Titel: Neuerungen der Hochspannungsprüftechnik.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1927, Band 342 (S. 256–258)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj342/ar342067

Neuerungen der Hochspannungs-Prüftechnik.

Hochspannungsleitungen durchziehen heute weit und breit das Land; so ist es bereits möglich, mit der Kraft süddeutscher Wasserfälle, z.B. vom Walchensee aus, in Norddeutschland Maschinen zu treiben. Um elektrische Kraft auf Hunderte von Kilometern ohne erhebliche Verluste, also wirtschaftlich, zu übertragen, mußte man zu immer höheren Spannungen greifen. 220000 Volt sind heute für diesen Zweck bereits zur Anwendung gekommen. Diese ungeheuren Spannungen stellen an das Isolationsmaterial und ebenso an die Maschinen und Apparate beträchtliche Anforderungen. Da alles verwendete Material unter Spannungen geprüft werden muß, die ein Mehrfaches der Betriebsspannung ausmachen, so kommt man bei den Prüfgeräten auf Spannungen, die vor wenigen Jahren noch ins Reich der Fantasie gehörten.

Textabbildung Bd. 342, S. 256

In der Transformatorenfabrik der A.E.G. in Berlin-Oberschöneweide wurden kürzlich einem kleinen Kreise von Vertretern der Fachpresse einige bemerkenswerte Neuerungen auf diesem Gebiete gezeigt. Es wurde u.a. ein im Hochspannungs-Laboratorium dieses Werkes in Betrieb genommener Prüftransformator für 1 Million Volt gegen Erde vorgeführt (Abb. 1). Man hat so hohe Spannungen gegen Erde bis jetzt nur durch Hintereinanderschaltung mehrerer, zum Teil isoliert aufgestellter Transformatoren bekommen, während hier zum ersten Male in einem einzelnen Transformator 1 Million Volt gegen Erde erzeugt wird. Die Niedervoltwicklung dieses Transformators besteht aus wenig Windungen, während die Hochvoltwicklung viele Tausend Windungen enthält, deren eines Ende mit dem Eisenkern verbunden und damit geerdet ist. Das andere Ende führt die hohe Spannung und wird mittels einer sog. Durchführung (Abb. 2) – hier ein großes, mit Isolierstoff gefülltes Rohr – nach außen geführt. Am Ende der Durchführung ist eine Kugel von über 1 m Durchmesser angebracht, die den Zweck hat, geräuschvolle Strahlungen zu verhüten. Der Transformator hat eine Leistung von 1000 kVA und ist infolge günstiger Spulenanordnung trotzdem verhältnismäßig klein. Der 1 Million-Volt-Transformator ist für die übliche Drehstrom-Periodenzahl von 50 Per./S. gebaut; er dient vor allem zur Prüfung von Isolatoren, Transformatoren-Wicklungen usw.

Textabbildung Bd. 342, S. 256
Textabbildung Bd. 342, S. 256

Zur Nachahmung von Spannungen, wie sie in Fernleitungsnetzen beim Schalten oder bei Störungen vorkommen, verwendet man Hochfrequenzströme, das sind Ströme, die eine wesentlich höhere Periodenzahl haben, als der gewöhnliche Drehstrom. Die Frequenz dieser Hochfrequenzströme – auch Tesla-Ströme genannt – liegt bei einer Größenordnung von etwa 50000 Per./S. Ein Tesla-Transformator (Abb. 3) wurde vorgeführt, der ebenfalls 1 Million Volt – allerdings nicht ununterbrochen – liefert. Um diese überaus hohe |257| Wechselzahl zu erreichen, wird eine Hochspannungs-Kondensatorbatterie aufgeladen, bis an einer vorgeschalteten Funkenstrecke ein Ueberschlag eintritt. Der elektrische Entladungsfunke ist bekanntlich kein einmaliger Ueberschlag, sondern er besteht aus einer ganzen Reihe von aufeinanderfolgenden Entladungen (Oszillationen), die eine Frequenz von 50000 Per./S. haben. Da die Kondensatorbatterie ständig aufgeladen wird, finden die Ueberschläge in rascher Folge statt. Die Schlagweite des vorgeführten Transformators beträgt etwa 4 m. Die Hochfrequenzströme verhalten sich ganz anders, als die üblichen Wechselströme; während diese stets auf der kürzesten Entfernung zwischen Hochvoltpol und Erde überschlagen, werden von den Tesla-Strömen z.B. im vorliegenden Falle willkürlich Strecken bis 4 m überschlagen, obgleich die Entfernung gegen Erde nur 1,5 m beträgt. Ein wahres Trommelfeuer von elektrischen Funken erfüllt den Raum, wenn der Transformator eingeschaltet wird und das künstliche Gewitter zur Entladung kommt.

