemmen der Maschine merklich gleich groſs erhalten sollte, trotz etwaiger Widerstandsänderungen im Stromkreise. Die Maschine in Creil war eine gewöhnliche.

Hätte man, um die Kraft zum Betriebe der Erreger zu ersparen, die Dynamomaschinen mit Selbsterregung versehen wollen, so hätten die magnetischen Felder unter dem Einflüsse des Linienstromes von hoher Spannung gestanden und es hätten plötzliche Aenderungen in der Stromstärke grelle Aenderungen im Magnetismus und dadurch elektrische Wirkungen im Gefolge haben können, welche für die Ringe gefährlich werden können.

Die Ingangsetzung der Strom erregenden Maschine machte in Creil keine Schwierigkeiten, weil man da über die Betriebskraft verfügt; hier trieben die Locomotiven mittels Riemen die Welle der Ringe der Strom erzeugenden Maschine und deren Welle trieb die erregende. Der so erzeugte Strom würde aber in La Chapelle kein magnetisches Feld in der empfangenden Maschine vorgefunden haben und deren Ringe nicht in Umdrehung versetzen können, wenn Deprez daselbst nicht einen Anlaſs-Umschalter aufgestellt hätte, welcher anfänglich den Linienstrom sowohl den Ringen, wie den Elektromagneten der empfangenden Maschine zuführt, so daſs die Ringe sich zu drehen anfangen, durch einen Riemen |506| auch die Welle der erregenden Maschine in Gang setzen, dadurch das magnetische Feld der empfangenden Maschine verstärken, bis – in wenigen Augenblicken – das magnetische Feld seine richtige Stärke erreicht hat; von da an wird selbstthätig der erregende Lokalstromkreis von dem Linienstromkreise getrennt und die erregende Maschine nun bloſs noch von der empfangenden aus mechanisch getrieben. Der Umschalter fügt anfänglich 4 der 6 Abtheilungen der Bewickelung der Elektromagnete der empfangenden Maschine in Hintereinanderschaltung in die Linie Creil-Paris ein, nimmt dieselben alsdann nach und nach wieder heraus und schaltet sie neben einander in den Stromkreis der erregenden Maschine ein.

In La Chapelle wurde die Kraft ganz oder vorwiegend zum Betriebe der Pumpen im Bahnhofe benutzt; der Ueberschuſs wurde vertheilt auf einen Hammer von 80k Bärgewicht und 0m,8 Hubhöhe, eine Drehbank, eine elektrische Winde für einen Laufkrahn für Lasten von 300k, eine elektrische Locomotivbremse. Dazu trieb die Welle der Strom empfangenden Maschine auſser ihrer erregenden Maschine noch eine andere Gramme'sche Maschine und der Strom der letzteren wurde unter die verschiedenen Arbeit empfangenden Maschinen vertheilt. Von diesen hat die Maschine für die Drehbank ebenfalls zwei Bewickelungen zur Erzeugung einer möglichst unveränderlichen Klemmenspannung und Geschwindigkeit; dieselbe leistet 54mk in der Secunde oder etwa ⅔ Pferd und läuft mit 1130 Umdrehungen in der Minute; wenn man plötzlich den Drehstahl wegnimmt, so steigt die Geschwindigkeit nicht über 1400 Umdrehungen.

Von den Versuchsergebnissen wird zunächst hervorgehoben der gute und regelmäſsige Gang der Maschinen und die Abwesenheit von Funken an den Bürsten. An der Strom erzeugenden und empfangenden Maschine treten weniger Funken auf als an den erregenden Maschinen; dies ist die Folge der groſsen Stärke des magnetischen Feldes und des guten Verhältnisses zwischen dem Strome der Ringe und dem der Elektromagnete. Die Bürsten stellt Deprez nur 4 bis 5° vor, was für die Leistung sehr vortheilhaft ist. Die Erwärmung ist selbst nach mehrstündigem Gange nicht groſs. Die Strom erzeugende Maschine macht 200 bis 220 Umdrehungen in der Minute, was einer Umfangsgeschwindigkeit von 7m,50 in der Secunde entspricht, während diese bei einer mit 1000 bis 1200 Umdrehungen laufenden Gramme'schen Maschine 12m,50 erreicht. Seit Februar 1886 hat man die Maschinen nach Belieben bis zu 9 Stunden hinter einander laufen lassen können.

