Einführung in die moderne Hochspannungstechnik 9783111361345, 9783111004068

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Elektrotechnische Bibliothek aus der Sammlung Göschen.

Jedes Bändchen eleg. in Leinwand gebunden 8 0 Pfennig. Radioaktivität v o n Dipl.-Ing. W i l h e l m F r o m m e l . Mit 21 Abbild. Nr. 317. Elektrotechnik. Einführung in die S t a r k s t r o m t e c h n i k von J . H e r r mann, P r o f e s s o r an der Königl. T e c h n i s c h e n H o c h s c h u l e S t u t t g a r t . I : Die p h y s i k a l i s c h e n G r u n d l a g e n . Mit 95 Fig. und 16 T a f . Nr. 196. — Iis D i e G l e i c h s t r o m t e c h n i k . Mit 118 F i g . und 16 T a f e l n Nr. 197. — III: Die W e c h s e l s t r o m t e c h n i k . Mit 126 Fig. und 16 Tafeln. Nr. 198. Die Gleichstrommaschine von C. Kinzbrunner, Ingenieur und D o z e n t für Elektrotechnik an der Municipal S c h o o l of T e c h n o l o g y in M a n c h e s t e r . Mit 78 Figuren. Nr. 257. W e c h s e l s t r o m e r z e u g e r von Ing. Karl P i c h e l m a y e r , P r o f e s s o r an der k. k. T e c h n i s c h e n H o c h s c h u l e in W i e n . Mit 40 F i g . Nr. 547. Ströme und Spannungen In Starkstromnetzen von D i p l o m - E l e k t r o i n g . Josef Herzog in B u d a p e s t und Prof. F e l d m a n n in Delft. M i t 68 F i g u r e n . Nr. 456. Das F e r n s p r e c h w e s e n von Dr. Ludwig R e i l s t a b in Berlin. M i t 47 Figuren und 1 Tafel. Nr. 155. Die elektrische Telegraphic von Dr. L u d w i g Rellstab. M i t 19 Figuren. Nr. 172. Die elektrischen Meßinstrumente. D a r s t e l l u n g der W i r k u n g s w e i s e der g e b r ä u c h l i c h s t e n M e ß i n s t r u m e n t e d e r E l e k t r o t e c h n i k und k u r z e B e s c h r e i b u n g ihres A u f b a u e s von J . Herrmann, P r o f e s s o r an d e r K g l . T e c h n . H o c h s c h u l e S t u t t g a r t . M i t 195 Figuren. Nr. 477. T e c h n i s c h e s W ö r t e r b u c h , enthaltend die w i c h t i g s t e n A u s drücke des M a s c h i n e n b a u e s , S c h i f f b a u e s und der E l e k t r o t e c h n i k v o n E r i c h K r e b s in Berlin. I . T e i l : D e u t s c h - E n g l i s c h . Nr. 395. — II. T e i l : E n g l i s c h - D e u t s c h . Nr. 396. — III. T e i l : D e u t s c h - F r a n z ö s i s c h . Nr. 453. — IV. T e i l : F r a n z ö s i s c h - D e u t s c h . Nr. 454.

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Sammlung Göschen

Einführung in die moderne

Hochspannungstechnik Von

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B e r l i n und L e i p z i g G. J. G ö s c h e n ' s c h e V e r l a g s h a n d l u n g 1912

G.m.b.H.

Literatur. B a u r , Dr. C„ Das elektrische Kabel. 1910. B r i o n , Dr. G., Überspannungen in elektrischen Anlagen. 1911. F r i e s e , R. M., Das Porzellan als Isolier- und Konstruktionsmaterial. 1904. H e i n k e , Handbuch der Elektrotechnik. P e t e r s e n , ®r.=3fng. W„ Die Hochspannungstechnik. 1910. R ö B l e r , Gt., Die Fernleitung von Wechselströmen. 1905. W a g n e r , K. W., Elektromagnetische Ausgleichsvorgänge in Freileitungen und Kabeln. 1908. Zeitschrift, Elektrotechnische, Jahrgang 1905—1911. Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, Jahrgang 1905—1911.

Spamersche Buchdruckerei in Leipzig

Inhaltsübersicht. I. Die w i r t s c h a f t l i c h e und t e c h n i s c h e B e d e u t u n g der H o c h s p a n n u n g . 1. Die Energieübertragung auf weite Entfernungen 2. Direkte technische Anwendungen der Hochspannung 3. Die technischen Aufgaben der Hochspannung II. D a s e l e k t r o s t a t i s c h e F e l d . 4. Vorgänge in der Umgebung eines elektrischen Leiters 5. Dielektrischer Widerstand; Kapazität . . . . 6. Ungleichmäßige Feldverteilung zwischen zwei Leitern 7. Isolationen mit mehreren hintereinander geschalteten dielektrischen Widerständen 8. Wärmeverluste in Isolationsschichten . . . . 9. Die Brechung von Kraftlinien 10. Der Durchschlag 11. Technologie der festen Isolationsmaterialien . 12. Elektrische Festigkeit der festen Isolationsmaterialien 13. Die Luft als Isolator 14. Müssige Isolationsmaterialien 15. Überschläge und Bandentladungen I I I . I s o l i e r u n g von H o c h s p a n n u n g s m a s c h i n e n und - A p p a r a t e n . 16. Gesichtspunkte für die Konstruktion von Isolatoren 17. Tragisolatoren und Klemmen für Innenräume 18. Durchführungsisolatoren 19. Isolierung von Hochspannungsmaschinen . . 20. Hochspannungstransformatoren 1*

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Inhaltsübersicht. Seite

IV. T h e o r i e der H o c h s p a n n u n g s l e i t u n g e n . 21. Strom- und Spannungsverteilung in einer am Ende offenen Hochspannungsleitung 55 22. Die belastete Leitung 59 23. Dreiphasige Leitungsanlagen 60 24. Berechnung der Leitungskonstanten 61 25. Bedeutung von Überströmen und Überspannungen 63 26. Überspannungen durch Schaltvorgänge . . . 64 27. GleichmäßigeJVerteilung der Widerstandsgrößen 70 28. Atmosphärische Störungen 75 29. Freie Schwingungen 78 V. L e i t u n g s a n l a g e n . 30. Konstruktion der Hochspannungskabel . . . 79 31. Verluste in Kabeln 84 32. Schutzeinrichtungen für Kabel 86 33. Stützisolatoren für Freileitungen 89 34. Hängeisolatoren 93 35. Prüfung von Isolatoren 97 36. Gestänge für Freileitungen 98 37. Hauseinführungen 104 38. Leitungsmaterial 105 VI. S c h u t z - und S c h a l t a p p a r a t e . 39. Einteilung 108 40. Einfachfunkenstrecken 112 41. Vielfachfunkenstrecken 114 42. Kondensatoren- und Aluminiumzellen . . . . 1 1 6 43. Schutz widerstände 117 44. Besondere Schutzeinrichtungen 120 45. Schutzmittel gegen Überströme 121 46. Schalter 122 47. Automatische^Schalter und Fernschalter . . . 127 VII. S c h a l t a n l a g e n . 48. Elektrische Anordnung der Schaltanlagen . . 130 49. Räumliche Anordnung der Schaltanlage . . 135

I. Die wirtschaftliche und technische Bedeutung der Hochspannung. 1. Die Energieübertragung auf weite Entfernungen. Die Bestrebungen, die Erzeugungskosten der Elektrizität mehr und mehr herabzusetzen und damit deren Verwendung in Industrie, Landwirtschaft und Haushalt zu fördern, haben dazu geführt, die Erzeugung selbst nach Möglichkeit zu zentralisieren. Die Erfahrung lehrt nämlich, daß die kleinen elektrischen Erzeugerstationen — von besonderen Ausnahmen abgesehen — viel unwirtschaftlicher arbeiten als große. Die Selbstkosten für eine abgegebene Kilowattstunde belaufen sich bei kleinen, mit Kohle arbeitenden Anlagen zuweilen auf 15—20 Pfennig, während große Werke nur Gestehungskosten von etwa 1 Pfennig haben. Die Versorgungsgebiete der modernen Großanlagen müssen sich entsprechend der zunehmenden Aufsaugung der kleinen Zentralen naturgemäß in geographischer Hinsicht immer weiter ausdehnen, so daß schon heute manche Provinzen von einigen wenigen Stellen aus mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Folge davon ist, daß erhebliche Übertragungslängen überwunden werden müssen. Auch bei Wasserkraftanlagen, die fast ausnahmslos ohne die Möglichkeit der Umwandlung der mechanischen Energie

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I. Wirtschaftl. und technische Bedeutung d. Hochspannung·.

in elektrische keine Lebensfähigkeit besitzen würden, sind die Entfernungen zwischen der Zentrale und den letzten Verbrauchsstationen meist sehr groß, weil sich in der Nähe keine genügenden Absatzgebiete finden. Ganz von selbst ergeben sich große Entfernungen bei elektrischen Fernbahnen, weil es hier wieder nicht möglich ist, mit vielen kleinen auf der Strecke verteilten Werken Wirtschaftlichkeit zu erzielen. Die Elektrotechnik steht also vor der Aufgabe, die Energie auf sehr weite Entfernungen mit möglichst geringen Kosten zu übertragen. Es sei durch C eine Z e n t r a l s t a t i o n (Fig. 1) angedeutet, von der nach einzelnen größeren Verbrauchsgebieten Leitungen abgehen. Wenn wir zunächst annehmen, daß es sich um Gleichstrom handelt, dann berechnet sich die in einer Leitung übertragene Leistung in Watt nach der Formel Fig. 1.

Ρ =

ei.

worin e die Spannung und i die Stromstärke bedeutet. Der Verlust an Energie in dieser Leitung ergibt sich aus: V = i*-r, worin r der elektrische Widerstand ist, der sich aus der Übertragungslänge l, dem Querschnitt q und der Leitfähigkeit κ des verwendeten Metalles nach der folgenden Formel berechnen läßt: 2l

1. Die Energieübertragung auf weite Entfernungen.

7

Man kann hiernach den Verlust auch so ausdrücken: T V7 = t"22 ·

21

κ·q

.

Diesen Verlust darf man nicht über ein gewisses Maß anwachsen lassen. Man könnte ihn durch entsprechende Erhöhung des Querschnittes auf einen beliebigen, wünschenswert erscheinenden Betrag herabdrücken. Hier sind jedoch wieder aus wirtschaftlichen Rücksichten gewisse Grenzen gesetzt, weil jede Erhöhung des Querschnittes eine Erhöhung des Anlagekapitals zur Folge hat. Wenn die Summe aus dem den jährlichen Verlusten entsprechenden Geldbetrag und aus den Zinsen und Tilgungsanteilen einen angemessenen Wert nicht überschreiten soll, dann bleibt nur der eine Ausweg übrig, den Strom auf einen möglichst kleinen Wert herabzusetzen. Da aber die zu übertragende Leistung das Produkt aus der Spannung e und aus dem Strome i darstellt, so muß die Spannung in derselben Weise wachsen, in welcher der Strom fällt. Es ergibt sich somit aus diesen Betrachtungen, daß mit wachsender Entfernung eine Wirtschaftlichkeit der Übertragung nur zu erreichen ist, wenn man hohe Spannungen anwendet. Bei Gleichstrom läßt sich im allgemeinen eine höhere Spannung nicht erzielen, weil es der bei den Gleichstrommaschinen erforderliche Kollektor wegen der Schwierigkeit der Isolation nicht zuläßt. Der technisch mögliche Grenzwert liegt schon bei etwa 2000 Volt. Man hat zwar für Energieübertragungszwecke mit Erfolg Gleichstromhauptstrommaschinen hintereinander geschaltet und auf diese Weise Spannungen bis zu 20 000 Volt erzielt. Die Umwandlung dieser hohen Gleichspannung in eine für industrielle Zwecke und für Beleuchtungs-

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I. Wirtschaft!, und technische Bedeutung d. Hochspannung.

anlagen geeignete Spannung ist nux durch rotierende Maschinen möglich, die einer dauernden Aufsicht bedürfen. Bei W e c h s e l s t r o m dagegen kann man in den Maschinen selbst schon eine sehr hohe Spannung erzeugen. Außerdem ist es möglich, durch ruhende Transformatoren die Maschinenspannung auf jeden gewünschten Betrag zu erhöhen. Der Wirkungsgrad der Transformatoren ist sehr wenig von 1 verschieden; außerdem erübrigt sich jede betriebsmäßige Wartung. Das Übersetzungsverhältnis jedes einzelnen Transformators kann so gewählt werden, daß jede abgehende Leitung eine ihrer Länge entsprechende Spannung erhält. Unter Verwendung von Wechselstrom gestaltet sich

Fig. 2.

daher eine K r a f t ü b e r t r a g u n g s a n l a g e im Schema so, wie in Fig. 2 dargestellt. Von den Maschinen führen Leitungen zu den Transformatoren und von da in die Fernleitung. An den Gebrauchsstellen wird die Hochspannung meist wieder in eine kleinere Spannung um-

2. Direkte technische Anwendung der Hochspannung.

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gewandelt und durch, sekundäre Netze den einzelnen Verbrauchern zugeführt. D a der Strom fast immer um einen Bruchteil einer Periode gegenüber der Spannung verzögert ist, so gilt für die übertragene Leistung die Formel Ρ = " e · i ' cos φ . Hierin heißt der Faktor cos φ der Leistungsfaktor. Man zieht meist dem einfachen Wechselstrom den Drehstrom oder dreiphasigen Wechselstrom vor, weil dann die Motoren leichter und billiger ausfallen. Dabei sind drei Leitungen erforderlich, und die Leistung berechnet sich nach der Formel L =

e· i - cos φ .

Bei Bahnanlagen ist die Verwendung von Drehstrom wegen der Schwierigkeiten der Oberleitung nicht vorteilhaft. Man wendet hier besser Binphasenstrom an, bei welchem man die Schienen als Eückleitung benutzen kann, so daß nur eine einzige Oberleitung erforderlich ist.

2. Direkte technische Anwendungen der Hochspannung. Nach dem vorhergehenden ist die Hochspannung nur das Mittel zum Zweck einer möglichst ökonomischen F o r t l e i t u n g . Für einige besondere technische Anwendungen wird hochgespannte Elektrizität auch um ihrer selbst willen erzeugt und am Orte der Erzeugung verwendet. Das ist ζ. B . der Fall bei den O z o n b e r e i t u n g s a n l a g e n . Bei diesen werden zwischen zwei Flächen mit Hilfe der Hochspannung blaue Entladungen hervorgerufen, welche die Eigentümlichkeit haben, den

1 0 I· Wirtschaftl. und technische Bedeutung· d. Hochspannung.

Sauerstoff der Luft in Ozon überzuführen. Durch ein Gebläse sorgt man für eine fortwährende Abführung der ozonisierten Luft und verwendet diese dann zur Sterilisierung von Wasser und anderen Genußmitteln, ferner zum Bleichen, zur künstlichen Alterung von Wein u. a. m. Hochspannung kommt ferner zur Verwendung bei dem M o o r e l i c h t , welches in langen, mit Gas gefüllten Röhren erzeugt wird; der Hochspannungstransformator steht dabei in unmittelbarer Nähe der Lampe. Im größten Umfange wird bei der Herstellung des . L u f t s a l p e t e r s von der Hochspannung Gebrauch gemacht. Die Bindung des Stickstoffes der Luft erfolgt im Hochspannungsjichtbogen bei einer sehr hohen Temperatur. Die Produkte dieser Luftstickstoffindustrie, wie ζ. B. der Kalksalpeter oder Norgesalpeter haben sich als Düngemittel neben dem natürlichen Chilesalpeter in der Landwirtschaft rasch eingeführt.

3. Die technischen Aufgaben der Hochspannung. Die Schwierigkeiten, die bei der wachsenden Erhöhung der Spannung in den Leitungsanlagen auftreten, liegen in erster Linie in der Isolation der stromführenden Teile gegenüber Erde und anderen stromführenden Teilen. Es sind daher eingehende Untersuchungen erforderlich gewesen über die Vorgänge in den Isolationsschichten. Bei Niederspannung anlagen spielen die hier in Betracht kommenden Erscheinungen keine Rolle, weil die Isolation in den weitaus meisten Fällen viel reichlicher bemessen ist, als es eigentlich erforderlich wäre. Um den Anforderungen der Hochspannungstechnik genügen zu können, mußte eine besondere F e s t i g k e i t s l e h r e ausgearbeitet werden, welche die erforderlichen Formen und Maße der zur Isolation bestimmten Elemente

4. Vorgänge in der Umgebung eines elektrischen Leiters.

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in derselben Weise zu berechnen gestattet, wie die mechanische Festigkeitslehre dies bei Maschinenteilen ermöglicht. Die hoch isolierten Leitungen sind S t ö r u n g e n viel mehr ausgesetzt als die mit weniger Isolationsmaterial arbeitenden Niederspannungsanlagen. Es ist daher eine weitere Aufgabe, die Ursachen der Störungen aufzusuchen und durch geeignete Mittel unschädlich zu machen. Es ist ferner nicht zu vergessen, daß hochgespannte Ströme sowohl für Menschen und Tiere als auch für Sachen bedeutende G e f a h r e n in sich tragen. Die Technik muß also durch zweckmäßige Anlage und durch Anbringung von Schutzmitteln die Gefahren beseitigen. Wie schon oben gesagt, entstehen die Hochspannungsanlagen besonders dadurch, daß kleine Zentralen zu großen Werken vereinigt werden. Damit die großen Versorgungsgebiete, welche von solchen Zentralen abhängen, nicht durch Betriebsstörungen geschädigt werden, muß die Anlage so getroffen werden, daß die größtmögliche Sicherheit in der Lieferung der Energie erzielt wird. Die Hochspannungstechnik hat daher besondere S c h a l t a n l a g e n erforderlich gemacht, die von den in Niederspannungswerken üblichen sehr wesentlich abweichen.

II. Das elektrostatische Feld und die elektrischen Isolationen. 4. Vorgänge in der Umgebung eines elektrischen Leiters. Schickt man Elektrizitätsmengen durch einen elektrischen Leiter, dann entsteht in dessen Umgebung ein e l e k t r o m a g n e t i s c h e s und ein e l e k t r o s t a t i s c h e s

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Π. Das elektrostatische Feld u. d. elektrischen Isolationen.

Feld. Man stellt solche Felder durch Kraftlinien dar, d. h. durch Strahlen, welche durch ihre Richtung an jeder Stelle die Richtung der dort selbst wirksamen Kraft und durch ihre Dichte die Stärke dieser Kraft zum Ausdruck bringen. Die Kraftlinien des elektromagnetischen Feldes sind geschlossene Linien, welche den" Stromträger umkreisen. Sie verschwinden, wenn die Elektrizitätsmengen in Ruhe sind und vermehren sich an jedem Ort proportional mit der Stärke des fließenden Stromes. Mit Hilfender elektromagnetischen Kraftlinien macht man die vom Strom bewirkten mechanischen Kräfte anschaulich. Die Kraftlinien des elektrostatischen Feldes treten normal aus der Oberfläche des Leiters aus, ihre Zahl ist abhängig von der Höhe der Potentialdifferenz zwischen dem Leiter und den in seiner Umgebung befindlichen anderen Leitern bzw. der Erde. Vom Strom sind sie unabhängig. Das elektrostatische Feld wird bei Niederspannungsanlagen fast immer vernachlässigt, weil seine Wirkungen die Arbeitsweise der Anlage nicht beeinflussen. Bei Hochspannungsanlagen sind jedoch diese Wirkungen von ausschlaggebender Bedeutung. Die elektrischen Kraftlinien — auch Induktionslinien, Spannungslinien oder Verschiebungslinien genannt — dienen zur Klarstellung der durch die Spannung bewirkten elektrischen Kräfte und Beanspruchungen. Die hier gültigen Gesetze sind in Band I der im gleichen Verlage erschienen' Einführung in die Starkstromtechnik von Professor J. H e r r m a n n niedergelegt. Es* isV aber mit Rücksicht auf die bei Hochspannung auftretenden Erscheinungen erforderlich, ihnen die für bestimmte Fälle passende technische Auslegung zu geben.

