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Brockhaus Konversationslexikon

Autorenkollektiv, F. A. Brockhaus in Leipzig, Berlin und Wien, 14. Auflage, 1894-1896

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Elektrische Kraftübertragung
nungen übertragen zu können. Um diesen Einfluß der Spannung übersichtlich zu machen, bedient man sich eines Diagrammes. Bezeichnet man mit TTTTT die Anzahl der zu übertragenden Pferdestärken, mit TTTTT und TTTTT Spannung und Stromstärke und mit k die Triebwerklänge, d. i. die Entfernung von Dynamo und Motor in Kilometern, so berechnen sich bei p Prozent Verlust in der Leitung die ungefähren Kupferkosten für dieselbe nach folgender Formel, deren übrigens einfache Ableitung hier nicht gegeben werden
Setzt man darin für k --- 50 beispielsweise ll ^ 1000 ein', so erhält man CXp - 300 000 N. Bei 20 Proz. Verlust in der Leitung kostet diese also pro Pferd 15000 M., für 100'Pferde etwa 1'/2 MM. M. Durch Spannungssteigerung läßt sich dieser Preis aber bedeutend reduzieren. Setzt man der Reihe nach N ^ 1000, 2000, 5000, 10000 und 20000, so
erhält man Preise, die sich, wie leicht ersichtlich, verhalten wie die Reciproken der Quadrate von 1, 2, 5, 10 und 20, oder, ausgerechnet, wie 400:100:15:4:1,
die in nebenstehendem Diagramm als Ordinaten (in der Richtung 0 0) zu den betreffenden ll als Abscissen (in der Richtung 0 N) aufgetragen sind. Die Kurve ist eine sog. Polytrope (s. d.); sie zeigt sehr deutlich das Gesetz der Kostenänderung. Diese nehmen zunächst sehr rasch ab; hier wirkt also eine Spannungssteigerung entschieden sehr günstig; über eine gewisse Grenze hinaus, die freilich schon recht hoch liegt, ist sie dagegen nur noch von geringem Einfluß. Das Diagramm gilt natürlich zunächst nur für diese Triebwerkslänge von 50 km und den angenommenen Prozentsatz des Verlustes p^20. Es ist aber leicht zu übersehen, daß es unter entsprechender Änderung des Maßstabes für alle Fälle gilt. Wird TTTTT vergrößert, so wächst TTTTT unter übrigens gleichen Umständen das Produkt O p im quadratischen Verhältnis und entsprechend ändert sich der Maßstab unter Berücksichtigung des geforderten Wertes von p. Deprez selbst giebt kein derartiges Diagramm; er beschränkt sich auf die Ableitung einer Reihe von Formeln, die aber wenig übersichtlich sind. Sein Versuch verlief übrigens insofern ungünstig, als nach kurzem Betriebe die eine der für die Anforderungen der Praxis viel zu zarten Maschinen infolge eines Isolationsfehlers versagte. Besser glückten zwar seine folgenden Versuche in Paris, Grenoble und Creil 1883-85; es gelang ihm aber nicht, für die Praxis befriedigende Resultate zu erzielen.
Erst der Frankfurter Elektrischen Ausstellung (1891) blieb es vorbehalten, in der Übertragung Lauffen-Frankfurt, durch welche 300 dem Neckar abgewonnene Pferdestärken auf eine Entfernung von 175 km übertragen wurden, die erste Kraftübertragung auf große Entfernung zu bringen. Übertragungen auf kleine und mittlere Entfernungen waren freilich, auch abgesehen von den Elektrischen Eisenbahnen (s. d.), die ein wichtiges, ausgedehntes Gebiet der Kraftübertragung bilden, vielfach schon auch vorher ausgeführt worden, namentlich TTTTT die Maschinenfabrik Oerlikon, durch deren damaligen Leiter C. E. L. Brown, der besonders dazu beigetragen hat, die Kraftübertragung auf ihre heutige hohe Stufe zu heben. Gleich die erste von ihm ausgeführte Kraftübertragung, durch welche 50 Pferdestärken von einer Turbinenanlage in Kriegstetten auf eine Entfernung von 8 km in die Fabrik der Herren Müller-Haiber in Solothurn übertragen wurde, war sowohl in theoretischer als auch in praktischer Beziehung ein Erfolg. Alle vor der Ausführung angestellten Rechnungen und Überlegungen wurden durch die Anlage bestätigt, und auch der im Dez. 1886 eröffnete Betrieb befriedigte durchaus. Bei Versuchen in der Fabrik selbst hatte die Übertragung einen Wirkungsgrad von annähernd 70 Proz. gezeigt. Die Richtigkeit dieser Messungen bez. die
Stichhaltigkeit des dabei angewendeten Verfahrens wurde zunächst stark angezweifelt; eine Wiederholung der Versuche nach fast einjährigem Betriebe an Ort und Stelle ausgeführt durch eine Kommission von Sachverständigen, ergab einen noch höhern Wirkungsgrad, nämlich 75 Proz. Seitdem wurden von derselben Fabrik eine größere Zahl von Übertragungen gebaut, von denen die folgende Tabelle einige der bedeutendsten enthält:
Ort
Leistunq
Ent-
in Pferde-
fernung
stärken
in Kni
120
3
280
1,3
120
0,6
250
0,45
260
0,6
600
0,6
Wirkungs-
grad
in Proz.
Luzern......... 120 3 70
Derendingcn..... 280 1,3 80
Diesbach....... 120 0,6 75
Piovene <Italien) . . 250 0,45 78
Steyrermühl-Aichberg 260 0,6 75
Schasshaufen..... 600 0,6 75
Alle diese Übertragungen benutzen Gleichstrommaschinen. Diese sind aber hinsichtlich der Spannung an eine aus den Schwierigkeiten der Isolation im Kollektor (s. d.) resultierende, nicht eben hohe Grenze gebunden. Bei Wechselstrommaschinen, die keinen Kollektor besitzen, ist dies nicht der Fall. Es lag daher nahe, für Übertragungen auf größere Entfernung Wechselstrom zu benutzen. Das scheiterte bis dahin an dem Mangel eines guten Wechselstrommotors. Nachdem man aber im sog. Drehstrom eine Verkettung von Wechselströmen gefunden hatte, die sehr einfache und solide Konstruktionen für die betreffenden Motoren gestattete, war diese Schwierigkeit überwunden. So große Spannungen, wie man sie nach dem obigen für große Entfernungen gebraucht, lassen sich nun auch in der Wechselstrommaschine nicht wohl erzeugen. Man bedürfte daher außer der den Strom erzeugenden Dynamomaschine noch eines Transformators (s. d.), um vor Eintritt des Stroms in die Leitung seine Spannung
auf die erforderliche Höhe zu bringen, ihn, wie man sich ausdrückt, herauf zu transformieren, und eines zweiten, um ihn vor Eintritt in den Motor wieder herab zu transformieren. So wurde die Übertragung für die Ausstellung projektiert und als Kraftquelle die für andere Zwecke bereits vorhandene Turbinenanlage mit Dynamomaschine in Lauffen benutzt, nachdem im Jan. 1891 in Oerlikon angestellte Vorversuche ein günstiges Resultat ergeben hatten. Unternehmer waren die Maschinenfabrik Oerlikon und die Allgemeine Elektricitätsgesellschaft