Nachdem die Meſsinstrumente geaicht waren, hat man am 24. Mai 1886 eine Reihe von Versuchen gemacht, über welche eine Tabelle a. a. O. S. 337 ausführliche Auskunft gibt. Man hat die Geschwindigkeit der Strom erzeugenden Maschine von 168 bis 218 Umläufen in der Minute gesteigert und dadurch ihre elektromotorische Kraft von |507| 4887 bis 6290 Volt. Die in Creil verbrauchte Arbeit stieg (unter Weglassung der Decimalen) von 67 auf 116, die in Paris gelieferte von 27 auf 52 Pferd, die wirthschaftliche Leistung von rund 41 bis 45 Proc., letztere wuchs im Allgemeinen mit der Zahl der übertragenen Pferd. Die theoretische Erörterung der Ergebnisse des Versuches mit den 116 Pferd, 6004 Volt Klemmenspannung an der Strom erzeugenden und 5456 Volt an der empfangenden Maschine und 9,789 bezieh. 9,824 Ampère Stromstärke liefert folgende Zahlen:

Verlust durch die Erzeugende 116,0 – 80,4 = 35,6 Pferd
Empfangende 73,1 – 52,1 = 21,0
Verlust auf der Linie 80,4 – 73,1 = 7,3

Aus dem Widerstände 97,45 Ohm der Leitung und der mittleren Stromstärke 9,85 Ampère dagegen ergibt sich als Leistungsverlust auf der Linie (97,45 × 9,852): 75g = 12,7 Pferd und daraus und aus dem Gesammtverluste 116 – 52 = 64 Pferd als Gesammtverlust in den Maschinen 64-12,7 = 51,3 (anstatt 35,6 + 21,0 = 56,6) Pferd, wovon (bei Anwendung desselben Verhältnisses der Vertheilung auf die beiden Maschinen) 32,2 Pferd auf die Strom erzeugende und 19,1 Pferd auf die empfangende Maschine zu rechnen wären.

Da hiernach der Verlust auf der Linie gegen den in den Maschinen sehr klein ist, so wird a. a. O. der wirthschaftliche Werth der Maschinen einer weiteren Untersuchung unterworfen, bei welcher sich herausstellt, daſs dieselben im Vergleiche mit einer Gramme'schen Maschine, Typus A, in Betreff der Erzeugung des magnetisches Feldes sehr vortheilhaft sind und daſs auch deren Ring dieselbe Leistung liefert, trotz des viel langsameren Ganges.

Die Gefährlichkeit der bis 6290 Volt reichenden hohen Spannungen scheint nach den Erfahrungen bei den Versuchen von Creil für gewöhnlich überschätzt zu werden im Vergleiche mit der Gefährlichkeit anderer gewerblicher Unternehmungen. Auch der Elektricitätsverlust bei den hohen Spannungen hat sich als keineswegs bedeutend erwiesen. Bei einer Steigerung der Geschwindigkeit auf 300 Umdrehungen erwartet Deprez noch günstigere Erfolge und bei Verminderung des Widerstandes der Ringe die Erreichung einer Leistung von 50 Proc.

Die Kosten einer Anlage zur Uebertragung von 50 Pferd zwischen Paris und Creil dürften sich belaufen auf 40000 M. für die Strom erzeugende, 24000 M. für die empfangende Maschine und 35840 M. für die Leitung von 56km, zusammen 99840 M. Die Wirkungen der Selbstinduction haben sich als sehr gering herausgestellt.

Es sei schlieſslich erwähnt, daſs in dem Bulletin international de l'Electricité, 1886 S. 127 der Preis des Siliciumbronzedrahtes allein auf 31360 M. berechnet wird, wras die Gesammtkosten der Leitung von 56km Länge auf rund 44000 M. erhöhen würde; daselbst wird darauf hingewiesen, daſs selbst bei 99200 M. Anlagekosten die 5 Proc. Zinsen |508| und 5 Proc. Tilgung allein bereits, bei 300 Arbeitstagen im Jahre, einen Preis für das Stundenpferd von mehr als 6,4 Pf. bedingen würden, während sie thatsächlich jetzt in Paris nur 8 Pf. und in den Provinzen noch weit weniger koste.

|504|

Bei der Maschine in Creil ist indessen der Zwischenraum zwischen dem Umfange der Ringe und den Polflächen der Inductoren etwas zu groſs; bei der durch genauere Construction zu erreichenden Verminderung dieser Entfernung wird das magnetische Feld wirksamer werden.

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