5. Dielektrischer Widerstand; Kapazität.

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Ist eine Elektrizitätsmenge Q = 1 auf einem punktförmigen Leiter konzentriert, dann gehen die elektrischen Kraftlinien strahlenförmig nach allen Richtungen aus. Wird nun um Q mit dem Radius 1 eine Kugel geschlagen und aus der Oberfläche derselben ein Stück von 1 qcm herausgeschnitten, dann setzt man die durch dieses Stück gehende Kraftlinienzahl gleich 1. Im ganzen geht also von der Ladung Q eine Kraftlinienzahl aus Ν =4π·φ. Dieser gesamte Kraftlinienfluß oder Verschiebungsstrom ist auf jeder um Q geschlagenen Kugel derselbe. Da jedoch die Kugeln sich nach außen hin mehr und mehr vergrößern, so nimm ο die Dichte der Kraftlinien oder die elektrische Feldstärke mit zunehmendem Radius ab. Für einen Radius χ ergibt sich ζ. B. eine Feldstärke jy Q x

ίπχ2

χ2

Zu jeder positiven Elektrizitätsmenge gehört eine gleich große negative in einer endlichen Entfernung. Zwischen beiden breitet sich das elektrostatische Feld aus, dessen Formen und Wirkungen nachstehend für besonders wichtige Leitergebilde betrachtet werden sollen.

6. Dielektrischer Widerstand; Kapazität. Zwei leitende Flächen (Fig. 3) stehen einander parallel in einem Abstände I + Q gegenüber. Sie seien mit einer Poten- — tialdifferenz e = V1 — V2 geladen. Wenn der Zwischenraum mit einem leitenden Fi& '· 3 · Material erfüllt wäre, dann würde ein elektrischer Strom fließen, dessen Größe sich aus dem

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II· Das elektrostatische Feld u. d. elektrischen Isolationen.

elektrischen Widerstande nach dem Ο hm sehen Gesetz berechnen läßt. Es wäre also •

7

e

e

Wenn der Zwischenraum dagegen mit einer isolierenden Masse oder einem Dielektrikum erfüllt ist, dann bildet sich ein elektrisches Kraftlinienfeld aus. Die G öße des entstehenden Kraftlinienstromes kann durch ein dem Ohmschen Gesetz nachgebildetes Gesetz berechnet werden. Bezeichnet man nämlich diesen Verschiebungsstrom mit N, dann ist v e e Λ = — = ε · q •T . iu l Man nennt hierin it) den d i e l e k t r i s c h e n W i d e r s t a n d oder V e r s c h i e b u n g s w i d e r s t a n d , ε heißt die die l e k t r i s c h e L e i t f ä h i g k e i t oder D i e l e k t r i z i t ä t s k o n s t a n t e . Die Kraftlinien sind in diesem Falle annähernd parallele gerade Linien und haben gleichen Abstand. Als Ursache des Kraftlinienflusses sind die auf beiden Grenzflächen befindlichen Elektrizitätsmengen zu betrachten, die man sich gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt vorstellen muß. Da der gesamte Kraftlinienfluß auf Grund der gewählten Einheit einer Elektrizitätsmenge Q sich nach dem vorigen Abschnitt auch gleich i τι Q ergibt, so folgt auch für den vorliegenden Fall V = 4 π Q = ε · -j · e . V

Es besteht also die Beziehung 1

den dielektrischen Widerstand der fraglichen Isolationsschicht, dann kann der Hystereseverlust angenähert durch folgende Formel berechnet werden: φη

=

a·ν·

26 Π. Das elektrostatische Feld u. d. elektrischen Isolationen. Hierin ist α eine Materialkonstante und ν die Periodenzahl. Da alle Isolationsmaterialien in ihrer Struktur nicht so gleichmäßig sind wie die Metalle, so erklärt es sich, daß an einzelnen Stellen der Schicht die Wärmeansammlung viel größer ist als an anderen. Begünstigt wird diese Anhäufung der Wärme noch durch den Umstand, daß die Isolationsmaterialien schlechte Leiter der Wärme sind. Diese Anhäufung ist von besonderer Bedeutung, weil in der Wärme die Widerstandsfähigkeit der Materialien nachläßt.

9. Die Brechung von Kraftlinien. Beim Übertritt von einem Material in ein anderes werden die Kraftlinien in ähnlicher Weise gebrochen wie die Lichtstrahlen. Bezeichnet f j die Dielektrizitätskon stante des einen Mediums und ε2 diejenige des zweiten, dann gilt die Gleichung (Fig. 10): _ tang«! ε2 tanga 2 Fig. 10.

Fällt demnach eine elektrische Kraft-

10. Der Durchschlag.

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linie in senkrechter Richtung auf eine Trennfläche, dann geht sie ungebrochen weiter. Ist die Dielektrizitätskonstante des einen Materials sehr groß gegenüber der des zweiten, dann gehen die Kraftlinien nahezu senkrecht aus ihm heraus. Beim Übergang aus einem der üblichen festen Isolationsmaterialien in die Luft liegt dieser Fall praktisch vor. Für die Zeichnung eines elektrostatischen Feldes ist die Kenntnis dieses Gesetzes sehr wertvoll. Es ermöglicht auch in Fällen, die der mathematischen Berechnung der Kraftlinien schwer zugänglich sind, gewisse praktische Schlüsse zu ziehen.

10. Der Durchschlag. Steigert man die Beanspruchung eines Isolationsmaterials schrittweise immer mehr und mehr, dann kommt man an eine Grenze, bei welcher das Material keinen Widerstand mehr zu leisten vermag und durchbrochen wird. Es tritt dann ein S t r o m ü b e r g a n g ein. Man nimmt an, daß an dem Punkt des Durchschlages die vorhergehende Erwärmung eine besonders hohe gewesen ist, so daß schließlich das Material stromleitend geworden ist. Für diese Annahme spricht die Tatsache, daß Isolationsschichten gleicher Art erst bei einer etwas höheren Beanspruchung durchschlagen werden, wenn man Elektroden aus Kupfer nimmt oder wenn man quer zur Richtung der Beanspruchung dünne Kupferschichten einlegt. In beiden Fällen wirkt das Kupfer als guter Wärmeleiter kühlend. Der Durchschlag braucht nicht immer ein v o l l k o m m e n e r zu sein, d. h. es braucht nicht ein Stromübergang von einer Elektrode zur anderen einzutreten, weil die Beanspruchung der einzelnen Teile des Weges verschieden sein kann. Wenn zwei ebene

28 Π. Das elektrostatische Feld u. d. elektrischen Isolationen. Metallflächen ζ. B. durch zwei Glasschichten und eine zwischen diesen liegende Luitschicht (Fig. 11) getrennt sind, dann wird das Spannungsgefälle in der Luft etwa fünfmal so groß sein als in dem Glas, weil \ \ die Dielektrizitätskonstanten von Luft und Ι ; Glas im Verhältnis 1 : 5 stehen. In der Luft \ \ erfolgt dann der Durchschlag in Form von ; ξ vielen violetten Funken, die mit einer star; ; ken Ozonentwicklung verbunden sind. Die ί i beiden Glasplatten können die Gesamtspannung hierbei dauernd aushalten. Nach dieF j g JJ sem Prinzip arbeiten die in Abschnitt I genannten Ozonapparate. Auch in einer Schicht eines gleichartigen Materials ist die Möglichkeit eines teilweisen Durchschlages gegeben, nämlich dann, wenn die Elektroden keine ebenen Flächen sind. Es wird eine der hoch beanspruchten Stellen durchschlagen werden. Bei festen Materialien wird dann der übrig bleibende Best die volle Spannung aufnehmen müssen und in den meisten Fällen ebenfalls zerstört werden. Bei einer zylindrischen Isolation ist hiernach stets zu erwarten, daß der Durchbruch an der inneren Haut einsetzen wird.

11. Technologie der festen Isolationsmaterialien. Bei der Beurteilung eines Isolationsmaterials für die Hochspannungstechnik kommt es nicht allein auf die elektrischen Eigenschaften an. Da der Aufwand an Material für eine einzelne Isolation hier viel größer ist als bei Niederspannungseinrichtungen, treten häufig auch erhebliche mechanische Beanspruchungen auf. Auch die Widerstandsfähigkeit gegen Wärme, Feuchtigkeit und chemische Angriffe ist für Hochspannungszwecke von erhöhter Bedeutung. Die Ansprüche sind daher in den einzelnen Fällen sehr verschieden.

11. Technologie der festen Isolationsmaterialien.

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Man verwendet in der Hochspannungstechnik fast ausschließlich künstlich hergestellte Stoffe, weil die Natur uns keine genügend reinen und damit zuverlässigen Materialien gibt. Im folgenden sind einige der wichtigsten festen Baustoffe für Isolationen besprochen. a) H a r t p o r z e l l a n . Dasselbe besteht aus K a o l i n mit einem Zusatz von F e l d s p a t und Q u a r z als Flußmittel. Nach dem Schlämmen und Mischen werden aus der knetbaren Masse durch Gießen, Drehen oder Stanzen die gewünschten F o r m s t ü c k e hergestellt und dann langsam getrocknet. Nach einem ersten Glühprozeß in der oberen Etage des Brennofens werden die Arbeitsstücke mit der G l a s u r versehen, die aus einer Mischung aus Porzellanerde und Kieselverbindungen besteht. Darauf erfolgt das Brennen in großen Öfen bei einer Temperatur von etwa 1500 Grad während einer Zeit von 14 bis 24 Stunden. Hartporzellan ist der vorzüglichste Baustoff für Außenisolatoren, weil es gegen Feuchtigkeit, schroffe Temperaturwechsel und chemische Einflüsse absolut unempfindlich ist. Seine guten Oberflächeneigenschaften haben den Anlaß gegeben, es auch für Innenisolationen zu verwenden. Bei den Konstruktionen ist darauf zu achten, daß die Festigkeit gegen Druck ziemlich hoch ist, nämlich 4780 kg/qcm; gegen Zug ist sie nur etwa 1700 kg/qcm und gegen Biegung 500 kg/qcm. b) M i k a n i t . " Reiner N a t u r g l i m m e r wäre an sich ein sehr gutes Isolationsmaterial. Da aber nur verhältnismäßig kleine Stücke beim Abbau gewonnen werden, so stellt sich der Preis für größere Isolationsteile sehr hoch. Man hat daher ein Verfahren ersonnen, aus kleinen Stücken von gespaltenem Rohglimmer mit Hilfe eines K l e b e l a c k e s Tafeln herzustellen, bei denen sich die

30 Π. Das elektrostatische Feld u. d. elektrischen Isolationen einzelnen aufeinander gelegten Stücke immer möglichst überlappen." Durch Druck und Wärme entfernt man den Überschuß von Klebematerial und erhält auf diese Weise ein in der Wärme biegsames Material, welches zu den verschiedensten Formstücken verarbeitet werden kann. Für die Hochspannungszwecke kommt nur sehr dichtes und lackarmes Material in Betracht. Die natürlichen Bauformen sind neben den Platten zylindrische Rohre, die durch Aufwickeln dünner Platten auf einen heißen Dorn entstehen. Es gibt hier besondere Verfahren, um durch Anwendung eines außerordentlich hohen radialen Drucks bei gleichzeitiger Wirkung einer Temperatur von etwa 250 Grad das Bindemittel so weit zu entfernen, daß ein dem natürlichen Glimmer sehr nahestehendea Produkt, der sog. R e i n g l i m m e r , entsteht. c) P a p i e r p r o d u k t e . Trockenes Papier ist an sich ein sehr guter Isolator. Da es jedoch sehr begierig Feuchtigkeit aus der Luft ansaugt, so muß man die Poren mit ö l oder Harz verschließen. In der Fabrikation von Hochspannungskabeln wird fast ausschließlich Papier verwendet, und zwar getränkt mit bituminösen Harzen, die in Harzöl gelöst sind. Für den Maschinenund Apparatebau wird aus getränktem Papier ein holzartiges Produkt hergestellt, welches in seinen elektrischen Eigenschaften dem Glimmer ziemlich nahe kommt, aber wesentlich billiger ist. Zu dieser Gruppe von Materialien gehört ζ. B. das von der Firma M e i r o w s k y & Co. hergestellte P e r t i n a x . Es wird gewonnen, indem man das mit Harzen gesättigte Papier bei hoher Temperatur unter starker Spannung über einen Dorn laufen läßt, bis die aufgewickelte Schicht die gewünschte Dicke erreicht. Nach dem Erkalten und Abziehen vom Dorn kann aus den Röhren durch Niederpressen in der Wärme

11. Technologie der festen Isolationsmaterialien.

31

ein plattenförmiges Material hergestellt werden. Platten und Rohre dienen also auch hier als Ausgangsprodukt. Durch Sägen, Bohren, Schneiden und Pressen in der Wärme lassen sich alle gewünschten Formen herstellen. Der Elastizitätsmodel ist 80 000—120 000 und die Zugfestigkeit 1000 kg/qcm. Gegenüber Mikanit besteht der Vorteil einer besseren Haltbarkeit in öl. d) L e i n e n u n d ä h n l i c h e F a s e r s t o f f e . Solche werden teils in der Kabelfabrikation, besonders aber im Maschinenbau viel verwendet. Auch hier ist eine Tränkung mit einem isolierenden ö l l a c k erforderlich. Zum Unterschied gegen die eben beschriebenen Papierstoffe sei darauf hingewiesen, daß bei Leinen die Faser nicht selbst den Isolator darstellt, sondern nur den Träger eines solchen, nämlich des öllackes. Die Herstellung erfolgt im großen in der Weise, daß die Faserstoffe wie Leinen, Seide, Gaze und Tuche langsam durch den aus amerikanischen Harzen und Öl bestehenden Isolierlack gezogen und dann in langen Kammern bei etwa 100 Grad getrocknet werden. Neben hoher elektrischer Festigkeit weisen solche Stoffe eine recht beträchtliche mechanische Festigkeit auf. Das gilt besonders von den daraus schräge zur Faserrichtung geschnittenen Diagon a l b ä n d e r n , die für Wicklungen viel verwendet werden. e) C o m p o u n d . Hierunter versteht man Mischungen aus Produkten der Teerindustrie, die in der Wärme flüssig sind und beim Erkalten fest werden. Sie dienen namentlich zur Ausfüllung von schädlichen Lufträumen, aber auch zur alleinigen Isolation von Wicklungen. Im flüssigen Zustande muß eine genügende Saugefähigkeit vorhanden sein, damit die Poren der Faserstoffe gut verschlossen werden. Es werden harte und weiche Sorten

32 Π. Das elektrostatische Feld u. d. elektrischen Isolationen. verwendet; die ersteren haben den Vorteil der ölbeständigkeit. Meist erfolgt die Imprägnierung in einem Kessel unter künstlichem Druck. f) H a r t g u m m i ist der wichtigste Vertreter derjenigen Gruppe von Isolationsmaterialien, welche sich auf einen Metallkörper von beliebiger Form so aufbringen lassen, daß eine allseitige feste Umschließung stattfindet. Man verwendet in der Elektrotechnik hauptsächlich den v u l k a n i s i e r t e n K a u t s c h u k , für den es eine große Zahl von Mischrezepten gibt. Die Hauptbestandteile sind immer Gummi und Schwefel. Das spezifische Gewicht schwankt je nach Güte zwischen 1,1 und 1,7. Die Zerreißfestigkeit der harten Qualitäten geht herauf bis auf 750kg/qcm bei Zug und auf 1200 kg/qcm bei Druck. Metallteile können direkt mit einvulkanisiert werden. Für die Bearbeitung der einzelnen Sorten geben die Hartgummifabriken bestimmte Regeln heraus. Außer den Pflanzenharzen werden in neuerer Zeit auch mehr und mehr synthetische Harze verwendet, ζ. B. das aus Phenol und Formaldehyd gewonnene Bakelit. g) Glas. Wegen der nicht genügenden Widerstandsfähigkeit gegen Stoß und Schlag ist Glas für die meisten Zwecke nicht geeignet, obgleich es wegen seiner hohen Dielektrizitätskonstanten in vielen Fällen gute Dienste leisten könnte. Die Oberfläche wird von der atmosphärischen Luft mit der Zeit etwas angegriffen. In Amerika und Frankreich wird Glas zum Bau von Außenisolatoren verwendet. Die Gefahr des Zerspringens bei plötzlicher Abkühlung durch einenGe witterregen nach vorhergehender Erwärmimg durch die Sonnenstrahlen läßt sich jedoch selbst durch eine sorgfältige Herstellung nicht beseitigen.

12. Elektrische Festigkeit der festen Isolationsmaterialien.

33

12. Elektrische Festigkeit der festen Isolations materialien. Man prüft gewöhnlich die D u r c h s c h l a g s f e s t i g k e i t , indem man das Material zwischen zwei ebene Metallplatten bringt und die Spannung zwischen diesen in Zeitabständen von 2—5 Minuten in angemessener Weise erhöht. Die Ablesung der Spannung erfolgt meist auf der Niederspannungsseite des benutzten Hochspannungstransformators , sowas zulässig ist, wenn 90' nicht etwa die Prüfstücke sehr groß oder stromdurchlässig sind. Die langsame Steigerung der Spannung «2 6 0 ist deswegen erforderlich, soweil der Durchschlag nicht 40immer sofort eintritt, sondern erst nach einer gewissen E r m ü d u n g . Das ist leicht verständlich, weil als Ursache des Leitendwerdens die Wärme er1 i Ö 4 0 6 7 S & / 0 kannt wurde. Wenn man Jhvke in m m die gefundene Zahl der Fig. 12. Volt durch die Dicke der Schicht in Zentimeter dividiert, dann erhält man die spezifische Durchschlagsspannung oder die maximale Beanspruchungsfähigkeit in Volt/cm. Es zeigt sich, daß diese Zahl bei allen Materiaüen mit zunehmender Dicke etwas nachläßt. In Fig. 12 ist ζ. B. die Durchschlagsspannung von Porzellan nach Versuchen W e i k e r s in Abhängigkeit von der Dicke (mm) aufgetragen. Für Mikanit und und lackarmem Reinglimmer, sowie für Pertinax sind F i s c h e r , Hochspannungstechnik.

3

34 II. Das elektrostatische Feld u. d. elektrischen Isolationen. die Durchschlagsspannungen aus den Schaulinien in Fig. 13 zu ersehen. Die Versuche beziehen sich auf zwei verschiedene Temperaturen, nämlich auf 15 Grad und auf • / * β 80 Grad. Wie ersicht100 /BemglurmwrbuSO

SO 80 |

^ertinaxleiSO"

70

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TertinaxkaM ih

I 30

A ^20 10 2

3

4

li7icndstitrhe F i g . 18.

0

6 in

mm

^

b e s t e h t

b e i

P e r

.

tinax schon in diesem Meßbereich eine gewisse Abhängigkeit von der Temperatur. Das kann man bei manchen anderen Stoffen ebenfalls fest·· stellen. Die Abhängigkeit von der S c h i c h t d i c k e ist von W a l t e r durch die Formel zum Ausdruck gebracht worden: e = c·

.

