Titel: Interessante elektrostatische Entladungserscheinungen an einer Hochspannungsleitung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1901, Band 316 (S. 618–619)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj316/ar316135

Interessante elektrostatische Entladungserscheinungen an einer Hochspannungsleitung.

Die Telluride Power Transmission Company überträgt den, in ihrer nahe der Stadt Provo südlich vom Salzsee in Utah gelegenen Zentrale, erzeugten Strom von 40000 Volt Spannung nach den Minendistrikten von Mercur und Tintic auf eine Entfernung von 56 bezw. 89,6 km, während eine dritte Linie von 112 km, über die Berge gehend, diese beiden Minendistrikte untereinander verbindet und als Ausgleichslinie dient, nebstbei aber die Versorgung der beiden Plätze mit Kraft dann übernimmt, wenn eine der beiden anderen Linien untauglich wird. Die erste dieser Linien ist aus Kupferdraht, die beiden letzten Linien sind hingegen aus Aluminiumdraht hergestellt.

Die Leitungen jeder dieser Linien, drei an der Zahl, sind äusserst sorgfältig isoliert und in Form eines gleichseitigen Dreieckes parallel zu einander gespannt, wie dies Fig. 1 zeigt. Einer der Drähte ist an einem Isolator an der Spitze des Leitungsmastes, die beiden anderen nahe an den beiden Enden des Querarmes befestigt und sind dieselben annähernd genau je 2 m voneinander entfernt. Die Isolatoren einer spezialen, eigens für diesen Zweckgeschaffenen Type sind aus Glas und werden auf hölzernen Zapfen, die vorher in Paraffin gekocht wurden, aufgesetzt. Der Querarm selbst wird durch vier seitliche Holzspreizen gestützt und werden zur gegenseitigen Verbindung sowie mit dem Maste nur Holzzapfen verwendet, so dass sich an dem ganzen Säulengestänge, ausser den Leitungsdrähten, kein wie immer gearteter Metallbestandteil findet. Zur weiteren Vorsicht sind die Querarme nebst den Spreizen mit einer schwarzen isolierenden Komposition überzogen.

Textabbildung Bd. 316, S. 618
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Dank dieser vorzüglichen Isolierung beträgt der Leitungsverlust nur etwa 4 % der eingelieferten Energie von insgesamt 1500 Kilo-Watt.

Diese Kraftübertragungslinien sind nun von Zeit zu Zeit sogen. Salzstürmen ausgesetzt, indem von den Ufern des Salzsees durch heftige Winde feine Salzpartikelchen aufgewirbelt, mitgenommen und oft sehr weit mitgetragen werden. Gelangen nun diese Salzmassen mit feuchter Luft in Berührung, so werden dieselben klebrig und haften auf allen Gegenständen, zu welchen dieselben hingetragen werden, fest an. Auf diese Weise wird das Gestänge reichlich mit Salz inkrustiert, und treten in solchen Fällen, insbesondere in den höher gelegenen Leitungsteilen, welche in der Regel von einer nebeligen Atmosphäre umgeben sind, in kurzen Zwischenpausen mächtige elektrostatische Entladungen auf, welche zeitweilige Kurzschlüsse verursachen und das Licht auf Momente zum Verlöschen bringen und gelegentlich auch den Gang der Motoren beeinflussen.

Diese Entladungen werden am besten zur Nachtzeit sichtbar und gewähren einen prachtvollen Anblick. Die Entladung beginnt mit Funkensprühen von den Isolatoren aus, wobei dasselbe oft von einem Dutzend Säulen gleichzeitig ausgeht. Es scheint am Umfange jedes Isolators ein Punkt zu sein, von welchem eine Serie von Funken ausbricht, sich längs der Unterseite desselben zu Zapfen fortpflanzt und von demselben zu dem Querarm übergeht.