Textabbildung Bd. 342, S. 257

Zur Prüfung von Isolatoren und Apparaten werden die bei Blitzschlägen auftretenden Beanspruchungen mittels einer Gleichspannungs-Schlagprüfeinrichtung (Abb. 4) künstlich erzeugt. Bei dieser Einrichtung wird hochgespannter Wechselstrom über Ventilröhren, die wie ein Rückschlagventil wirken und den Strom nur in einer Richtung durchlassen, in Gleichstrom umgeformt. Mit diesem Gleichstrom werden zwei Hochspannungskabel von je 350 m Länge auf 400 kV aufgeladen. Die Kabel dienen dabei nur als Elektrizitätsspeicher und sind daher der Einfachheit halber auf Kabeltrommeln aufgewickelt. Ueber eine Funkenstrecke werden die zu prüfenden Apparate an die geladenen Kabel angeschlossen; dabei steht kurzzeitig die ungeheure Leistung von 3000000 kW zur Verfügung, eine Leistung, die nahe an die Energiemenge herankommt, die bei Blitzschlägen auftritt.

Die bei dem Isolationsmaterial der Hochspannungstechnik auftretenden dielektrischen Verluste werden in einer sog. Verlust-Meßeinrichtung (Abb. 5) geprüft. Aus dem zu untersuchenden Material wird durch zwei voneinander getrennte Metallbelegungen ein Kondensator gebildet, der dann mit einem völlig verlustfreien Luftkondensator verglichen wird.

Bei Kurzschlüssen in Hochspannungsanlagen treten Ströme von mehreren 1000 A auf, die in den Apparaten gewaltige magnetische Kräfte hervorrufen und zum Verbiegen oder Uebereinanderschieben von Wicklungen führen, andererseits aber auch verheerende thermische Wirkungen ausüben. Es sind deshalb in jeder Anlage selbsttätig wirkende Oelschalter vorhanden, die diese Ströme abschalten.

Textabbildung Bd. 342, S. 257

Um Oelschalter daraufhin zu untersuchen, ob sie auch imstande sind, so starke Ströme abzuschalten, ferner um Transformatoren Wicklungen auf ihre mechanische Festigkeit gegen magnetische Kräfte zu prüfen, wird eine Kurzschluß-Versuchsanlage verwendet. Da die Ströme nur kurzfristig gebraucht werden, geht man in der Weise vor, daß die kinetische Energie einer Schwungmasse (Schwungrad) im Augenblick des Versuches abgebremst und in elektrische Energie umgesetzt wird. Ein 1000-PS-Motor treibt ein 60 t schweres Polrad mit 500 U/m an; hat das Polrad die vorgeschriebene Umlaufszahl erreicht, so wird der |258| Stromerzeuger über den zu prüfenden Apparat kurzgeschlossen und erzeugt dabei Ströme bis zu 32000 A.

Weil solche Versuche leicht zu Schalterexplosionen und anderen Zwischenfällen führen können, werden sie, um nicht Menschenleben zu gefährden, in einem nur teilweise überdeckten, feuerfesten Raume vorgenommen; die Beobachtung erfolgt durch besondere Sehschlitze in starken schmiedeeisernen Fenstern.

Cr.

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