Für einige Materialien trifft dieser Zusammenhang zu, für andere ergeben sich Abweichungen bis zu 25%. Auch die P e r i o d e n z a h l bat einen Einfluß auf die Widerstandsfähigkeit. Bei höheren Periodenzahlen wird die Durchschlagsfestigkeit erheblich kleiner. Für die Berechnung von Isolierkörpern auf elektrische Festigkeit ist auch noch die D i e l e k t r i z i t ä t s k o n s t a n t e von Interesse, weil von ihr die Spannungsverteilung bei Hintereinanderschaltung verschiedener Schichten abhängt. Auch diese Ziffer ist nicht unabhängig von den besonderen Umständen, ζ. B. von der Beanspruchung und von der Temperatur. Für die in der:

13. Die Luft als Isolator.

35

Praxis meist vorherrschenden Verhältnisse gelten folgende Werte: Porzellan Glimmer Mikanit Pertinax Crownglas Hartgummi Luft

ε „ „ „ „ „ „

= = = = = = =

5,5 6 5 4,5 7 2,3 1

13. Die Luft als Isolator. Eine genaue Kenntnis der elektrischen Eigenschaften, der Luft ist für den Hochspannungstechniker schon deswegen von großer Wichtigkeit, weil man die Luft meist nicht ganz ausschalten kann. Die spezifische Durchschlagsfestigkeit ist zwar an sich nicht hoch. Gegenüber allen festen Materialien besteht aber der Vorteil, daß sich eine durchschlagene Strecke von selbst wieder erneuert. Es zeigt sich, daß die elektrische Festigkeit der Luft direkt proportional ist dem D r u c k und umgekehrt proportional der absoluten T e m p e r a t u r . Man kann sie also für einen beliebigen Barometerstand Β und einer absoluten Temperatur Τ aus dem Wert e' bei normalem Barometerstande und bei einer Temperatur von 20 Grad nach der folgenden Formel berechnen: ,

Β

293

Wegen der Vergrößerung der Durchschlagsspannung mit wachsendem Druck hat man in neuerer Zeit verschiedentlich die Druckluft zur Isolierung von Hochspannungsapparaten empfohlen. 3*

36 II· Das elektrostatische Feld u. d. elektrischen Isolationen. Wie bei festen Körpern besteht eine Abhängigkeit der spezifischen Durchschlagsspannung von dem Elektrodenabstand. Da die Metallteile hier stets allseitig von dem isolierenden Material umspült sind, so wird die Durchschlagsfestigkeit je nach der Form der Elektroden sehr verschieden sein. Im folgenden geben wir eine Versuchstabelle der Cie. de l'Industrie Electrique et Mecanique wieder; die Spannung ist dabei in Effektivwerten ausgedrückt. Abstand in mm 10 20 30 40 60 80 100

Spitze und Platte 9 500 15 000 20 000 25 000 31 000 38 000 44 000

Kugel und Platte 17 000 23 000 28 000 32 000 40 000 48 000 54 000

Zwei Kugeln 20 000 33 000 41000 47 000 55 000 62 000 - —

Man benutzt zur Messung hoher Spannungen häufig die Überschlagsweite zwischen zwei Nähnadeln. Nach den Untersuchungen Weikers ist der Zusammenhang zwischen Elektrodenabstand und Spannung ein sehr komplizierter. Man unterscheidet nämlich: a) A n f a n g s s p a n n u n g , d. h. diejenige Spannung, bei welcher der erste teilweise Durchschlag, das sogenannte erste sichtbare Glimmen einsetzt. b) Grenzspannung der G l i m m e n t l a d u n g , d. h. diejenige Spannung, bei welcher der Übergang zur Büschelentladung eintritt. c) Grenzspannung der B ü s c h e l e n t l a d u n g , d. h. diejenige Spannung, bei welcher sich ein Büschellichtbogen bildet. d) F u n k e n s p a n n u n g , d. h. diejenige Spannung, bei welcher der Lichtbogen besteht.

13. Die Luft als Isolator.

37

In Fig. 14 sind Kurven aufgezeichnet, aus welchen man die Werte einzelner Spannungen in Abhängigkeit von dem Abstand ermitteln kann. Bei kleinen Abständen fällt die

Jilektrodenabstand Fig. U.

Anfangsspannung mit der Funkenspannung nahezu zusammen. Wie ersichtlich sind auch Grenzgebiete vorhanden, bei denen die Messung nicht möglich ist; sie sind durch Schraffur kenntlich gemacht.

Wegen der Unsicherheit der spitzen Elektroden ist von P e t e r s e n als Normalfunkenstrecke eine Z y l i n d e r f u n k e n s t r e c k e vorgeschlagen worden, die sehe^ matisch in Fig. 15 wiedergegeben ist. Man kann l· - · — • bei dieser Anordnung die Beanspruchung in den einzelnen Teilen genau Fig. 15. nachrechnen. Außerdem besteht der Vorteil, daß eine Beeinflussung durch fremd e Felder nicht möglich ist. Zur Vermeidung von Randstrahlen ist der äußere Zylinder abgerundet.

3 8 II. Das elektrostatische Feld u. d. elektrischen Isolationen. Der Durchschlag in der Luft ist stets mit einer Lichterscheinung verbunden, einerlei ob es sich um einen vollständigen Stromschluß in der Form des Lichtbogens oder nur um einen teilweisen Durchschlag handelt. Ein teilweiser Durchschlag bewirkt ζ. B . die Erscheinung des G l i m m e n s von Leitungen. Läuft ein zylindrischer Leiter, der von allen anderen Leitern eine genügende Entfernung hat, parallel mit der Erdoberfläche, dann ist natürlich die Beanspruchung sehr ungleich; sie ist an der Oberfläche sehr groß und nimmt nach außen rasch ab. Bei einer bestimmten Gesamtspannung tritt das sog. Glimmen ein, weil die Luft in der Nähe der Oberhaut des Drahtes durchschlagen wird. Die umgebende Luft wird dabei zu einem Leiter und bewirkt eine scheinbare Vergrößerung des Drahtdurchmessers. Wegen der auftretenden Ladeströme durch die Luft und wegen der chemischen Wirkungen ist mit dem Glimmen ein Wattverlust verbunden, der jedoch meist nicht beträchtlich ist. Glimmentladungen treten besonders leicht an Ecken und Spitzen auf, weil hier die Beanspruchung am stärksten ist. In der Natur kommt diese Lichterscheinung in der Form des St.-Elmsfeuers vor.

14. Flüssige Isolationsmaterialien. Neben der Luft spielt auch das ö l als Isolator für die Hochspannungstechnik eine besondere Rolle. Es hat mit der Luft die Eigenschaft gemeinsam, daß sich eine durchschlagene Stelle von selbst wieder erneuert. Ein Vorteil gegenüber der Luft ist darin zu sehen, daß seine Dielektrizitätskonstante nicht so sehr abweicht von derjenigen der üblichen festen Isolationsmaterialien. Daher ist das Feld an den Übergangsstellen gleichmäßiger.

15. Überschläge und Randentladungen.

39

Die Isolierung ist meist nicht die einzige Aufgabe, die das ö l zu erfüllen hat. Eine weitere, sehr wichtige, ist die Abführung und Verteilung der W ä r m e von den betriebsmäßig erwärmten Teilen. Man verlangt daher von dem öl, daß es leichtflüssig ist und nicht zur H a r z b i l d u n g neigt. Die elektrischen Eigenschaften leiden sehr, wenn das ö l v e r u n r e i n i g t ist. Vor allen Dingen darf es weder Luft noch Wasser enthalten, weil beide Stoffe die Durchschlagsfestigkeit sehr stark beeinträchtigen, Die Luft wird durch E v a k u i e r e n des ölkessels beseitigt. Zur Entfernung des Wassers ist längeres A u s k o c h e n erforderlich. Man kann es auch auf chemischem Wege unschädlich machen, ζ. B. durch Chlorkalzium oder metallisches Natrium. Bei den mittleren Transformatorölen ergibt sich eine Durchschlagsspannung von etwa 100 000 Volt/cm.

15. Überschläge und Randentladungen. Sind die metallischen Elektroden nicht vollkommen in das Isolationsmaterial eingebettet, dann stehen der Spannung immer zwei Wege zur Verfügung, die beide parallel geschaltet sind. Wenn \ ,a ζ. B. zwei Platten, wie in Fig. 16 angedeutet ist, durch eine Isolier- ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ schicht getrennt sind, dann beχ steht neben der Möglichkeit des Durchschlages durch die Schicht noch die des U b e r s c h l a g e s um Τ Τ Τ Τ T T Τ'Τ den Rand herum. Man kann < F l g ' 1β· die Berührungsfläche zwischen dem festen Material und der Luft als leitend ansehen, weil die Luft hier sehr stark ionisiert ist. Die obere kleinere Elektrode erscheint hierdurch künstlich ver-

40 II· Das elektrostatische Feld u. d. elektrischen Isolationen. größert. Infolgedessen nimmt die Oberfläche der Isolierschicht, welche außerhalb der kleinen Elektrode liegt, auch an dem elektrischen Vorgang teil. Die hierzu erforderlichen Ladungsströme werden in der Form von sog. Gleit f u n k e n den entfernteren Teilen der Oberfläche zugeführt. Um ein Bild von dem Vorgang zu erhalten, kann man sich die gleichmäßig verteilte Kapazität in einzelne elementare Kondensatoren zerlegt denken, wie es in dem unteren Teil der Fig. 16 schematisch zum Ausdruck gebracht ist. Die einzelnen E l e m e n t a r k o n d e n s a t o r e n müssen dann offenbar von der kleineren Elektrode aus durch die Lufthaut geladen werden. Der Ladestrom in der Nähe des Randes wird dann natürlich am größten sein müssen, weil er die Summe darstellt von allen einzelnen Ladeströmen, die bis zum Rande des Isolationsmaterials abgegeben werden. Nach außen nimmt daher auch die Lichterscheinung mehr und mehr ab. Wenn diese Vorstellung richtig ist, dann muß der Ladestrom offenbar von der P e r i o d e n z a h l abhängig sein, und zwar muß er ihr proportional sein. Hält man ζ. B. an einer und derselben Prüfeinrichtung die Spannung konstant, während man die Periodenzahl verändert, dann muß die Lichterscheinung mit wachsender Periodenzahl zunehmen. In Fig. 17 ist bei einer Anordnung nach Fig. 16 das Lichtbild photographisch aufgenommen worden; bei gleicher Höhe der Spannung und gleicher Belichtungszeit ergibt sich bei 30 Perioden das Bild Fig. 16 a und bei 60 Perioden das Bild Fig. 16 b. Bei längerer Dauer des Bestehens einer solchen Oberflächenwirkung wird gewöhnlich der Überschlag durch die Luft eingeleitet, welcher mit einem Lichtbogen verbunden ist. Die Oberflächenentladungen können namentlich bei f a s e r i g e n Isolierstoffen schädlich werden, weil

16. Gesichtspunkte für die Konstruktion von Isolatoren.

41

sie die Fasern allmählich karbonisieren, und damit leitend machen. Auch das auftretende Ozon ist in vieler Hinsicht schädlich.

a.

Fig. 17.

b.

Vergrößert man die Dicke der Schicht, dann wird die Kapazität der angenommenen Elementarkondensatoren verkleinert und die ganze Wirkung abgeschwächt.

III. Isolierung yon Hochspannungsmaschinen und -Apparaten. 16. Gesichtspunkte für die Konstruktion von Isolatoren. Man versteht unter Isolatoren diejenigen Konstruktionsteile, welche die Aufgabe haben, spannungfiihrende Leiter gegeneinander abzugrenzen. Je nach dem Aufstellungsort unterscheidet man zwischen Außenisolatoren und Innenisolatoren. Da Maschinen und Apparate gewöhnlich in gedeckten Räumen Aufstellung finden, so

42

Π Ι . Isolierung ν. Hochspannungsmaschinen u. -Apparaten.

kommen hier zunächst nur die Isolationen für Innenräume in Betracht. Nach dem Verwendungszweck kann man auch unterscheiden zwischen T r a g - oder S t ü t z i s o l a t o r e n und D u r c h f ü h r u n g s i s o l a t o r e n . Bei den ersteren ist ein Leiter in einem gewissen Abstände von anderen Leitern oder der Erde zu erhalten; bei den anderen soll ein Leiter durch einen zweiten hindurchgeführt werden. Alle Isolierkörper müssen genügende elektrische und mechanische Festigkeit besitzen. Hinsichtlich der mechanischen Beanspruchung ist nicht zu vergessen, daß die Kurzschlüsse bei Hochspannungsanlagen viel heftiger sind als bei Niederspannungsanlagen, und daß demzufolge bei Kurzschlüssen sehr hohe mechanische Kräfte auf das Isolationsmaterial ausgeübt werden können. Im übrigen gelten für die mechanische Konstruktion die Grundsätze des allgemeinen Maschinenbaues unter besonderer Berücksichtigung der technologischen Eigenschaften der hier in Betracht kommenden Materialien. Für die Konstruktion in elektrischer Hinsicht ist der S i c h e r h e i t s f a k t o r von besonderer Bedeutung. Man versteht darunter das Verhältnis Überschlags- oder Durchschlagsspannung Betriebsspannung Stellt man die Werte dieses Faktors, wie sie sich nach der Erfahrung als notwendig ergebeil haben, für verschiedene Betriebsspannungen zusammen, dann erhält man nach K ü h l m a n η die in Fig. 18 dargestellte Kurve, Bei kleineren Spannungen ist, wie ersichtlich, der Sicherheitsfaktor viel größer als bei Hochspannung. Man sucht so weit als möglich anzustreben, daß der Durchschlag nicht durch das feste Isolationsmaterial erfolgt, sondern

17. Tragisolatoren und Klemmen für Innenräume.

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durch die umgebende Luft oder durch das umgebende öl. Sollte also die Spannung um den Sicherheitsfaktor größer werden als die normale Betriebsspannung, dann kann der Ausgleich in Form eines Überschlages ^ erfolgen, wobei der Isolierkörper selbst unversehrt 45 j . bleibt. Der Luftweg stellt J alsoeineArtSicherheits- fc f u n k e n s t r e c k e dar. [ξ · Bei allen Isolationen ist ^ 2 möglichst anzustreben, daß sich keine unsicheren Uberg a n g s w i d e r s t ä n d e ein20 40 60 SO 100 1iO 140 Spannung irr Kilovolt schleichen, die leicht die F i g . 18. Spannungsverteilung ungünstig beeinflussen könnten. Es sollen die arbeitenden Flächen der Isolation möglichst direkt mit. den zu isolierenden Metallteilen in Verbindung stehen.

17. Tragisolatoren und Klemmen für Innenräume. Sie dienen dazu, Leitungsteile auf Apparaten und Maschinen zu tragen und zu isolieren. Als Material wird für diese Zwecke hauptsächlich Porzellan benutzt. Eine ältere Form eines Tragisolators, die aber für kleinere Spannungen auch heute noch viel angewendet wird, ist die des R i l l e n i s o l a t o r s . Wie die Fig. 19 zeigt, besteht er aus einem massiven Porzellankörper von zylindrischer Gestalt, dessen Oberfläche durch eingedrehte Rillen stark vergrößert ist. Durch Aufeinanderkitten von mehreren einzelnen Gliedern kann man einen zusammengesetzten Isolator für höhere Spannungen erzielen.

4 4 III. Isolierung v. Hochspannungsmaschinen u. -Apparaten.

Einen wesentlichen Fortschritt gegenüber dem Rillenißolator stellt der in Fig. 20 abgebildete T r a g i s o l a t o r der A l l g e m e i n e n E l e k t r i z i t ä t s - G e s e l l s c h a f t dar,

welcher ebenfalls aus Porzellan hergestellt wird. Die Konstruktion ist durch ihren nach unten zunehmenden Querschnitt starken Druck- undlBiegungsbeanspruchungen gewachsen. Außerdem sind Ungleichmäßigkeiten im Porzellan kaum möglich, weil der Innenraum hohl ist und bei der verhältnismäßig geringen Wandstärke ein mehr gleichmäßiger Brand erzielt wird. Ein Sprung des Isolators in der Längsrichtung macht ihn nicht sofort unbrauchbar. Die Abmessungen^sind so gewählt, daß bei einer plötzüch auftretenden höheren Spannung nicht ein Durchschlag, sondern ein Überschlag längs des Weges a erfolgt. Bei einem solchen Überschlag wird die glatte Oberfläche des Porzellans in keiner Weise beschädigt.

18. Durchführungsisolatoren.

45

Der innere Hohlraum muß luftdicht abgeschlossen sein, damit sich an den Wänden bei raschen Temperaturwechseln nicht Wasser niederschlägt. Dadurch würde nämlich die innere Wand leitend werden, und es bestünde dann die Gefahr, daß ein Überschlag längs der Innenwand durch die verstärkt auftretenden Ladeströme eingeleitet würde. Durch Aufsetzen geeigneter metallischer Garniturteile kann der Isolator für verschiedenartige Zwecke geeignet gemacht werden.

18. Durchführungsisolatoren. In Fig. 21 ist ein Durchführungsisolator im Schema gezeichnet. Das feste Dielektrikum und die umgebende Luft sind als parallel geschaltete dielektrische Widerstände zu betrachten. Es kann daher Durchschlag bei α oder Überschlag bei b erfolgen. Unter allen Umständen muß wieder angestrebt werden, daß der Überschlag zuerst erfolgt. Für kleinere Spannungen würde ein Rohr von genügender Länge aus einem geeigneten Isolationsmaterial eine ausreichende Isolierung ermöglichen. Die hier auftretenden Beanspruchungen sind in Kapitel II untersucht worden. Man erkennt leicht, daß bei höheren Spannungen der Spannungsgradient an der Oberfläche des inneren Leiters sehr groß wird, so daß kaum ein Material zu finden sein wird, welches standzuhalten Fig. 21. vermöchte. Man muß daher nach Mitteln suchen, um eine gleichmäßigere .Verteilung der Spannung zu erzielen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das zu

46 III. Isolierung ν. Hochspannungsmaschinen u. -Apparaten. erreichen. Der einfachste Weg ist in der Aufeinanderschichtung von zwei oder mehr Materialien von verschiedenen Dielektrizitätskonstanten zu suchen. Wählt man ζ. B. innen ein Rohr aus Porzellan und darüber ein solches aus Hartgummi, dann würden bei gleichen Abmessungen der beiden Rohre die dielektrischen Widerstände im Verhältnis 5 : 12 stehen. Da aber das innere Porzellanrohr dem Kraftlinienstrom einen kleineren Querschnitt darbietet als das äußere Hartgummirohr, so besteht annähernd Gleichheit der Widerstände. Multipliziert man also die beiden dielektrischen Widerstände mit dem Verschiebungsstrom, dann erhält man annähernd gleiche Teilspannungen. Bei passender Wahl der Dimensionen und der Materialien kann man so unter allen Umständen ohne erheblichen Materialaufwand eine sichere Isolation für sehr hohe Spannungen erzielen. Ein anderer Weg ist von N a g e l beschrieben worden und wird von den Siemens-SchuckertWerken viel benutzt. Auch hier wird eine Schichtung vorgenommen. Man verwendet aber für alle Schichten das gleiche Material. Dagegen ändert man die Querschnitte der einzelnenSchichten dadurch, daß man Fig. 22. die Höhe nach außen hin verkleinert. Im Schema gibt die Fig. 22 den

18. Durchfiihrungsisolatoren.

47

Aufbau dieses Isolators wieder. Um ein inneres Metallrohr wird zuerst eine Isolierschicht von der Höhe hx aufgelegt und dann außen mit Zinnfolie bekleidet. Darauf kommt eine neue Schicht Isolationsmaterial von gleicher Dicke, aber von der Höhe h2. Diese wird außen wieder mit Metall bekleidet. Die nächste Schicht bekommt wieder eine etwas geringere Höhe und wird ebenfalls mit Zinnfolio umkleidet. Ist s die jedesmalige Schichtdicke und ε die Dielektrizitätskonstante, dann sind die einzelnen dielektrischen Widerstände: =

2 =

ϊΐΙ

Wo

-

8 1 · ~3 Γ ' ε αχ·π s 1 "j Γ » ε α2· π n2

—

s ε

1 -ζ —. d3 · π na

Hierin bedeuten dlt d2, d3 die mittleren Durchmesser der Schichten. Mächt man : h2 : h& = d3 : d2 \ dlt dann wird IOJ = to2 = W3 . Die Größe der einzelnen Teilspannungen und somit die Beanspruchung der einzelnen Schichten wird also auch in diesem Fall an allen Stellen dieselbe sein. Bei der praktischen Ausführung wird die Zahl d'er Schichten sehr groß gemacht. Das Äußere wird mit Compound und Lack Gestrichen. Die Gefahr des "Überschlags ist bei dieser Konstruktion auch stark vermindert, weil auf die einzelnen Teile des Oberfläcbenweges immer gleiche Teilspannungen kommen. Als Material für diese Konstruktion kommt hauptsächlich Pertinax in Betracht. Man kann bei einem solchen Durchführungs-

48

III. Isolierung ν. Hochspannungsmaschinen u. -Apparaten.

isolator auch von einer Hintereinanderschaltung von einzelnen Kondensatoren sprechen. Daher h a t er auch die Bezeichnung K o n d e n s a t o r k l e m m e erhalten. Einen Durchführungsisolator, der auch starken mechanischen Beanspruchungen gewachsen ist, hat K ü h l m a n η für die Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft entworfen. Als Material ist wieder Porzellan verwendet, und die Form schließt sich an den weiter oben beschriebenen Tragisolator derselben Firma an. Wie die Fig. 23 zeigt, ist er in der Mitte weit ausgebaucht. Dadurch wird der dielektrische Widerstand an der für den Durchschlag gefährlichsten Stelle sehr groß gemacht. Der Porzellankörper gibt hauptsächlich den mechanischen Halt. Der Innenraum wird mit ö l oder Compound angefüllt, die allerdings beide eine kleinere Dielektrizitätskonstante als Porzellan haben. Um eine zu große Beanspruchung der inneren Schichten zu vermeiden, wird über das Durchführungsrohr aus Metall ein starkes Mikanitrohr geschoben, so daß hier durch die Verschiedenheit der Dielektrizitätskonstanten wieder eine Entlastung bewirkt wird. Der Überschlag längs der äußeren Fläche tritt bei einem dem Sicherheitsfaktor Flg 23 ' ' entsprechenden Vielfachen der Betriebsspannung ein. Diese Durchführungsisolatoren werden für Spannungen bis etwa 100000 Volt hergeetellt.