Manchesmal scheint sich der Funken am Querarm zu erschöpfen, indem er dort verschwindet. Die Funken selbst verlaufen in Wellenform, sind von blauer Farbe und zischen wie die Entladungsfunken einer Leydener Flasche. Die einzelnen Funken folgen sich mit immer steigernder Geschwindigkeit, bis von einem zweiten Ausgangspunkt des Isolators, dann von einem dritten und weiter folgenden Punkte ebenfalls solche Funken ausgehen und endlich ein kontinuierliches Funkensprühen von der oberen Aussenfläche des Isolators zu bemerken ist, welches von einem brüllenden Geräusche begleitet wird. Die Zahl der Funken wird so gross, dass eine Bewegung derselben bis zur Mitte des Querarmes stattfindet. Hierbei scheinen die Funken sich nicht mehr längs der Unterseite des Isolators zu dem tragenden Zapfen zu bewegen, sondern direkt von dem Rande desselben überzuspringen. Sobald sich die Funken zweier Isolatoren in der Mitte des Querarmes treffen, nehmen sie die Form eines Lichtbogens an, welcher sich von demselben in die Höhe streckt und von Draht zu Draht ausbreitet. Die Flamme erreicht hierbei oft eine Höhe von 2 bis 2½ m und währt 1 bis 2 Sekunden, wobei sie an den Drähten plötzlich abbricht. Dieser Flammenbogen erscheint immer nur an einer Säule, während das ursprüngliche Funkensprühen an einer grösseren Zahl von Säulen gleichzeitig auftritt. Sobald der Lichtbogen, von welchem in Fig. 2 die Reproduktion nach einer photographischen Aufnahme gegeben ist, bemerkbar wird, verschwindet das Funkensprühen an den übrigen Säulen auf 30 bis 60 Sekunden, um sodann wieder zu beginnen.

Alle diese Entladungen gehen von den zwei aussenseitigen Leitungen aus, wenn auch das Funkensprühen von dem Isolator an dem Zapfende der Säule gleichfalls bemerkbar wird. Diese Funken scheinen jedoch nach abwärts zu kriechen und an der Bildung des Flammenbogenskeinen Anteil zu nehmen. Ebenso zeigen die Instrumente in der Zentrale nur einen Kurzschluss zwischen den beiden Aussenleitungen an.

Aehnliche Erscheinungen treten zeitweilig auch bei wolkenlosem Himmel auf, doch sind dieselben im Vergleich mit jenen Entladungen, wie solche, wenn sich zufällig eine Wolkenschicht in der Höhe der Leitungen befindet, bemerkbar werden, äusserst schwach, so dass dieselben weder eine Störung in den Lampen, noch in den Elektromotoren hervorrufen.

Wie zahlreich diese elektrostatischen Entladungen bei Eintritt solch ungünstiger Verhältnisse werden können, zeigt, dass einmal in der Zeit von 8 Uhr 30 Minuten abends bis Mitternacht annähernd 80 solcher von Flammenbogen begleiteten Entladungen auf einer Leitungsstrecke von 3,2 km gezählt werden konnten. Es war hierbei genau zu beobachten, wie sich die Wolken längs der Leitung bewegten und die Entladungen dieser Bewegung folgten.

Es liegt nun die Vermutung nahe, dass derartige von so auffälligen Erscheinungen begleitete statische Entladungen, sowohl auf die Zentrale als auch auf die eingeschalteten Lampen und Motoren, ferner auf das die Leitungen tragende Säulengestänge nachteilig einwirken und dieselben zerstören müssen.

Textabbildung Bd. 316, S. 619

Nun zeigte sich, dass, ausser dem zeitweiligen und nur für Momente dauerndem Verlöschen der Lampen und kaum bemerkbaren Störungen im Betriebe der Elektromotoren, der gesamte hierdurch angerichtete Schaden in dem Abschmelzen zweier Bleisicherungen in der Zentrale bestand.

Auch die Untersuchung des Säulengestänges und der Isolatoren ergab keinerlei bemerkenswerte Ergebnisse, indem das Paraffin, in welchem die Zapfen getränkt sind, nur wenige lichte braune Flecke aufwies, und das die Querarme bedeckende Salz durch diese Entladungen in Zickzacklinien abgestäubt wurde.

Da der angerichtete Schaden unter so ungünstigen Verhältnissen nahezu als Null bezeichnet werden kann, zeigt sich die Kraftübertragung mit so hohen Spannungen als ein grosser Erfolg, und ist die Telluride Power Company nunmehr im Begriff, für eine neue im Bau begriffene Linie die Betriebsspannung auf 60000 Volt zu erhöhen, nachdem eingehende Vorversuche ergeben haben, dass eine Kraftübertragung mit 125000 Volt möglich ist.

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