19. Isolierung von Hochspannungsmaschinen.

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19. Isolierung γοη Hochspannungsmaschinen. Hinsichtlich des allgemeinen Aufbaues der Wechselstrommaschinen sei auf die in diesem Verlage erschienene Einführung in die Starkstromtechnik Bd. III von Prof. J . H e r r m a n n verwiesen. Für Hochspannungszwecke verwendet man nur Maschinen mit feststehendem Anker. In die axial laufenden Nuten, die offen oder geschlossen sein können, werden die Drähte eingelegt. Die Isolation der Nuten stellt eine Art Durchführungsisolator dar, jedoch mit der Einschränkung, daß die Dimensionen äußerst gering bemessen werden müssen. Man benutzt als Hauptisolation Röhren aus Mikanit oder verwandte Materialien, welche sich der Nut möglichst genau anpassen müssen. Bei offenen Nuten kann die Wicklung außerhalb der Maschine in die Röhren eingebracht werden. Besonders bequem ist die Herstellung der Wicklung bei Verwendung von einmal oder mehrmals überl a p p t e n R i n n e n . In Fig. 24 sind zwei ineinander passende überlappte Mikanitrinnen im Schnitt gezeichnet. Um die Gefahr des Überschlags möglichst zu verringern, werden die Überlappungsstellen einander gegenübergesetzt. Bei Maschinen mit geschlossenen Nuten werden die Röhren von der Seite her in das Ankereisen eingetrieben. Die Wicklung erfolgt dann durch Fig. 21. E i n f ä d e l u n g der einzelnen Drähte. Als Drahtmaterial benutzt man mit Baumwolle umsponnene Drähte, die meist vorher mit Isolierlack behandelt werden. Die in einer und derselben Nut liegenden einzelnen Teile einer Wicklung werden gegeneinander F i s c h e r , Hochspannungstechnik.

4

60 ΠΙ. Isolierung ν. Hochspannungsmaschinen π. -Apparaten.

durch Glimmerstreifen oder Glimmerrinnen abgegrenzt und mit Leinwand umwickelt. Besondere Beachtung verdient die Ausschließung der Luft aus der Nut. In Fig. 25 ist eine falsche Anordnung gezeichnet. Es sind dabei runde Drähte verwendet, die naturgemäß große Lufträume freilassen. Verfolgt man dann den Weg vom Kupfer zum Bisen, dann findet man eine Hintereinanderschaltung von Glimmer und Baumwolle vermischt mit Luft. Wegen der kleinen Dielektrizitätskonstanten der Luft wird diese einer relativ großen Beanspruchung ausgesetzt werden, so daß sie schon bei verhältnismäßig kleinen Gesamtspannungen durchschlagen wird. Es bilden sich infolgedessen Ozon und salpetrige Säuren. Die Erfahrung lehrt, daß jede Maschine im Betriebe atmet, d. h. die eingeschlossene Luft abgibt und in den Betriebspausen neue aufnimmt. Es kommt also immer neue zersetzungsfähige Luft in die Hohlräume hinein. Mit der Zeit wird dann die Baumwolle auf den Drähten angegriffen und in ein graugrünes Pulver umgewandelt. Die Isolation zwischen den benachbarten Drähten der Wicklung ist dann natürlich zerstört. Um diese schädliche Wirkung zu vermeiden, erscheint es vorteilhafter, rechtekkige Wicklungsteile zu verwenden, weil bei ihnen die Luft besser verdrängt wird. In Fig. 26 ist eine solche Wicklung im Schnitt gezeichnet. Noch empfehlenswerter ist es, die Zwischenräume unter Druck mit einem geeigneten Compound auszufüllen. Leider ist dies bei

19. Isolierung von Hochspannungsmaschinen.

51

der fertig gewickelten Maschine nur mit großen Schwierigkeiten ausführbar. Man zieht es daher vor, Maschinen mit offenen Nuten zu verwenden. Eine Wicklung ohne Lufträume läßt sich dann leicht außerhalb der Maschine herstellen und isolieren. Man kann ζ. B. Pertinax und Glimmer mit besonderen Einrichtungen auf die Längsseiten der Spulen aufbringen. Bei einem von der Firma E m i l H ä f e l y in Basel ausgearbeiteten Verfahren wird die fertig gewickelte Spule zunächst mit einem erwärmten Compound bestrichen und dann mit Baumwolle umwickelt, so daß der im Überschuß vorhandene Compound auch die Innenräume ausfüllt. Darauf wird eine Umwicklung mit sog. Mikartafolie vorgenommen, d. h. mit einem feinfaserigen Papier, welches mit Hilfe von Lack mit Glimmerplättchen beklebt ist. Die entstehende Papierspirale ist anfängüch lose und wird erst bei Anwendung von Wärme in einer Plättmaschine fest aufgewickelt. Darauf kommt das Ganze in eine Presse, durch welche die für die Einbringung in die Nut erforderliche Form hergestellt wird. Eine so p j g 27 behandelte Spule ist in Fig. 27 im Schnitt dargestellt. Sie hält bei einer Wandstärke von 3 mm Spannungen bis zu 60 000 Volt aus. Eine besondere Sorgfalt erfordern noch die seitlich 4*

5 2 III. Isolierung v. Hocbspannungsmaschinen u.-Apparaten. aus der Maschine herausragenden W i c k e l k ö p f e . Sie werden hauptsächlich mit Band umwickelt und so angeordnet, daß der Abstand außerhalb der Mikanitrohre a

Fig. 28. Anker eines Drehstromgenerators von Brown, Boveri & Co. Leistung 2600 PS., SpannuDg 2600/4800 Volt.

ein genügend großer ist. I n Fig. 28, die einen Generator der Firma B r o w n , B o v e r i & Co. im Bilde zeigt, ist die ganze Anordnung der Wicklung zu erkennen. Durch die im Betriebe auftretenden Erschütterungen und ferner durch die elektrodynamischen Druckkräfte, welche von den Wicklungsteilen ausgeübt werden, wird die Isolation in den Maschinen nebenher noch ziemlich stark beansprucht. Man sucht daher bei den Generatoren in Hochspannungsanlagen mit kleinen Spannungen auszukommen. Das erscheint auch leicht möglich, weil die Maschinenspannung durch Transformatoren ohne große Verluste auf jeden gewünschten Wert erhöht werden kann. Man darf indessen mit der Maschi-

20. Hochspaunungstransformatore n.

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nenspannung auch nicht zu weit heruntergehen. Es zeigt sich nämlich, daß die Kosten der Schaltanlage sich mit wachsender Spannung im allgemeinen vermindern.

20. Hochspannungstransformatoren. Man unterscheidet zwischen Transformatoren mit Trockenisolation und solchen mit ölisolation. Die ersteren werden meist nur für Spannungen bis etwa 6000 Volt gebraucht. Welcher Aufwand von Isolationsmaterial bei Tr oc ke η transform a toren für höhere Spannungen erforderlich sein würde, kann man ermessen an dem in Fig. 29 abgebildeten Meßtransformator. Derselbe stellt ein Fabrikat der S i e m e n s - S c h u c k e r t Werke dar und ist bestimmt für eine Oberspannung von 60000 Volt. Die Aufgabe des Öls ist eine doppelte. Zunächst wird die Gefahr des Überschlages von einer Spule zu einer anderen oder zur Erde vermindert. Ferner wirkt das öl energisch kühlend, namentlich wenn für eine gute Zirkulation gesorgt wird. Um die isolierenden Eigenschaften voll zur Geltung bringen zu können, Fig. 29. ist es erforderlich, das öl vor dem Einfüllen in den Kessel zu trocknen und es auch im Betriebe frei von

5 4 HI. Isolierung v. Hochspannungsmaschinen u. -Apparaten.

Wasser und Luft zu halten. Es werden daher besondere Heizkörper in das öl eingebaut, mit deren Hilfe ein zeitweiliges Auskochen stattfinden kann. Ebenso erhalten große Transformatoren besondere Entlüftungseinrichtungen. Damit die Dimensionen des Ölkessels möglichst klein werden, ist es notwendig, eine Wasserkühlung einzubauen. Die Kühlung erfolgt nach verschiedenen Methoden. a) Äußere B e r i e s e l u n g des Kessels; hierbei ist der Wasserverbrauch sehr groß, die Feuersgefahr ist dagegen so gut wie beseitigt. b) I n n e r e W a s s e r k ü h l u n g ; sie erfolgt durch Kupferschlangen, welche in den Oberkessel eingebaut sind, durch die ein Wasserstrom geführt wird. Diese Kühlung ist sehr energisch, erfordert aber zum Betriebe sehr reines Wasser. c) Äußere W a s s e r k ü h l u n g ; bei dieser wird das ö l durch eine Pumpe oben abgesaugt und durch Schlangen getrieben, die in einem Wasserlauf hegen; das kalte ö l wird unten dem Kessel wieder zugeführt. Bei dieser Anordnung ist auch bei unreinem Wasser eine Verschlammung nicht zu befürchten.

Die Spulen der Hochspannungstransformatoren werden meist flach gewickelt, d. h. so, daß jede folgende Lage sich spiralig um die vorhergehende herumlegt. Man benutzt an Stelle der runden Drähte hierbei auch Bänder, die flach aufeinander gewickelt werden. Eine zum Einbau genügende mechanische Festigkeit erhalten die Spulen durch Umwicklung mit Leinenband und Tränkung in Isolierlack. In neuerer Zeit wird auch eine Imprägnierung mit Compound häufig vorgenommen. Die fertigen scheibenförmigen Spulen werden in einem geeigneten Abstände über den Eisenkörper geschoben. Man spart dabei, soweit es möglich ist, an festem Isolationsmaterial, damit der ölzufluß nicht behindert wird. Auch zwischen der Unterspannungswicklung und

21. Strom- u. Spannungsverteil. ein. Hochspannungsleitung. 5 5

dem Eisenkörper muß aus diesem Grunde ein ausreichender Zwischenraum frei bleiben. Bei größeren Transformatoren wird auch der Bisenkörper mit vertikalen Schlitzen versehen, um auch hier die Wärme rasch abzuführen. Die Einheitsleistungen der Transformatoren erreichen häufig sehr hohe Werte. Wie groß der Materialaufwand beiden großen Abständen zwischen Spulen und Eisen wird, geht aus den folgenden Zahlen hervor, die sich auf einen der vier gleichgroßen Transformatoren beziehen, die von den Siemens-Schuckert-Werken für die Kraftanlage in Molinar in Spanien geliefert wurden. Bei einer Oberspannung von 70 000 Volt und einer Leistung von 6750 Kilovoltampere betrug das Gewicht des Transformators allein 21,5 t. Der Kessel wog ungefüllt 6,2 t und die ölfüllung 121. Die Einrichtung zur Kühlung, welche in diesem Fall nach dem Prinzip der äußeren Wasserkühlung arbeitete, stellte ein Gewicht von 10 t dar. Der vollständige Transformator mit allem Zubehör hat also ein Gesamtgewicht von etwa 501. Um den Transport zu vereinfachen, wird die Füllung mit öl bei größeren Transformatoren erst am Aufstellungsorte vorgenommen. Da aber die Evakuierung nicht leicht auszuführen ist, so strebt man dahin, die Füllung schon in der Fabrik vorzunehmen.

IV. Theorie der Hochspannungsleitungen. 21. Strom- und Spannungsyerteilung in einer am Ende offenen Hochspannungsleitung. Bisher wurde die örtliche Einwirkung der Hochspannung auf eine einzelne Isolierung in einer Anlage

56

IV. Theorie der Hochspannungsleitungen.

untersucht. Im folgenden soll festgestellt werden, wie eine Anlage im ganzen unter Hochspannung arbeitet. Jede Leitungsanlage stellt einen großen Kondensator vor und gleichzeitig einen induktiven Widerstand. Die Kapazitätseigenschaften und die Selbstinduktion sind aber nicht örtlich getrennt, sondern gewissermaßen durcheinander gemischt. Jedes Leiterelement hat, wie schon anfangs betont, sowohl ein elektromagnetisches, wie auch ein elektrostatisches Feld. Wenn nun von einer Stromquelle aus die Speisung mit Wechselstrom beginnt, dann pflanzen sich Strom und Spannung nach bestimmten Gesetzen längs der Leitung fort. Im folgenden soll zunächst der normale Verlauf von Strom und Spannung bei s t a t i o n ä r e n B e t r i e b s z u s t ä n d e n betrachtet werden. Sowohl die Länge der Leitungen als auch die Höhe der Spannung zwingt uns dazu, bei Hochspannungsanlagen die Kapazität und die Selbstinduktion auch bei stationären Zuständen in Rechnung zu ziehen. Man kann die Verhältnisse mit genügender Genauigkeit festlegen, wenn man annimmt, daß die eigentlich gleichmäßig verteilten Widerstandsgrößen in

M-ng

C~p

czp

czp

czp

τ φ

C-rpZnte

-WW— i, r

Zfr

Jjj 7*

J^r

r

Σ^τ

Fig. SO.

bestimmten Punkten festliegen. Man erhält dann die in Fig. 30 dargestellte E r s a t z s c h a l t u n g . Die gleichgroßen Kondensatoren C an den Punkten 1, 2 usw. stellen den sechsten Teil der Gesamtkapazität, der

21. Strom- u. Spannungs verteil. ein. Hochspannungsleitung. 5 7

Leitung vor. Die Spulen mit den Selbstinduktionskoeffizienten L und den Widerständen τ stellen einen gleichen Bruchteil dar von der gesamten Induktivität und dem gesamten Widerstand der Leitung. Man kann dann vom Ende ausgehend folgendes D i a -

wirkt einen Strom von der Größe 0 a 7 , welcher als Vektor in 90 Grad gegenüber der Spannung in Voreilung 1 ) Hinsichtlich des Aufbaues von Wechselstromdiagrammen sei auf das im gleichen Verlage erschienene Bändchen „Die Wechselstromtechnik" von Prof. J. Herrmann verwiesen.

58

IV. Theorie der Hochspannungsleitungen.

verschoben ist. Dieser Strom erzeugt auf der Teilstrecke zwischen den Punkten 6 und 7 einen Spannungsahfall durch den Widerstand r, nämlich A7 B e ; ferner tritt ein weiterer Spannungsabfall auf durch die Selbstinduktion, nämlich Αβ Be . Nach Abzug des gesamten Spannungsabfalls erhält man die Spannung an der Stelle 6. Hier tritt in die Leitung ein neuer Kondensatorstrom αΊ aa ein, so daß der Gesamtstrom nunmehr 0 αβ ist. Dieser erzeugt wie vorher einen Spannungsabfall Ae Bs in dem Widerstande und As Bs in der Selbstinduktion der nächsten Leitungsstrecke. In dieser Weise entwickelt sich das Diagramm weiter. Man erkennt, daß die Spannung ex am Anfang kleiner sein kann als am Ende, ferner, daß durch die Kondensatorströme eine beträchtliche Energie in den vorhergehenden Leitungsabschnitten verzehrt wird. Denn der Strom am Anfange der Leitung 0 ist in der Phase nur um einen verhältnismäßig kleinen Winkel gegenüber der Spannung 0 A1 verschoben, so daß das Produkt e1 · · cos (ejt,) einen relativ hohen Betrag annehmen kann. Die der Fig. 32 zugrunde gelegten Annahmen i* sind jedoch im Ver* Fi 32 hältnis zu den praktischen Möglichkeiten weit übertrieben. In Wahrheit ist bei Anlagen von üblicher Länge der Einfluß viel kleiner. Es genügt daher auch in den meisten Fällen, den Ladestrom des Kabels so zu berechnen, als ob eine der gesamten Leitungslänge entsprechende Kapazität in der Mitte oder am Ende angebracht wäre. Ist die Gesamtkapazität C und die Spannung dann ist bei einer Periodenzahl ν die Stromstärke i = e·2π ν· C .

Λφνψ

r> L

_ j j , Λ. ί fe jf~T~ %

22. Die belastete Leitung.

59

Dieser Strom bewirkt dann auf der halben Leitungslänge Spannungsabfall durch den Widerstand und durch die Selbstinduktion. Nicht berücksichtigt ist in dem besprochenen Diagramm die sog. A b l e i t u n g , d. h. der Strom, welcher infolge der Unvollkommenheit der Isolation von einem Leiter zum anderen fließt. Bezeichnet man den gesamten Isolationswiderstand einer Einheitsatrecke mit rit dann kommt zu jedem Kapag zitätsstrom noch der Isolationsstrom — hinzu, welcher in Phase Ti

zu zeichnen ist mit der ihn erzeugenden örtlichen Spannung. Die vektorielle Summe der beiden Ströme bewirkt dann wie vorher den Spannungsabfall durchWiderstand und Selbstinduktion. Je nach den vorhegenden Umständen kann man einige der angeführten Größen vernachlässigen. Bei einem Kabel ist ζ. B. die Induktivität gering; bei einer Freileitungsanlage dagegen spielt die Kapazität nur eine untergeordnete Rolle.

22. Die belastete Leitung.

Der Einfachheit wegen nehmen wir in Fig. 32 an, daß die Leitungskapazitäten durch einen am Ende aufgestellten Kondensator zum Ausdruck gebracht werden. Der von der Belastung herrührende Strom wird in der richtigen Phasenlage (φ gegenüber der am Ende herrschenden KlemmspannUng el aufgezeichnet (Fig. 33). Der Kondensatorstrom i2 hat eine Phasenverschiebung von fast 90 Grad gegenüber der Spannung. Der resultierende Strom is fließt durch die Leitung, deren Widerstandsgrößen r und L seien. Es ist also der Spannungabfall i s · r in Phase mit dem Strom und i3 · 2 π r · L senkrecht dazu zu addieren. Fig. 33. Man erhält dann in e2 die Klemmen-

60

IV. Theorie der Hochspannungsleitungen.

Spannung am Anfang der Leitung. Wie ersichtlich, wirkt die Kapazität der Leitung nicht ungünstig, insofern, als sie einen phasenverschobenen Belastungsstrom der Klemmenspannung nähert. Die gemachte Annahme, daß die Kapazität am Ende der Leitung zu denken ist, erscheint bei den Hochspannungsanlagen in den meisten Fällen deswegen berechtigt, weil an dem Transformator am Ende der Fernleitung meist ein größeres Niederspannungsnetz angeschlossen ist. Die Kapazität desselben überträgt sich bekanntlich im umgekehrten Verhältnis der Übersetzung auf die Hochspannungsseite. Die besprochene Wirkung der natürlichen Kapazität des Netzes kann man auch durch künstlich hinzugefügte K o n d e n s a t o r e n b a t t e r i e n verstärken. Unter Umständen läßt sich damit eine vermehrte Wirtschaftlichkeit der Übertragung erreichen.

23. Dreiphasige Leitungsanlagen. Bei den bisher betrachteten einphasigen Anlagen bilden die Hinleitung und die Rückleitung zusammen eine Schleife. Man spricht daher von Schleifenkapazität, Schleifenableitung und Schleifeninduktivität. Die Berechnung eines Drehstromsystems erstreckt man nur auf eine Phase. Da die elektrostatischen und elektromagnetischen Kraftlinien eines jeden Leiters aüf die anderen mitwirken, so muß man Kombinationswerte einführen. Nach Breisig versteht man: a) unter w i r k s a m e m W i d e r s t a n d den Quotienten aus dem Verlust in der Leitung und dem Quadrat des Stromes. Bei Wechselstrom ist dieser Wert größer als bei Gleichstrom, wegen der ungleichen Stromverteilung über den Querschnitt eines Drahtes und wegen des in der Nachbarschaft durch Induktion entstehenden Verlustes. b) unter wirksamer A b l e i t u n g den Quotienten aus der Spannung zwischen Leiter und Erde und dem gesamten

24. Berechnung der Leitungskonstanten.

61

Isolationsstrom. Bezeichnet in einem symmetrischen Dreiphasensystem g0 die Ableitving eines Leiters gegen Erde und g t die Ableitung desselben gegen die beiden anderen Leitungen, dann ist die wirksame Ableitung: 9=9ο+Ζ9ι·

c) unter w i r k s a m e r K a p a z i t ä t den Quotienten aus der gesamten Elektrizitätsmenge auf dem Leiter und der Spannung zwischen Leiter und Erde. Ist die Teilkapazität zwischen dem betrachteten Leiter und der Erde C0 und die Kapazität desselben Leiters gegen die beiden anderen C 1 ; dann ist die wirksame Kapazität: G = (70 + 3(7,. d) unter w i r k s a m e r I n d u k t i v i t ä t den Quotienten aus der Gesamtzahl der mit dem Leiter verketteten Kraftlinien zu der Stromstärke. Bezeichnet L, die Induktivität des Leiters bezogen auf sich selbst und Mx die Gegeninduktivität gegen die beiden anderen Leiter, dann ist die wirksame Drehstrominduktivität L=

L1 — M1.

Für die Berechnung des Strom- und Spannungeverlaufes ist 1 immer die Phasenspannung, also der Wert )/3 mal verkettete Spannung einzusetzen. Die Berechnung der Leitungsanlage an sich erfolgt, nachdem die Werte von C, L und g durch die obigen Definitionen festgelegt sind, in derselben Weise wie bei Einphasenleitungen.

24. Berechnung der Leitungskonstanten. Bei Kabeln ist der Abstand zwischen benachbarten Leitungen so gering, daß im allgemeinen die Induktivität vernachlässigt werden kann. Für ein verseiltes Kabel nach Fig. 34 berechnet sich die D r e h s t r o m k a p a z i t ä t nach der Formel: 3,5·/ 10-12 Mikrofarad. C = &2 (3 2)2 — 4 fe2)3 9 In 4 —τ- · a2

(3 D2)3—

(4 b2)s

62

IV. Theorie der Hochspannungsleitungen.

Hierin bedeutet l die Länge des Kabels in Kilometern. Die D r e h s t r o m i n d u k t i v i t ä t ergibt sich aus der folgenden Formel: L= 2

In

2b 1 ( - - M O " 4 Henry. α 4

Bei Freileitungen ist dagegen umgekehrt die Kapazität nur von untergeordneter Bedeutung. Für eine

Q

ο

Fig. 34.

φ Fig. 35.

E i n p h a s e n l e i t u n g berechnet sich die I n d u k t i v i t ä t nach der Formel: L = 4 • (ln^

+ ^jl · ΙΟ"4 Henry

und die K a p a z i t ä t : 1

20-12 l · —-—

Mikrofarad. 4-In — a Für eine dreiphasige Anordnung nach Fig. 35 ist die Drehstrominduktivität: 0 —

L = 2 · ( l n - ^ + ^jl · ΙΟ"4 Henry

25. Bedeutung von Überströmen und Überspannungen.

63

und die D r e h s t r o m k a p a z i t ä t : 1 io-12 C = — · l · — - — Mikrofarad. 21n —

9

a

Um bei höheren Spannungen die Kapazität der drei Leitungen gegen Erde gleich zu machen, verdrillt man sie in Abständen von etwa 6 km.

25. Bedeutung γοη Überströmen und Überspannungen. Es wurde vorher gezeigt, wie sich die Maschinenströme und die Maschinenspannungen im störungsfreien Betriebe auf die Leitung verteilen. Dabei war angenommen, daß ein stationärer Betriebszustand eingetreten war. Außer diesen für den Betrieb erforderlichen Größen können sich in jeder elektrischen Anlage z u s ä t z l i c h e S p a n n u n g e n und S t r ö m e ausbilden, welche viel höher sind als die Betriebswerte, und welche somit für die Leitungen, für die Maschinen und für die Apparate gefährlich werden können. In der Niederspannungstechnik ist dieser Erscheinung nur eine untergeordnete Bedeutung beizumessen; denn die Überspannungen sind hier absolut genommen nicht sehr hoch, und dann ist der Isolationswiderstand gegen Erde verhältnismäßig gering, so daß sich eine höhere Spannung rasch ausgleichen kann. Gegen Überströme kann man sich durch Sicherungen und automatische Schalter verhältnismäßig leicht schützen. Bei Hochspannungsanlagen sind dagegen die Gefahren, welche durch Ü b e r s p a n n u n g e n herbeigeführt werden, so groß, daß sie eine Zeitlang ein Haupthindernis in der Entwicklung der Hochspannungstechnik ge-

64

IV. Theorie der Hochspannungsleitungen.

wesen sind. Erst nachdem man die verschiedenen Ursachen der Überspannung erkannt hat, sind auch Mittel gefunden worden, um die Gefahren zu beseitigen. Auch die Überströme haben, in der Hochspannungstechnik eine besondere Bedeutung, weil hier viel größere Leistungen in Betracht kommen und weil die Abschaltung von Hochspannungskreisen größere Schwierigkeiten bereitet.

26. Überspannungen durch Schaltvorgänge. Jeder Schaltvorgang in einer elektrischen Anlage bewirkt für eine kurze Zeit eine Störung des stationären Zustandes und führt zur Bildung von Überspannungen, welche sich der Betriebsspannung überlagern. Wir wollen zunächst in einem Bilde diese Erscheinung verfolgen.

Fig. 3

In Fig. 36 ist im Schema eine Wasserleitung angedeutet. Es soll zunächst angenommen werden, daß der Hahn 2 geschlossen ist. öffnet man den Hahn 1, dann fließt von der großen Flasche Wasser in die Leitung. Nach einem bekannten Gesetz der Hydrostatik wird

26. Überspannungen durch Schaltvorgänge.

65

sich das Wasser in dem Steigerohr auf das Niveau in der Flasche einstellen. Bevor dieser stationäre Zustand aber erreicht wird, pendelt das Wasser in dem Steigerohr mehrere Male auf und ab, und zwar so, daß es beim ersten Ansteigen nahezu das doppelte Niveau erreicht. Es ist leicht zu erklären, woher diese Erscheinung rührt. Auf das erste Wasserteilchen, welches aus dem Hahn 1 heraustritt, wirkt der Druck der Wassersäule h. Infolgedessen wird es mehr und mehr beschleunigt, bis es eine Geschwindigkeit ν hat. Am Steigrohr angelangt, Wh

wohnt ihm dann eine kinetische Energie ~2~v2 inne. Durch diese Energie wird das Wasserteilchen veranlaßt, über den Punkt A1 hinauszusteigen, und zwar so lange, bis sie verbraucht ist. Da nun diese Energie einer Druckhöhe h zu verdanken war, so muß auch, wenn von Reibungsverlusten abgesehen werden kann, bei der Rückgewinnung der Energie eine Höhe h erreicht werden. Daher bewegt sich das Wasserteilchen bis auf die doppelte Höhe, nämlich bis zum Punkte Az. Wegen der Reibung und der Wirbel wird dieser Grenzwert nicht ganz erreicht. Die nachfolgenden Pendelungen um den Punkt Al werden durch die Reibung rasch gedämpft. Wir wollen jetzt annehmen, daß der Hahn 1 dauernd offen sei, und daß Hahn 2 sich anfangs auch im geöffneten Zustand befinde. Das Wasser fließt dann mit einer Geschwindigkeit ν aus dem Rohr. Jedes Teilchen hat also wieder eine kinetische Energie von der Größe m 2

— v2 . Durch das Abschließen des Hahnes wird das Wasser an der Weiterbewegung gehindert und der Impuls muß sich einen anderen Ausweg schaffen. Daher eteigt das Wasser, um einen der Ausflußgeschwindigkeit Fischer, Hochspann ungstechnik.

5

66

IV. Theorie der Hochspannungsleitungen.

ν entsprechenden Wert in dem Rohr an. Dieser Wert kann viel höher sein als vorher beim Einschalten. Wir können diese Überlegungen sinngemäß auf den e l e k t r i s c h e n S t r o m k r e i s übertragen. Um die Rechnung einfach zu gestalten nehmen wir an, daß man sich die I n d u k t i v i t ä t und die K a p a z i t ä t des Stromkreises getrennt vorstellen kann, so daß ζ. B. der erste Teil der Leitung den Selbstinduktionskoeffizienten L besitzt und der zweite die Kapazität C, wie in Fig. 37 Ζ — v w w w w v

F i g . 87.

zur Darstellung gebracht ist. Wir lassen den Schalter bei 2 vorläufig offen und betrachten die Vorgänge, wenn Schalter 1 geschlossen wird. Dann fließen Elektrizitätsmengen aus der Gleichstromquelle in die Leitung, um den Kondensator auf die Spannung e zu laden. Während dieses. Vorganges sind im ganzen Stromkreise drei Spannungen vorhanden: nämlich die Batteriedi Spannung e, die E M K . der Selbstinduktion eL —

L·---

at und die Kondensatorspannung ec. Wir berechnen die letztere aus der Ladung, welche der Kondensator in dem betrachteten Zeitmoment' bereits besitzt; fließt nämlich der Strom i während der unendlich kleinen Zeit dt zu, dann ist die ganze Elektrizitätsmenge j i · dt. β

26. Überspannungen durch Schaltvorgänge.

67

Diese ist aber andererseits auch C · ee; demnach ergibt sich: t

ec=

-i- -Ji-

dt .

0 Die Batteriespannung muß in jedem Augenblick gleich der Summe von eL und ec sein, also ist: t di 1 Λ 7 r e = L··—,—— · \ ι· dt . dt C J 0 Die Lösung dieser Gleichung ergibt: l/ö"

.

1

für die Kondensatorspannung ergibt sich: e, = —e · cos , t+ e. iLG Wir erkennen also, daß der Strom nicht in gleichem Sinne fließt, wie man nach dem Vorhandensein der Gleichstromquelle erwarten sollte, sondern sich sinusartig verändert. Besonderes Interesse bietet die Kondensatorspannung für uns. Sie erreicht einen Maximalwert, wenn cos — - — · t = — 1 wird. Dann ist nämlich yzc ee = 2 e. Somit ergibt sich, daß genau wie bei der Wasserleitung beim Einschalten auch hier die doppelte Spannung als oberer Grenzwert erreicht wird. Wir ziehen hieraus den wichtigen Schluß, daß die Isolation in jeder Anlage mindestens die doppelte Spannung aushalten muß. 6*

68

I V . Theorie der Hochspannungsleitungen.

In unseren Gleichungen ist nicht zum Ausdruck gebracht, daß die Leitung auch Ohmschen W i d e r s t a n d enthält. Es ist jedoch leicht einzusehen, daß er den Vorgang nur insofern beeinflussen kann, als er die auftretenden Bewegungen der Elektrizitätsmengen dämpft und schließlich ganz zur Euhe bringt. Im allgemeinen •wird daher die Spannung am Kondensator so verlaufen, c

e i Fig. 38.

wie in Fig. 38 gezeichnet ist. Man nennt einen solchen Verlauf g e d ä m p f t oszillatorisch. Bei einem ganz bestimmten Widerstand, nämlich r = 2 ·

kann man

erreichen, daß die Oszillationen ganz vermieden werden. Man sagt dann, die Ladung erfolgt aperiodisch. In Freileitungen ist dieser Wert von r etwa 400 bis 700 Ohm und in Kabeln 30 bis 50 Ohm. Wir gehen jetzt zu den Vorgängen über, welche auftreten, wenn der Schalter 2 zunächst geschlossen ist und dann plötzlich ausgeschaltet wird. Offenbar wird dann in dem induktiven Teil der Leitung eine Spannung

26. Überspannungen durch Schaltvorgänge. entstehen von der Größe eL = L ·

dt

69

. Je rascher wir

den Strom i unterbrechen, um so größer wird eL werden. Es ist leicht einzusehen, daß sich diese Spannung zu der Klemmenspannung addiert, und daß demnach der Kondensator auf eine höhere Ladung und Spannung kommen muß. Die folgende einfache Betrachtung läßt uns erkennen, wie hoch die Überspannung am Kondensator werden kann. Während nämlich noch der Strom durch die Leitung flöß, war in der Induktivität eine Energie aufgespeichert von der Größe:

Sobald ausgeschaltet wird, muß diese Energie sich einen anderen Aufenthalt suchen, und das kann nur der Kondensator sein." Das einem Kondensator innewohnende Arbeitsvermögen ist aber:

Strömt also AL auf den Kondensator, dann muß dieser eine solche Spannung annehmen, daß AL = Ac wird; es muß also sein:

Diese Spannung lagert sich über die Betriebsspannung e, die der Kondensator an sich schon hat. Man sieht also,

70

Γν. Theorie der Hochspannungsleitungen.

daß die Ü b e r s p a n n u n g proportional dem ausges c h a l t e t e n S t r o m ist. Wir haben unsere Betrachtungen unter der Voraussetzung angestellt, daß eine Gleichstromquelle vorhanden ist. Bei Wechselstrom werden sich die Vorgänge ganz ähnlich abspielen, nur muß man mit dem Maximalwert der Wechselspannung rechnen, denn sobald man einschaltet, wird die Spannung in dem Moment ihres Maximums den letzten kleinen Zwischenraum zwischen den Kontakten des Schalters durchschlagen und in den Stromkreis eindringen. Offenbar werden die Überspannungen nicht nur beim vollständigen Ein- und Ausschalten auftreten, sondern auch bei jeder Ä n d e r u n g eines vorhandenen Betriebszustandes.

27. Gleichmäßige Verteilung der Widerstandsgrößen. Bisher war angenommen, daß die Widerstandsgrößen in einem bestimmten Teil des Stromkreises lokalisiert sind. Will man die Erscheinungen beim Übergang von einem Betriebszustand auf einen anderen genau verfolgen, dann ist diese Annahme nicht zulässig. Schon beim Einschalten einer Induktionsrolle mit der gesamten Induktivität L ist zu beachten, daß jede Windung der Spule einen Beitrag zu L liefert. Dah her erfolgt das -Eindringen der Spannung in einer besonderen Weise. In Fig. 39 ist eine Spule durch die zickzackförmige Linie dargestellt. -Legt man den Schalter ein, dann nehmen die ihm zunächstliegenden Windungen im ersten Augenblick eine viel höhere Spannung an, als nachher im statioFig. 39. nären Betriebe. Bei Spulen, die häufig ein- und ausgeschaltet werden, kommt es daher leicht vor, daß die Isolation zwischen diesen am Ende liegenden Windungen nach und nach durch-

VVWW^

27. Gleichmäßige Verteilung der Widerstandsgrößen.

71

löchert und zerstört wird. Man hilft sich hiergegen, ζ. B. bei Transformatoren, dadurch, daß man die Isolation bei den Endspulen besonders kräftig ausführt. Kehren wir noch einmal zu dem im Abschnitt 21 behandelten Fall einer Fernleitung zurück, welche an dem einen Ende geladen wird und am andeern Ende offen ist, dann dringt die Elektrizitätsmenge unter der Spannung e in Form einer rechteckigen Ladewelle in die Leitung ein. (Fig. 40). Das Vordringen erfolgt in der Weise, daß jedes folgende Leiterelement von dem vorhergehenden seine Ladung empfängt. Wir betrachten die beidenLeiterelemente von der Länge χ, welche an der Stirn der vordringenden Ladungswelle zusammenstoßen. ν Ist die Einheitskapazität C und die EinheitsindukZe tivität L, dann besitzen diese beiden Leiterelemente je die Kapazität l i f t i n g JEnde C · χ bzw. die InduktiviFig. 40. tät L · χ . Das Leiterelement vor der Stirn ist bereits auf eine Spannung e geladen. Es besitzt daher eine elektrostatische Energie: A.-S-

x · e*

Zur Fortpflanzung wandelt sich diese Energie in elektromagnetische um und geht in dieser Form auf das

72

IV". Theorie der Hochspannungsleitungen.

nächste Leiterelement über. Sie erscheint dann in der Form: ^

Wenn der Widerstand der Leitung vernachlässigt werden kann, dann ist: ^c

also auch:

'

oder: Der Strom i ist die Elektrizitätsmenge, welche in der Zeiteinheit durch den Querschnitt des Leiters geht. Bezeichnet man die zur Ladung des Stückes χ erforderliche Zeit mit t, dann ist also: C · x· e 7.

—

'

für — kann man auch die Geschwindigkeit υ setzen, mit welcher sich der Ladungsvorgang fortpflanzt, also ist auch: i —c•ν·e. Vergleicht man diese Gleichung mit der vorher gefundenen, dann kann man die F ο r t ρ f 1 a η ζ u η g s g e s c h w i nd i g k e i t der Elektrizitätsmengen durch die Induktivität und die Kapazität der Leitung zum Ausdruck bringen. Man findet nämlich: 1

i/Ö

1

27. Gleichmäßige Verteilung der Widerstandsgrößen.

73

Für Leitungen in freier Luft ergibt sich für ν beinahe der Wert der Lichtgeschwindigkeit, also 300000 km pro Stunde. Da in Kabeln die Dielektrizitätskonstante etwa dreimal so groß ist als in der Luft, so ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeit nur etwa ein Drittel der oben genannten. Kommt eine solche Ladewelle an das Ende der offenen Leitung, dann wird die Bewegung plötzlich aufgehalten. Der Strom kann kein folgendes Leitungselement mehr laden und gibt daher die elektromagnetische Energie an das letzte schon geladene Leitungselement ab. Dieses wird somit die doppelte Ladung annehmen müssen und daher auch die doppelte Spannimg. Vom Ende an pflanzt sich dann die Bewegung rückwärts fort; man sagt, die Welle wird am Ende r e f l e k t i e r t ; sie wandert jetzt im umgekehrten Sinne. Auch hier ist also schon so viel zu erkennen, daß die Isolation wenigstens die d o p p e l t e S p a n n u n g aushalten muß. Wenn kein Widerstand vorhanden wäre, dann würde also die Ladewelle zurückwandern und dann von neuem in die Leitung eindringen. Man würde räumliche Oszillationen haben, ähnlich den Luftbewegungen in einer Pfeife. Durch den Widerstand werden diese Bewegungen gedämpft. Man kann überhaupt die Oszillationen durch Einlegen eines passenden Widerstandes an das Ende der Leitung vollständig vermeiden. Die Größe dieses Widerstandes r muß so gewählt werden, daß der ankommende Strom in ihm eine solche Gegenspannung erzeugt, daß

d. h. also, der Widerstand muß genau wie früher den Wert annehmen

. Für Freileitungen ergibt sich

74

IV. Theorie der Hochspannungsleitungen.

hierfür etwa 500 Ohm und bei Kabeln etwa 40 Ohm. Weicht der Widerstand von diesen Werten ab, dann ist die Zurückwerfung der Welle noch teilweise vorhanden. Es ist dann also immer noch mit Überspannungen zu rechnen. Ändert sich die Art der Leitung an irgendeiner Stelle, dann wird hierdurch die Ladewelle ebenfalls beeinflußt. Es möge ζ. B. eine Leitung von der Kapazität C2 und der Induktivität L2 sich anschließen an eine solche von der Kapazität C1 und der Induktivität Lv An der Grenzstelle teilt sich die ankommende Ladewelle. Ein Teil dringt in die neue Leitung ein, der andere wird auf die erste Leitung zurückgeworfen. Bezeichnet e die Spannung der ankommenden Welle und ea die Spannung der in die zweite Leitung eindringenden Welle, dann ist:

28. Atmosphärische Störungen.

75

Die in die zweite Leitung vordringende Welle läuft an das Ende derselben und wird reflektiert, unter Verdoppelung der Spannung. Nach einiger Zeit kommt sie also an den Grenzpunkt zurück. Die in die erste Leitung zurückgeworfene Welle geht an deren Anfang zurück ixnd kommt nach Verlauf einer der Länge entsprechenden Zeit ebenfalls an den Grenzpunkt zurück. Dieser Vorgang wiederholt sich, wenn nicht inzwischen eine Dämp J fung stattgefunden hat. Es kann hier also vorkommen, daß eine Überspannung von gefährlicher Höhe nicht schon bei. der ersten Eeflektion, sondern erst allmählich ausgebildet wird, und zwar namentlich dann, wenn sich die beiden Wellen treffen. Wenn eine Leitung am Ende kurzgeschlossen ist, dann kann dort natürlich keine Spannung bestehen. Die elektrostatische Energie des vorletzten Leiterelementes wandelt sich in elektromagnetische um und bleibt in dieser Form auch beim Zurückwandern. Das letzte Leiterelement hat dann die doppelte Energie und führt somit den doppelten Strom. Vom Ende einer geschlossenen Leitung wird eine Ladewelle also unter Verdoppelung des Stromes zurückgeworfen. 28. Atmosphärische Störungen. Außer den in der Leitung stattfindenden Schaltvorgängen kommen namentlich noch a t m o s p h ä r i s c h e E r s c h e i n u n g e n als Störungsursachen in Betracht.

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IV. Theorie der Hochspannungsleitungen.

Die Erde besitzt eine eigene negative elektrische Ladung, daher gehen elektrische Kraftlinien strahlenförmig von der Erdoberfläche aus. Bei ruhigem Wetter ist der Spannungsgradient an der Erdoberfläche etwa 1 bis 5 Volt pro Zentimeter. Wenn Gewitterwolken am Himmel sind, dann kann er sehr viel höher werden. Zieht man (Fig. 41) in einigem Abstände von der Erde eine sorgfältig von dieser isolierte metallische Leitung , dann zerlegt diese den ganzenKaum in zwei dielektrische Teilwiderstände. Sie wird also eine Span— nung annehmen gegenüber Erde, welche ihrer iimkmMimmmiM^wmmiiiimiimfmimmri^ La.ge enspricht. Da die Fi 41 e· · Kapazität gegenüber Erde nicht sehr groß ist, so wird bei ruhigem Wetter die aufgespeicherte Ladung meist nur gering sein. Sobald aber eine W o l k e über der Leitung steht, wird eine größere Ladung von gefährlicher Höhe aufgenommen. Solange die betreffende Wolke stille steht, ist auch die Ladung an den Ort gebunden. Überschreitet die Spannung einen gewissen Wert, dann wird ein Durchschlag an dieser Stelle erfolgen. Wenn aber die Wolke vorübergezogen ist, dann breiten sich die freiwerdenden Elektrizitätsmengen nach beiden Seiten hin aus, und zwar nach denselben Gesetzen wie die Ladewellen, die durch das Einschalten in eine Leitung gebracht werden. Die Ladung teilt sich und geht in Form von zwei Wellen mit halber Spannung nach links und rechts. Sobald sie das Ende der Leitung erreicht, wird

28. Atmosphärische Störungen.

77

eine Reflektion stattfinden, wobei sich die Spannung wieder verdoppelt. Die beiden zurückkommenden Wellen werden im Schnittpunkt wieder eine der ursprünglichen Ladung gleiche Spannung erreichen, wenn nicht inzwischen durch D ä m p f u n g eine wesentliche Verminderung bewirkt worden ist. J e rascher diese Ladungswellen frei werden, u m so gefährlicher werden sie. Am schnellsten spielen sich die Vorgänge ab, wenn die Spannung zwischen Wolke und Erde, also auch zwischen Leitung und E r d e durch einen Blitz beseitigt wird. Selbstverständlich kann auch ein B l i t z selber in die Leitung eindringen. Nach neueren Anschauungen entsteht die Überspannung zwischen Wolken und Erde in der Weise, daß die einzelnen, sehr feinen Wassertropfen der Atmosphäre sich ähnlich wie der Leitungsdraht eine ihrem Ort im elektrischen Felde entsprechende Ladung aneignen und sich dann zusammenballen zu größeren Tropfen. Die Kapazität eines größeren Wassertropfens gegen Erde ist viel kleiner als die Summe der Kapazitäten der einzelnen Bläschen vor dem Zusammenballen. Die Spannung der größeren Wassertropfen muß daher, um die gleiche Ladung aufnehmen zu können, viel höher werden. Zwischen einzelnen Tropfen und zwischen größeren Gebieten der Wolken werden also Spannungsdifferenzen bestehen. Übersteigt die Spannung zwischen zwei benachbarten Wolkenteilen die Durchschlagsfestigkeit der Luft, dann setzt an dieser Stelle zunächst ein Durchschlag ein. Hierdurch wird aber auch in den anstoßenden Gebieten eine Störung in der Spannungsverteilung hervorgerufen und der Durchschlag pflanzt sich auch in diese Gebiete fort. Der Blitz erklärt sich also als eine zeitliche und örtliche Aufeinanderfolge von einzelnen Durchschlägen. Es ist nun sehr leicht möglich, daß auch in der Nähe der Hochspannungsleitung eine wesentliche Verschiebung der Ladungen durch einen Durchschlag in den Wolken bewirkt wird, und daß hierdurch eine momentane Überspannung in der Leitung auftritt, die dann durch die Apparate ihren Weg zur Erde sucht. Auch auf e l e k t r o m a g n e t i s c h e m Wege könnte ein Durchschlag in den Wolken eine Elektrizitätsmenge

78

IV· Theorie der Hochspannungsleitungen.

in die Leitung induzieren. I m allgemeinen ist dieser Erscheinung jedoch keine große Bedeutung beizumessen, weil die Entfernung zwischen Blitz und Leitung zu groß ist. Es ist offenbar, daß durch die Atmosphäre alle Leitungen einer Anlage in gleichem Sinne geladen werden. Ferner ist ersichtlich, daß Kabellinien diesen Störungserscheinungen nicht ausgesetzt sind.

29. Freie Schwingungen in Leitungsnetzen. Außer durch Schaltwellen und den durch die atmosphärischen Vorgänge bedingten Ladewellen können auch noch durch L i c h t b ö g e n elektrische Schwingungen in einer Leitung hervorgebracht werden. Da jede Leitungsanlage Kapazität und Induktivität besitzt, so stellt sie einen S c h w i n g u n g s k r e i s nach dem Prinzip des H e r t z sehen Resonators dar. Man kann einen solchen Schwingungskreis bekanntlich durch einen Lichtbogen zum Arbeiten bringen, eine Tatsache, von der in der drahtlosen Telegraphie im weiten Umfange Gebrauch gemacht wird. Als Schwingungserreger kommen in Hochspannungsanlagen Schalter, Sicherungen und Überspannungshörner in Betracht. Auch Durchschläge an irgendeiner Stelle eines Kabelnetzes können Schwingungen zur Folge haben. Es entsteht dann an einzelnen Teilen des Netzes leicht durch Resonanz eine sehr hohe Spannung. Wenn ζ. B. in der durch Fig. 42 dargestellten Anlage sich zwischen den Hörnern ein Lichtbogen bildet, dann Fig. 42. findet er einen Schwingungskreis vor, dessen Kapazität in der Lei-

30. Konstruktion der HochspannnngskabeL

79

tung und dessen Induktivität in dem Transformator besteht.. Besonders an dem Transformator, und zwar auch in dessen sekundärer Wicklung können recht hohe Spannungen entstehen. Man kann solche Schwingungen uoschädlich machen, indem man einen Widerstand in den Schwingungskreis einbaut. Der anzustrebende Grenzfall wäre der, daß die Entladung wieder aperiodisch wird. Der Widerstand müßte dann nach der Theorie der Schwingungen größer als 2 sein,

Y. Leitungsanlagen. 30. Konstruktion der Hochspannungskabel. Aus Gründen der B e t r i e b s s i c h e r h e i t muß man danach streben, die Leitungen auch für Hochspannungsübertragungen in die Erde zu legen. Es fallen dabei die atmosphärischen Einflüsse fort. Ebenso ist man gesichert gegen Sturmschäden und gegen Störungen durch Vögel und Insekten. Für die Konstruktion von Hochspannungskabel kommt als Isolationsmaterial hauptsächlich getränktes Papier in Betracht, während Gummi wegen seines hohen Preises seltener angewandt wird. Man unterscheidet Einfachkabel und Mehrfachkabel; bei den letzteren sind zwei oder drei voneinander isolierte Leitungen miteinander verseilt. Für kleinere Querschnitte kann ein massiver Draht als Leiter dienen; meist besteht aber mit Bücksicht auf die erforderliche Biegsamkeit die Leitung aus einem Seil mit vielen einzelnen Drähten. Will man die e l e k t r i s c h e F e s t i g k e i t eines Einfachkabels berechnen, dann muß man bedenken, daß

V. Leitungsanlagen.

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es sich um einen zylindrischen Isolator handelt, für welchen die Gesetze im Kapitel 6 abgeleitet sind. In Fig. 43 ist ein Einfachkabel im Schema gezeichnet. Im Innern ist die in Kreisform angenommene Kupferseele zu »erkennen, die mit einer Isolationsschicht versehen ist, über welche sich ein nahtloser Bleimantel legt. Die Beanspruchung ist an der Oberfläche des Leiters am größten, nämlich:

Fig. 43.

de dr t

e

__ _ . Yolt/cm.

In— ΤΛ

Bezeichnet man die Durchschlagsspannung des Papier materiales mit eD, dann wäre der Quotient: «n de Tr

eD e

In—

der S i c h e r h e i t s f a k t o r . Nach den weiter außen liegenden Schichten nimmt die Beanspruchung, wie früher gezeigt, anfangs schneller und dann langsamer ab (Fig. 5). Von O'Grorman ist vorgeschlagen worden, auch bei Kabeln die gesamte isolierende Schicht aus verschiedenen Teilschichten zusammenzusetzen mit nach außen hin abnehmender Dielektrizitätskonstanten; auf diese Weise würde man die Beanspruchung innen verkleinern und somit den gesamten erforderlichen Materialaufwand herabsetzen. An sich wäre es sehr erwünscht, die Isolationsdicke möglichst weit herabzudrücken, weil die Wärme, welche im Innern des Kabels entwickelt wird, in dem Isolationsmaterial einen schlechten Wärmeleiter findet. Das T e m p e r a t u r g e f ä l l e zwischen Kupfer

30. Konstruktion der Hochspannungskabel.

81

und Blei wird also um so größer sein, je dicker die Isolationsschiclit ist. Bisher ist der Vorschlag von O'Gorm a n aus fabrikationstechnischen Gründen nicht praktisch verwirklicht worden. Man muß daher nach anderen Mitteln suchen. Aus der obigen Formel geht hervor, daß eine Vergrößerung des Durchmessers des Leiters eine gleichmäßigere Beanspruchung herbeiführt; man kommt daher mit einer um so geringeren Schichtdicke aus, je größer man den inneren Leiter macht. Es ist also auch aus diesem Grunde vorteilhaft, von dem massiven Leiter auf das Seil überzugehen. Die oben angegebene Formel verliert aber ihre Gültigkeit, wenn der Leiter nicht vollkommen kreisförmig ist. Selbst kleine Rauigkeiten der Oberfläche rufen an den hervorstehenden Teilen höhere Beanspruchungen hervor. Noch viel mehr wird das bei einem Seil der Fall sein. In Fig. 44 ist ein Dreifachkabel mit einem seilförmigen Leiter im Schnitt gezeichnet. Die elektrischen Kraftlinien drängen sich dann an den äußeren Stellen der Einzeldrähte mehr und mehr zusammen. Von D e u t s c h ist für ein solches Kabel die Beanspruchung abgeleitet worden. Sie ergibt sich für eine Drahtzahl η auf der Oberfläche zu: de dr,

1,3 · e 0,274 ra

r

i

r2 Iurl

Der Grenzwert ist um etwa 30% größer als bei rundem Querschnitt. Der Vorteil der Vergrößerung durch Ersatz des massiven Leiters durch ein Seil geht also teilweise wieder verloren. Man versucht daher die äußere Oberfläche dadurch wieder rund zu machen, daß man die KupferF i s c h e r , Hochspannungstechnik.

6

82

Y. Leitungsanlageii.

litze mit Blei umpreßt. Aus den obigen Betrachtungen ergibt sich auch, daß bei Hochspannungskabeln kein großer Wert gelegt zu werden braucht auf die elektrische Leitfähigkeit des Materials, denn der Raum für den Leiter ist durch die elektrische Beanspruchung festgelegt. Man verwendet daher vielfach auch schlechter leitende Materialien, wie ζ. B. Aluminium oder Eisen. Man kann auch den innersten Raum durch eine Hanfseele bilden und die Kupferdrähte über diese verseilen. Die Tränkmasse des Papiers besteht aus Harz und öl. Die beiden Stoffe müssen auf Verunreinigungen geprüft werden. Man zieht für Hochspannungszwecke eine leichtflüssige Tränkmasse vor, damit das Kabel eine genügende Biegungsfähigkeit behält. Das Papier wird in Streifen zerschnitten und durch die Wickelmaschine fest auf den Leiter gepreßt, so daß sich die einzelnen Papierlagen überlappen. Die Durchschlagsfestigkeit des Papiers beträgt etwa 20 000 Volt/mm. Über die Papierdecke wird Juteband gelegt. Darauf wird der Bleimantel gepreßt, welcher das Eindringen von Feuchtigkeit verhindert. Gewöhnlich kommt über den Bleimantel noch eine doppelt asphaltierte Papierlage und hierüber eine äußere Jutebespinnung. D r e i f a c h k a b e l kommen hauptsächlich in zwei Formen zur Anwendung, nämlich mit runden Leitern und mit sektorförmigen Leitern. Die ersteren (Fig. 44) beanspruchen etwas mehr Raum als die Sektorkabel (Fig. 45). Indessen ist bei den Sektorkabeln die elektrische Beanspruchung an den spitzen Ecken der Sektoren größer; daher muß bei ihnen die Isolation stärker gewählt werden. Jeder Leiter eines Mehrfachkabels erhält zunächst für sich eine Papierisolation. Darüber folgt eine gemeinsame Isolation gegen Erde. Wie aus

30. Konstruktion der Hochspannungskabel.

83

den Figuren ersichtlich ist, entstehen zwischen den Sektoren und dieser äußeren Isolationsschicht Zwiachenräume, welche durch den sog. J u t e b e i l a u f ausgefüllt werden. Durch diesen Jutebeilauf wird eine ungleiche und ungünstige Beanspruchung auf dem Wege vom

Fig. 44.

Fig. 45.

Kupfer zum Blei bewirkt. Dies ist ein Grund, weswegen für sehr hohe Spannungen die Mehrfachkabel nicht mehr wirtschaftlich herzustellen sind. Gegenwärtig verwendet man sie für Spannungen bis 40 000 Yolt, während Einfachkabel sich für 80 000 Volt herstellen lassen. Es ist auch zu berücksichtigen, daß die Verbindung von einzelnen Kabelstücken bei Mehrfachkabeln nicht unerhebliche Schwierigkeiten bereitet. Man sucht, um möglichst wenig Verbindungsstellen zu erhalten, die Kabel in großen Einheitslängen herzustellen. Für die Kabelausführungen gelten im übrigen dieselben Gesichtspunkte wie für die Durchführungsisolatoren (Kapitel 18). Die Prüfung der Kabel erfolgt, je nach den Ansprüchen im Werk mit einer zwei- bis dreifachen Betriebsspannung während eines bestimmten Zeitraumes. Nach der Verlegung der Kabel erfolgt gewöhnlich eine wiederholte Prüfimg mit einer kleineren Spannung. Sehr häufig 6*

84

Y. Leitungsanlagen.

werden Biegeproben gemacht. Dabei biegt man das Kabel mehrere Male in entgegengesetzter Richtung zu einer Schleife und unterwirft es dann einer Durchschlagsprobe.

31. Verluste in Kabeln. Bei hochgespanntem Gleichstrom sind in einem Kabel keine anderen Verluste vorhanden, als die S t r o m v e r l u s t e durch den Belastungsstrom im Leiter und möglicherweise noch Verluste durch I s o l a t i o n s s t r ö m e . Bei Wechselstrom tritt zu dem Belastimgsstrom noch der L a d e s t r o m . Bei Spannungen unter 20 000 Volt spielt dieser keine große Rolle; auch bei höheren Spannungen kommt er wenig in Betracht, wenn die Periodenzahlen klein sind. Bei sehr hohen Spannungen und 50 Perioden vergrößert sich der Ladestrom schon deswegen, weil die Kabel bei diesen großen Spannungen auch eine sehr große Länge zu haben pflegen. Besonders störend ist es, daß der Ladestrom auch dann vorhanden ist, wenn das Kabel nicht belastet ist. Bei starken Belastungsschwankungen bewirkt er gefährliche Spannungserhöhungen an den Maschinen. Man kann zur Kompensation der Kapazitätsströme Drosselspulen verwenden, welche längs des Kabels verteilt werden und welche durch ihren nacheilenden Strom die voreilenden Kondensatorströme aufheben. Im Betriebe ist der Ladestrom unter Umständen auch angenehm weil er ein Gegengewicht gegen die wattlosen Ströme der Motoren bildet. Es treten ferner in dem Kabel Verluste durch die l e k t r i s c h e H y s t e r e s e auf. Die hierfür gültige Formel ist im Kapitel 8 angegeben. Von H o c h s t ä t t e r ist diese Formel auch für höhere Spannungen bestätigt

31. Verluste in Kabeln.

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worden und gleichzeitig festgestellt worden, daß mit wachsender Temperatur die Verluste abnehmen. Sie sind an sich so klein, daß sie nur bei sehr hohen Spannungen berücksichtigt zu werden brauchen. Bei einem Kabel von 100 km Länge, welches bei einer Temperatur von 15 Grad mit einer Spannung von 50 000 Volt mit 50 Perioden beansprucht wird, betrug der Verlust 3,2%. Die in einem Kabel auftretenden Verluste sind maßgebend für die Dimensionierung bzw. für die Strombelastung des Leiters. Vom V e r b a n d D e u t s c h e r E l e k t r o t e c h n i k e r i s t b i s h e r nur eine Belastungstabelle für Kabel bis 10 000 Volt aufgestellt worden. Nach L i c h t e n s t e i n ordnet man Hochspannungskabel zweckmäßig nicht nach der Spannung, sondern nach der Isolationsdicke. Für Kabel von 17 mm Isolationsdicke ergibt sich ζ. B. folgende Belastungstabelle, welche nicht nur die Stromstärke, sondern auch die dielektrischen Verluste berücksichtigt: Querschnitt der Kupferseele in qmm

Belastungsstrom bei 50000 Volt in Amp.

Belastungsstrom bei 60000 Volt in Amp.

25 77 95 35 94 91 50 113 110 70 140 135 95 165 160 120 195 188 Bei Kabeln mit Eisenbandarmierung treten noch zusätzliche Verluste auf im Bleimantel und in der Armierung. Ebenso wird die Induktivität durch die Eisenarmierung beeinflußt. Durch Versuche ist erwiesen worden, daß bei Mehrfachkabeln nur eine ganz unerhebliche Vergrößerung gegenüber dem Betrieb mit Gleichstrom

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V. Leitungsanlagen.

zu bemerken ist. Dagegen wird der e f f e k t i v e W i d e r s t a n d eines armierten Einfachkabels recht beträchtlich vergrößert. Die Verluste hängen ab von der Art der Armierung. Bei Eisendrähten ist der prozentuale Zuwachs namentlich bei kleineren Periodenzahlen erträglich. Dagegen wird bei Bandarmierung der Verlust so groß, daß man allgemein von der Verwendung solcher Kabel bei Wechselstrom absieht. Bei Drahtarmierung kann man durch Hinzunehmen von Kupferdrähten zu den Eisendrähten eine Verminderung erzielen.

32. Schutzeinrichtungen für Kabel. Die Armierung von Kabeln mit Eisenband oder mit Eisendraht soll vor allen Dingen verhüten, daß bei A u f g r a b u n g e n durch Pickenhiebe Verletzungen entstehen. Für größere Städte, in denen häufige Aufgrabungen unvermeidlich erscheinen, ist daher die Armierung sehr empfehlenswert. Meist deckt man die Kabel noch mit Steinen oder halbkreisförmigen Köhren aus Ton oder Zement ab, um den Arbeitern die Lage der Kabel beim Graben anzuzeigen. Auf dem Lande und in kleineren Orten kann im Allgemeinen von einer Armierung der Kabel abgesehen werden. Man verlegt daher auf ländlichen Strecken die Bleikabel direkt in die Erde. An Stellen, die eines Schutzes bedürfen, kann man eine einfache Abdeckung vornehmen. Erfahrungsgemäß lassen sich Verletzungen der Kabel in den Städten auch durch diese Vorsichtsmaßregeln nicht vermeiden. Es ist daher dringend erforderlich Einrichtungen zu treffen, welche ein beschädigtes Kabel sofort selbsttätig außer Betrieb setzen. Auch bei Durchschlägen ist es erforderlich, die betreffende Kabelstrecke abzuschalten, weil sonst ein umfangreicher Kabelbrand

32. Schutzeinrichtungen für Kabel.

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entstehen kann, und weil der stehende Lichtbogen Anlaß zu Überspannungen geben kann (vgl. Kapitel 29). Eine Einrichtung, welche die beschriebene Aufgabe erfüllt, ist zuerst von Merz und Price angegeben worden. Im Prinzip wird sie durch Fig. 46 erläutert. Das Kabel durchfließt auf jeder Seite einen S t r o m w a n d l e r . Relaus

[-ΛΑΛ/

Wv-

Stromwandler

Law ΑΛΛ

wv-' vyw F i g . 46.

Die sekundären Wicklungen dieser beiden Stromwandler sind durch ein H i l f s k a b e l miteinander verbunden und so geschaltet, daß sich die induzierten elektromotorischen Kräfte aufheben, solange der Strom am Anfang und am Ende des Kabels derselbe ist. In dem Hilfsstromkreis wird auf jeder Seite ein R e l a i s eingelegt, welches nach Auslösung auf den Ausschalter der Kabelstrecke wirkt. Sobald das Kabel in der Mitte an irgend einer Stelle durchschlagen wird, fließt ein Strom durch die Erde, so daß eine Ungleichheit in den Spannungen der beiden Stromwandler vorhanden sein wird. In diesem Fall spricht das Relais an. Für ein Dreifachkabel ist selbstverständlich ein dreifaches Hilfskabel erforderlich, welches von dem Hauptkabel getrennt sein muß. Eine andere Schutzeinrichtung ist von H ö c h s t ä t t e r angegeben worden. Dabei ist in die Isolationsschicht nahe an dem Bleimantel eine K u p f e r s p i r a l e eingelegt. Der ganze Aufbau eines Einfachkabels mit dieser Kupfer-

88

V. Leitungsanlagen.

spirale geht aus Fig. 47 hervor. Wegen der Lage zwischen der Seele und dem Bleimantel wird die Kupferspirale eine Spannung annehmen, welche dem Verhältnis des dielektrischen Widerstandes zwischen Bleimantel und

\Drosselspuie Relais

h

'-vwwV- W W 1

I

Fig. 47.

Kupferspirale zu dem Gesamtwiderstande zwischen Bleimantel und Seele entspricht. Die Kupferspirale wird über eine Drosselspule zu dem Relais des Ausschalters geführt, welches andererseits an den einen Pol einer Akkumulatorenbatterie angeschlossen ist. Der andere Pol der Batterie und der Bleimantel wird an Erde gelegt. Die in der Schutzspirale induzierten Spannungen werden keine großen Ströme zur Folge haben, weil die Drosselspule für Wechselstrom einen großen Widerstand darstellt. Sobald ein Schluß zwischen Kupferspirale und Bleimantel auf irgend eine Weise zustande kommt, wird der Batteriestromkreis durch die Erde geschlossen und das Relais des Schalters in Gang gesetzt.

33. Stützisolatoren für Freileitungen.

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33. Stützisolatoren für Freileitungen. Da die Kosten der Hochspannungskabel sehr erheblich sind, sucht man mit Freileitungen'auszukommen. Der wichtigste elektrische Teil der Freileitung sind die I s o l a t o r e n . Gegenüber den Tragisolatoren für Innenräume ist bei den Freileitungsisolatoren mit erheblich schärferen Beanspruchungen zu rechnen, weil sie auch bei R e g e n , S c h n e e und Bis betriebssicher sein sollen. Die m e c h a n i s c h e B e a n s p r u c h u n g ist ebenfalls, größer, weil auch seitliche Druckkräfte auftreten. Die Ausgangsform für alle Stützisolatoren ist der P o s t i s o l a t o r (Fig. 48), welcher im trockenen Zustande bereits eine sehr hohe Spannung, nämlich etwa 30000 Volt aushält. Um die Durchschlagsspannung zu erhöhen, ist es nur erforderlich, den Kopf entsprechend dicker zu machen und den Durchmesser der Stütze so groß zu halten, daß die Beanspruchung der innersten Schicht des Porzellans nicht zu groß wird. Ganz ungenügend verhält sich aber der Postisolator in bezug auf die Ü b e r s c h l a g s s p a n n u n g . Der Uberschlagsweg ist verhältnismäßig sehr kurz, weil man damit rechnen muß, daß die äußere Haut des Mantels infolge von Regen leitend wird. Ungünstig für das elektrische Verhalten bei der Hochspannung ist ferner der Umstand, daß der dielektrische Widerstand bei α klein ist und daher die Beanspruchung in den Luftschichten so groß ist, daß diese

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V. Leitungsanlagen.

durchschlagen werden. Die Randentladung von der Unterkante des Außenmantels nach der Stütze hin wird dadurch erleichtert. Bei den verschiedenen neueren Hochspannungsisolatoren sind die geschilderten Mängel beseitigt. Nachstehend sind einige der hauptsächlichsten Isolatoren beschrieben. a) D e l t a i s o l a t o r der Porzellanfabrik H e r m s d o r f (Fig. 49). Er besteht meist aus zwei Teilen, die zusammengekittet werden. Dadurch werden Materialfehler, wie Luftblasen und unvollkommener Brand, vermieden. Die eiserne Stütze reicht bis in die Bundrille hinein; daher wird bei seitlichen Zugkräften auf den Kopf das Porzellan nur auf Druck beansprucht. Das Dach ist weit vorgebaut, wodurch der Weg von der Kante nach der Stütze, auch wenn der Kopf durch Eegen leitend gemacht ist, sehr vergrößert ist. Der entstehende weite Raum ist auch insofern von Vorteil, als er den Insekten keinen Schlupfwinkel bietet. Bei zweiteiligen Isolatoren trägt der obere Teil auch das sog. U n t e r k l e i d , welches die darunter liegende langgestreckte Hülse vor BeFig. 49. Deltaisolator. regnung schützen soll. Die Hülse selbst ladet weit aus um den dielektrischen Widerstand, wie bei Durchführungsisolatoren, möglichst zu vergrößern. b) K a m m e r i s o l a t o r der Porzellanfabrik R o s e n t h a l A.-G. in Selb (Bayern). Das Dach (Fig. 50) ladet auch hier weit aus und ist durch vertikale Rippen auf der unteren Seite in Kammern eingeteilt, welche auch seitlichen Regen von der Hülse abhalten und durch

33. Stützisolatoren für Freileitungen.

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welche der gesamte trockne Oberflächenweg vergrößert wird. Die Hülse selbst erhält noch ein kleineres Dach, welches auch den unteren Teil vor Beregnung schützt.

c) M e t a l l d a c h i s o l a t o r der Porzellaniabrik H e r m e d o r f . Das große Dach der Deltaglocken trägt wesentlich zur Erhöhung der Kosten bei. Daher hat man es durch ein Dach aus Zinkblech zu ersetzen versucht, welches sehr weit ausladen kann, ohne daß der Preis sich wesentlich erhöht und ohne, daß die Zerbrechlich-keit der Porzellandächer bestehen bleibt. An dem scharfen Bande des Metalldaches ist das elektrische Feld sehr groß; daher werden die Waesertropfenjvom Bande energisch abgestoßen.. Fig. 51 zeigt einen solchen Isolator, wenn er künstlicher Beregnung ausgesetzt wird.

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V. Leitungsanlagen.

Fig. 51. Metalldachisolator.

Das schon früher erwähnte Prinzip, die schwächste Stelle bei Isolierkörpern möglichst außerhalb der festen Massen zu verlegen und sie überhaupt konstruktiv auf einen bestimmten Ort zu beschränken, h a t dazu geführt, den M e t a l l d a c h i s o l a t o r mit einem S c h u t z r i n g a u s Metall auszurüsten, wie dies in Fig. 52 dargestellt ist. Bei dieser Anordnung ist die Gefahr des Gleitfunkens längs des Porzellans sehr vermindert,

weil der kürzeste Weg für etwa auftretende Überspannungen der vom Metalldach zum Ring ist. Der Porzellankörper bleibt also sehr geschont, während er bei einem Isolator ohne Schutzring leicht durch häufige Entladungen an der Oberfläche zum Zerspringen gebracht Fig. 52. Metalldachisolator. werden kann. Die Befestigung der Porzellanteile auf der eisernen

34. Hängeisolatoren.

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Stütze erfolgt am besten dadurch, daß man um das Gewinde der Stütze etwas Hanf wickelt und dann den Isolator aufdreht. Die ganze Konstruktion des S t ü t z i s o l a t o r s bringt es mit sich, daß die Beanspruchung der über den Bolzen gezogenen Hülse sehr groß ist. Es läßt sich aus Festigkeitsrücksichten nicht umgehen, daß der Bolzen bis an den Hals in den Kopf hineinragt. In dieser Beziehung liegen die Verhältnisse viel ungünstiger, als bei Tragisolatoren für Innenräume. Man verlangt bei Außenisolatoren seitliche Belastungsfähigkeiten bis zu 1000 kg. Der dielektrische Widerstand zwischen der Stütze und der äußeren metallischen Belegung ist also unter allen Umständen verhältnismäßig gering. Zu bedenken ist auch, daß bei einem feuchten Isolator die Beanspruchung sehr ungleich wird, weil der inneren metallischen Stütze eine verhältnismäßig sehr große leitende Fläche gegenüber steht. Es treten daher bei höheren Spannungen leicht G l e i t f u n k e n a u f , gegendieman sich nach Früherem auch dadurch nicht schützen kann, daß man die Hülse und das Unterkleid verlängert. Aus allen diesen Gründen nehmen die Stützisolatoren bei hohen Spannungen so große Gewichte an, daß ihre Montage und ev. Auswechslung sehr schwierig wird. Auch ist der Verlust beim Zerspringen eines Isolators mit Rücksicht auf den Preis und die Umständlichkeit des Ersatzes verhältnismäßig groß. Man kann sich hiervon einen Begriff machen, wenn man bedenkt, daß eine Deltaglocke für 60 000 Volt schon ein Gewicht von 27 kg besitzt.

34. Hängeisolatoren. Die Entwicklung der Hochspannungsfreileitungen hat einen neuen Aufschwung genommen seit der Erfindung

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Υ. Leitungsanlagen.

der aus mehreren einzelnen Gliedern bestehenden K e t t e n · oder H ä n g e i s o l a t o r e n . Die ursprüngliche Form für ein Glied einer solchen Kette ist von H e w l e t t angegeben worden (Fig. 53). Es werden nach Bedarf mehrere solche Glieder hintereinander zu einer Kette

Ψ Fig. 53.

vereinigt und somit die gesamte Betriebsspannung allmählich überwunden. Die Vorteile, welche durch die Hängeisolatoren erreicht werden, sind nicht nur elektrischer, sondern auch wirtschaftlicher Natur. Selbst mit wenigen Typen ist es möglich, sich allen Verhältnissen anzupassen. Man kann ζ. B. leicht an einzelnen besonders gefährdeten oder schwer zugänglichen Stellen die Gliederzahl der Kette erhöhen. Eine spätere Erhöhung der Betriebsspannung erfordert nicht die Anschaffung von neuen Isolatoren, sondern nur die Hinzufügung eines Gliedes. Die Montage ist außerordent-

34. Hängeisolatoren.

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lieh einfach, weil das Aufschrauben auf die Stütze fortfällt. Daher ist auch die Auswechslung eines schadhaften Gliedes sehr leicht. Auch die mechanische Beanspruchung des Drahtes durch die Bewegung der Luft ist geringer, weil die Leitung nachgeben kann und weil der Draht nicht wie bei Stützisolatoren hin und her gebogen wird. Eine aufgehängte Leitung ist wegen der tieferen Lage gegen Uberspannungen durch atmosphärische Störungen besser geschützt als eine getragene. Für die Erweiterungen von bestehenden Anlagen mit Stützisolatoren kann der Hängeisolator insofern von Vorteil sein, als sich an die schon bestehenden Mäste unten an die Taversen Hängeisolatoren für die neue Leitung anbringen lassen. Das Gewicht und der Preis der Hängeisolatoren ist etwa von 60000 Volt an kleiner als bei Stützisolatoren. Beide Faktoren nehmen proportional mit der Spannung zu. In elektrischer Hinsicht ist besonders insofern ein großer Vorteil vorhanden, als der dielektrische Widerstand der gesamten Kette proportional mit der Spannung vergrößert wird, während dies bei Stützisolatoren nicht im gleichen Maße zu erreichen ist. Das Verhältnis von "Überschlagsspannung zur Betriebsspannung bleibt konstant. Die lange Kette nimmt ferner im ganzen weniger Regen an, als das breite Dach der Stützisolatoren. Auch reinigen sich die einzelnen Elemente rasch von Staub und Schnee. Störungen durch Vögel sind bei Hängeisolatoten kaum möglich, weil den Tieren kein Ruheplatz geboten wird. Der einfache H e w l e t t sehe Isolator mit der Fischschwanzform ist in mancher Hinsicht noch verbessert worden. Als ein Nachteil hat sich herausgestellt, daß gegen Beregnung kein genügender Schutz vorhanden war. Bei neueren Hängeisolatoren bildet man daher Dächer aus, die den darunter liegenden Aufhängepunkt schützen. Die Fig. 54 zeigt einen

Υ. Leitungsanlagen.

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Fig.54. Hängeisolator.

Fig. 65.

TeUerisolator.

dreiteiligenHängeisolator dieser Art, herrührend von der Porzellanfabrik H e r m s d o r f , während der Prüfung mit 160000 Volt. Eine besondere Form des Hängeisolators ist der T e l l e r i s o l a t o r , welcher im wesentlichen einen großen Porzellanteller darstellt (Fig. 55), dessen untere Oberfläche durch ringförmige Kippen vergrößert ist. Die metallischen Befestigungsteile sind oben und unten eingekittet. Ein Vorteil der H e w l e t t sehen Type geht hierbei verloren, nämlich der, daß bei einem Sprung eines einzelnen Gliedes die Leitung immer noch durch die Drahtschhnge gehalten wird. Indessen

35. Prüfung von Isolatoren.

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ist bei richtiger Konstruktion ein Zerspringen kaum zu befürchten. Selbstverständlich muß man, wenn hohe mechanische Kräfte auftreten, wie ζ. B. an Abspannmasten, stärkere Elemente verwenden.

35. Prüfung von Isolatoren. Die Prüfung zerfällt in eine m e c h a n i s c h e und eine e l e k t r i s c h e . Während die erstere nach allgemein bekannten Methoden vorgenommen wird, ist bei der letzteren mancherlei zu beachten. Es kann nach den früher entwickelten Grundsätzen als selbstverständlich gelten, daß die D u r c h s c h l a g s s p a n n u n g größer sein muß als die Ü b e r s c h l a g s s p a n n u n g . Die Messung wird sich also auf die Bestimmung der letzteren erstrecken. Dem eigentlichen Uberschlagsfunken geht ein Zustand der V o r e n t l a d u n g e n voraus. Die bei diesen G l i m m und B ü s c h e l e r s c h e i n u n g e n auftretenden V e r l u s t e können bei einer größeren Zahl von Isolatoren wattmetrisch gemessen werden. Trägt man sich diese Verluste in Form von Kurven in Abhängigkeit von der Betriebsspannung auf, dann findet man einen Verlauf wie bei I oder I I in Fig. 56. Anzustreben ist ein Verlauf nach Kurve I I , d. h. die Verluste sollen unterhalb der Uberschlagsspannung möglichst gering sein. Man erreicht dies ζ. B. dadurch, daß man bei den metallischen Befestigungsteilen Spannung alle unnötigen Ecken und SpitFig. 66. zen vermeidet, weil diese einen Anlaß zur Einleitung von Glimmentladungen geben. Daher ist ζ. B . bei Hängeisolatoren die Aufhängung mit Rundknopf und Pfanne die beste. F i s c h e r , Hochspannungstechnik.

7

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V. Leitungsanlagen.

Auf das Verhalten eines Außenisolators hat die Witterung einen sehr großen Einfluß. Man prüft daher die Isolatoren bei k ü n s t l i c h e r B e r e g n u n g , und zwar mit einer Regenmenge von etwa 10 mm pro Minute, welche den schwersten in der Natur beobachteten Regengüssen entspricht. Da auch die Richtung des Regens von Einfluß ist, läßt man die Wasserstrahlen unter einem Winkel von 45 Grad auf die Isolatoren fallen. Die Dauer des Versuches ist namentlich für das Eintreten der ersten Entladeerscheinung maßgebend. Auch der Feuchtigkeitsgehalt der Luft spielt nach Wei ker eine sehr große Rolle. Durch die Beregnung wird die Oberfläche des Daches und die unteren Teile der Hülse leitend gemacht. Die Überschläge werden also am Rande des Daches einsetzen. Man bezeichnet nach F r i e s e das Verhältnis Uberschlagsspannung bei Regen Überschlagsspannung in trockenem Zustande als die R a n d z i f f e r . Noch ungünstiger als bei Beregnung ist die Beanspruchung eines Isolators bei S c h n e e g e s t ö b e r , wenn die Temperatur nur etwa 0 Grad ist, namentlich wenn die Schneeflocken durch den Wind auf die untere Seite der Isolatoren getrieben werden. Es bildet sich dann eine leitende Schicht über die ganze Oberfläche des Isolators. Versuche, die den Einfluß dieser natürlichen Witterungserscheinung auf Isolatoren zeigen sollen, lassen sich nur im Freien machen. Einen sehr geringen Einfluß haben erfahrungsgemäß Reif und Schnee bei einer Temperatur unter dem Gefrierpunkt. Auch Eis bietet zu keinen Störungen Anlaß, weil es ein guter Isolator ist; erst beim Auftauen treten Randendladungen auf.

36. Gestänge für Freileitungen. Für das Gestänge benutzt man bei vielen Überlandzentralen in waldreichen Gegenden noch häufig die bil-

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36. Gestänge für Freileitungen.

ligen H o l z m a s t e , deren Lebensdauer man mit Hilfe geeigneter Tränkungsmittel künstlich vergrößert. Gewöhnlich vereinigt man für die Strecke zwei Mäste und stellt sie so auf, wie die Schenkel des Buchstaben A. Überall wo eine größere Sicherheit des Betriebes verlangt wird, geht man zu eisernen Gittermasten oder zu E i s e n b e t o n m a s t e n über. In Fig. 57 ist ein Gittermast mit den Traversen und den aufgesetzten Isolatoren zu sehen. Das Gewicht der Masten richtet sich nach der S p a n n w e i t e , die man in Hochspannungsanlagen möglichst groß nehmen muß. Je größer die Spannweite, um so geringer ist die Zahl der Ünterstützungspunkte, welche stets als schwache Stellen der Anlage anzusehen sind. Außer den normalen S t r e c k e n m a s t e n werden noch schwerere A b s p a n n mast e benutzt. Sie werden etwa nach jedem fünften Streckenmast aufgestellt und dienen zur Aufnahme der Kräfte in der Richtung der Leitung. Auch bei allen Wegänderungen kommen schwerere Mäste zur Aufstellung, um die seitlichen Kräfte aufnehmen zu können. Um das Herabfallen der Leitungen zu verhüten, werden unterhalb der Traversen seitüche Fangbügel angebracht. Beim Zerspringen eines Isolators wird die Leitung von diesen Fangarmen zunächst aufgehalten und geerdet. Wenn sie zerreißt, fällt sie also 7*

100

V. Leitungsanlagen.

im stromlosen Zustande zur Erde. An dem ersten Mast in Fig. 58 sind solche Fangbügel zu erkennen.

Fig. 68. Einführung in einer Transformatorenstation. (Brown, Boveri & Co.)

Zu den schwierigsten Aufgaben des Leitungsbaues gehören die Ü b e r f ü h r u n g e n über öffentliche Straßen, über Bahnen und Gewässer. Bei Wegkreuzungen wandte man früher S c h u t z n e t z e an, die unterhalb der Leitung ausgespannt wurden. Betriebssicherer sind S c h u t z b r ü c k e n aus Eisen. In Fig. 59 ist eine solche Schutzbrücke aus Rohren wiedergegeben, welche eine Hochspannungsleitung über eine Eisenbahnlinie führt. Bei

36. Gestänge für Freileitungen.

101

102

V. Leitungsanlagen.

Fig. 60. Kreuzung zweier Hochspannungsleitungen.

einfachen Landwegen genügt es, mit erhöhter Sicherheit zu arbeiten, d. h. die Mäste an der gefährdeten Stelle

36. Gestänge für Freileitungen.

103

dichter aneinander zu setzen oder bruchsichere Aufhängungen zu verwenden. Ebenso verfährt man, wenn eine andere Hochspannungsleitung gekreuzt wird. In Fig. 60 ist eine K r e u z u n g s s t e l l e zweier Hochspannungsleitungen wiedergegeben, nämlich einer 35 000-VoltLeitung des Eschweiler Bergwerksvereins mit einer 34 000-Volt- Leitung der RurtalsperrenGesellschaft bei Aachen. Bei Übergängen über Flüsse und Täler wendet man sog.Weitspann u n g s t ü r m e an, die zuweilen eine sehr große Höhe erreichen. Auch, wenn eine Leitung durch Sümpfe oder Moore geht, die während des größten Teils des Jahres nicht zugänglich sind, kommen Leitungstürme zur Anwendung, weil ihre Betriebssicherheit größer ist. Fig. Fjg 61 S c h w l m m e n d e r Leitungsturm. 61 zeigt einen solchen Leitungsturm aus Holz in einem amerikanischen Sumpf. Dieser Turm ist nicht standfest, sondern schwimmend angeordnet. In Fig. 62 ist eine K a n a l ü b e r s p a n n u n g zu sehen für 56 m Spannweite. Die Hochspannung wird dem Mast in der Mitte zugeleitet, dann an diesem

104

V". Leitungsanlagen.

hochgeführt, so daß die Leitung in einer Höhe von 26 m über den Fluß geht.

Fig. 62. Kanalüberspannung bei Emden, ausgeführt von den Siemens-Scnuckert-Werken.

37. Hauseinführungen. Die Einführung oder Ausführung der Hochspannungsleitungen geschieht bei Häusern in der Regel mit Hilfe von e i s e r n e n T r a v e r s e n , welche vor den Maueröffnungen befestigt sind. Auf diesen Traversen sitzen Stützisolatoren, von denen aus die Leitungen nach dem ersten Mast hinüber gehen. In Fig. 58 ist eine solche Einführung zu erkennen. Für sehr hohe Spannungen muß man andere Mittel anwenden, man kommt dann zu

38. Leitungsmaterial.

Durchführungsisolatoren der früher besprochenen Art. In Fig. 63 ist ζ. B. eine M a u · erdurchführung wiedergegeben, welche von der Porzellanfabrik H e r m s d o r f für eine amerikanischeAnlage von 110000 Volt geliefert worden ist. Der eigentliche Durchführungsisolatoristdabei noch durch vier Tragisolatoren gegen die Wände der Maueröffnung abgestützt.

Fig. 63.

105

Mauerdurchführung.

88. Leitungsmaterial. Für Hochspannungsleitungen kommen auch die weniger gutleitenden Metalle in Betracht. Mit Rücksicht auf die Glimmentladung ist es nämlich erwünscht, auf große Durchmesser zu kommen. Man verwendet daher außer H a r t k u p f e r auch A l u m i n i u m und seine B r o n z e n . Sehr beliebt sind K u p f e r s e i l e über einer Hanfseele. Da man bestrebt sein muß, möglichst große S p a n n w e i t e n zu überwinden, so sind die mechanischen Eigenschaften viel wichtiger als die elektrischen. Man verwendet daher möglichst nur Material von sehr hoher Festigkeit. Bei der Montage wird der D u r c h h a n g der Leitungen der Temperatur entsprechend gewählt. Vom V e r b a n d D e u t s c h e r E l e k t r o t e c h n i k e r sind Vor-

106

V. Leitungsanlagen.

Schriften atisgearbeitet worden, auf Grund deren man den Durchhang unter Berücksichtigung der zulässigen thermischen und elastischen Materialbeanspruchung, sowie unter Einsetzung eines gewissen Winddruckes und einer bestimmten Schneelast ermitteln kann. Für die bei Hochspannung üblichen Spannweiten von 60—200 m kann man für Span rgveit ? Ι80ι ι Hartkupfer den Durchhang für verschiedene Spar, nweifei60m Temperaturen aus den •δ * Schaulinien in Fig. 64 entnehmen. Dabei ist eine zulässige Materialbe3 Span uueit ? izoi ι ίζ a nspruchung von Soon nwei leiOffi t 1200 kg pro Quadratzentimeter angenommen. Bei sehr großen Spannweiten -20°-10" 0° +10° +Ζ0ο+Μο läßt man den LeitungsTemperatur draht zuweilen nicht sich Fig. 64. selbst tragen, sondern man bindet ihn an ein Stahlseil, Von diesem Verfahren macht man auch bei elektrischen Vollbahnen Gebrauch, bei denen mit Rücksicht auf die Stromabnahme der Leitungsdraht keinen Durchhang haben darf. Die Verbindung der Leitungen geschieht meist mit ^ demHofmannschen | ' ^ I Nietverbinder, dee1 ' sen Prinzip durch Fig. fig- 66. 65 erläutert wird. Man schiebt dabei über die beiden Seilenden eine Metall-

£

38. Leitungsmaterial.

107

hülse und treibt seitlich zwei Nieten ein, welche die Seile so fest gegen die Wände der Hülse pressen, daß ein Abgleiten unmöglich ist. Nach einem anderen Verfahren steckt man die Leitungsenden in ein Bohr und verwürgt das Ganze. Wie schon gesagt, wird der Durchmesser der Leitung weniger durch die K u p f e r v e r l u s t e als durch die G l i m m e r s c h e i n u n g e n bestimmt. Der Verlust, welcher hiermit verbunden ist, hängt nach R y a n von der Dicke derjenigen Luftschicht um den Leiter ab, in welcher die Beanspruchung größer ist als die Durchschlagsspannung der Luft, die im Mittel mit 30 000 Volt pro Zentimeter angenommen werden kann. Da bei dünnen Drähten die Beanspruchung, von der Oberfläche aus gerechnet, rascher abnimmt als bei dicken, so muß die Spannung, bei welcher das Glimmen eintritt, bei ihnen etwas größer sein, als bei dicken. Die Beanspruchung an der Oberfläche eines Zylinders vom Radius r, welcher in einem Abstände d einem anderen gegenübersteht, ist an der Innenseite: de Volt/cm. Jr , d 2 · r· lnr Bei Drehstrom ist sie im Verhältnis ^ 3 : 1 größer. Trägt man sich die Verluste durch Spannung Glimmentladungen in AbFig. 66. hängigkeit von der Spannimg auf, dann erhält man einen Verlauf wie in Fig. 66 dargestellt. Sie setzen erst bei einer ganz bestimmten kritischen Spannung ein und nehmen dann sehr rasch

108

VI. Schutz- und Schaltapparate.

zu. Selbstverständlich sind diese Verluste erst bei sehr hohen Spannungen beträchtlich. Nach Messungen im Elektrotechnischen Institut der Technischen Hochschule zu Dresden beträgt ζ. B. der Verlust bei einer Litze von 7 Drähten a 6 qmm bei einem gegenseitigen Abstände von 50 cm etwa 12 Kilowatt/km, wenn eine Spannung von 100 000 Volt bei 50 Perioden aufgedrückt wird.

VI. Schutz- und Schaltapparate. 39. Einteilung. Es ist die Aufgabe aller Schutzapparate, Personen und Sachen vor den Gefahren der Hochspannung zu bewahren. Der beste persönliche Schutz ist immer die gründliche Kenntnis der Anlage und der sich abspielenden Vorgänge. Für die nicht Eingeweihten gibt es keinen anderen Schutz als passend angebrachte W a r n u n g s t a f e l n , die man bei Hochspannungsanlagen gemäß den Vorschriften des V e r b a n d e s D e u t s c h e r E l e k t r o t e c h n i k e r durch den bekannten roten Blitzpfsil hervorhebt. Im übrigen ist die Gefahr bei Niederspannungsanlagen erfahrungsgemäß nicht geringer als bei Hochspannungsanlagen. Maßgebend ist die S t r o m s t ä r k e , von welcher der Beteiligte getroffen wird, und diese hängt natürlich nicht allein von der Spannung, sondern auch von dem Widerstand des Stromkreises ab. Man hat im allgemeinen gefunden, daß ein Strom von 1 / 10 Ampere tödlich wirkt. Es ist aber vorgekommen, daß jemand, ohne Schaden zu leiden, mit einer 10 000-VoltAnlage in Berührung gekommen ist, während in anderen

'39. Einteilung.

109

Fällen schon eine Spannung von 110 Volt die schlimmsten Folgen hatte. Zu berücksichtigen ist, daß nicht nur Hochspannungsleitungen und Hochspannungsapparate selbst Gefahren bringen, sondern auch b e n a c h b a r t e m e t a l l i s c h e K ö r p e r , sofern sie von der Erde isoliert sind. Ein besonders wichtiger Fall ist der, daß eine Niederspannungsleitung, ζ. B. eine T e l e p h o n l e i t u n g einer H o c h s p a n n u n g s l e i t u n g parallel läuft. Zwischen der Hochspannungsleitung 1 (Fig. 67) und der Erde bestehe eine Spannung e. Bezeichnet man die Kapazität der Leitung mit Clt dann fließt ein Kapazitätsstrom von der Größe:

t€!

i = e · 2 π · ν · C1 . Der Leiter 2 teilt die isolierende

Fig. 67.

Luftschicht zwischen 1 und Erde in zwei Teile und nimmt gegenüber Erde eine solche Spannung an, daß: ο — *1 2 — ' (7

'

wobei Cn die Kapazität zwischen Leitung 1 und 2 bedeutet. Wenn man den Draht 2 berührt, dann wird die Kapazität zwischen 2 und Erde kurz geschlossen, und es wird Ci = C 1 2 . Daher wird jetzt auch e1. Der Strom, welcher durch den kurzschließenden Körper fließt, wird dann: i = e ·2 π •

c, 12

110

VI. Schutz- und Schaltapparate.

Je größer die Kapazität zwischen Leitung 1 und Leitung 2 ist, um so größer und gefährlicher wird dieser Strom. Bei D r e h s t r o m l e i t u n g e n ist diese elektrostatische Induktion meist nur sehr klein, weil die Wirkungen der drei Phasen sich normalerweise aufheben. Wenn aber in einer Phase eine Störung vorkommt, dann macht sich dieselbe in den benachbarten Leitungen ebenso bemerkbar wie vorher. . Bei Telephonleitungen, die man aus Gründen der Betriebsfiihrung unterhalb der Hochspannungsleitung von der Zentrale nach den Unterstationen legen muß, kann man einen Schutz gegen diese Erscheinungen bewirken durch besonders konstruierte Telephonapparate und durch Verdrillung der Telephonleitungen. Auch mit einem direkten Übertreten der Hochspannung in benachbarte Niederspannungsleitungen ist zu rechnen. Man schützt die letzteren hiergegen durch Durchschlagssicherungen, welche bei einer bestimmten Spannung eine Verbindung mit der Erde herstellen. Um im Zweifelsfalle festzustellen, ob eine Leitung oder ein Apparat unter Spannung steht, kann man Anzeigeapparate benutzen, die auf dem Prinzip des Goldblattelektroskopes beruhen. Bingt man mit Hilfe eines isolierten Griffes einen solchen Apparat in die Nähe der zu untersuchenden Leitung, dann spreizen sich infolge der Ladung die beiden Belege. Leitungen, Maschinen und Apparate der Hochspannungsanlage sind nicht gegen die normale Betriebsspannung und nicht gegen den Betriebsstrom besonders zu schützen, sondern gegen Ü b e r s p a n n u n g e n und Uberströme. Man unterscheidet daher zwischen U b e r s p a n n u n g s s c h u t z und Überstromschutz. Da die für den letzteren notwendigen Apparate bei

39. Einteilung.

Ill

Hochspannungsanlagen meist mit den Schaltapparaten in Verbindung stehen, so müssen sie auch mit diesen zusammen betrachtet werden. Die Überspannungsschutzapparate kann man in ihrer Wirkung gut verstehen, wenn man sich überlegt, welche Einrichtungen als Überdruckschutz in der im Kapitel 26 besprochenen Wasserleitungsanlage angebracht werden können. Offenbar wäre die Beschränkung des Überdruckes zunächst durch einen Ü b e r l a u f , also ζ. B. durch ein seitliches Ablaßrohr in dem Steigrohr zu erreichen. Nach diesem Überlaufprinzip arbeiten die Ü b e r s p a n n u n g s f u n k e n s t r e c k e n . Ein anderes Hilfsmittel wäre die E r w e i t e r u n g des Q u e r s c h n i t t e s des Steigrohres, so daß die in Bewegung befindlichen Waesermengen ohne erhebliche Höhensteigerung Platz finden kann. Überträgt man diesen Gedanken auf den elektrischen Stromkreis, dann kommt man dazu, die K a p a z i t ä t der Leitungsanlagen durch Aufstellung einer besonderen Kondensatorenbatterie zu vergrößern. Endlich besteht die Möglichkeit, durch ein enges Kohr einen A b f l u ß des Wassers nach der E r d e hin herbeizuführen. Durch dieses Mittel würde zwar dauernd ein Verlust bedingt werden; jedoch kann derselbe durch passende Wahl des Querschnittes klein gehalten werden. Verbindet man jede Leitung der elektrischen Anlage durch einen e l e k t r i s c h e n W i d e r s t a n d mit der E r d e , dann erreicht man auch hierdurch einen wirksamen Schutz gegen Überspannung, weil sich der abfließende Strom proportional mit der Spannung vergrößert. Wir haben oben gezeigt, daß die Überspannungen sehr verschiedene Ursachen haben können, und daß auch sehr verschiedene Energiemengen in ihnen enthalten sind. Man muß daher auch die Schutzapparate für die

112

VI. Schutz- und Schaltapparate.

einzelnen Zwecke passend auswählen. Gewöhnlich unterscheidet man zwischen einem G r o b s c h u t z und einem Feinschutz.

40. Einfachfuiikenstrecken. Einen Schutz dieser Art stellt ζ. B. der S c h u t z r i n g des in Kapitel 33 erwähnten Metalldachisolators dar. Bei einer bestimmten Überspannung wird die zwischen Dach und Ring hegende Luftstrecke durchschlagen. Als besonderer Apparat erscheint die Einfachfunkenstrecke in der Gestalt des H ö r n e r b l i t z a b l e i t e r s , den die Fig. 68 in einer Ausführungsform der Simenes-SchuckertWerke darstellt. Der Lichtbogen springt bei einer genügend hohen Überspannung an der engsten Stelle zwischen den Hörnern über und wird elektrodynamisch und durch die entwickelte Wärme nach oben getrieben. Da er sich hierbei Fig. j · ,· -π β 68. Hörnerblitzableiter. wegen der eigenartigen J^orm der Elektroden mehr und mehr verlängert, so reißt er schließlich ab, und der ursprüngliche Zustand wird wieder hergestellt. Um durch den Lichtbogen das Kurzschließen der Maschine zu verhindern und ferner um die in dem Leitungsnetz entstehenden Schwingungen möglichst abzudämpfen, schaltet man einen Widerstand hintereinander mit der Funkenstrecke. Bei kleineren Betriebsspannungen, bei denen natürlich die Entfernung zwischen den Hörnern ebenfalls

40· Einfachfunkenstrecken.

113

nur klein sein darf, kommt es leicht vor, daß der Lichtbogen sich festbrennt und nicht zum Aufsteigen gebracht werden kann. Um diesen Übelstand zu vermeiden, transformieren die Siemens-Schuckert-Werke in ihrem R e l a i s s c h u t z die Spannung durch einen Resonanzeffekt für den Hörnerschutz ins Große. Fig. 69 gibt die hierfür in Be^C VWVWr-1 tracht kommende Schaltung ρΛΛΛ/— schematisch wieder. Ein Kondensator und die Niederspannungswicklung eines eisenlosen Fig, 69. Transformators sind hintereinander geschaltet. Die Spannung der Spule wird in den Hörnerkreis vergrößert übertragen und addiert sich zu der Netzspannung. Wie ersichtlich, wird die Transformierung von Überspannungen hiit hoher Schwingungszahl leichter vermittelt, als die von kleiner Schwingungszahl, weil der Kondensator im ersteren Fall einen größeren Strom durchläßt. Eine andere Methode zur Vergrößerung der Empfindlichkeit besteht darin, daß man durch eine kleine H i l f s f u n k e n s t r e c k e die Luft in dem Zwischenraum der Haupthörner ionisiert und damit auf den Durchschlag vorbereitet. Diesen von Zapf angegebenen Schutzapparat zeigt die Fig. 70. Soll ein Hörnerpaar eine Maschinenanlage schützen, Fig. 70. Fischer, Hochapanmingstechnik.

8

114

"VT. Schutz- und Schaltapparate.

dann erfolgt der E i n b a u nach Fig. 71. Eine von der Leitung kommende Wanderwelle wird dann auf schnellstem Wege zur Erde geleitet. Das Hörnerpaar darf über sich keine leitenden Metallteile und auch kein Holz haben. Die entsprechende Schaltung bei Drehstromanlagen ist der R Sterndreieckschutz (Fig. 72). Hierbei ist jede Phase gegen die andere iind gegen Erde durch je einÜberspannungshorn mit r-WWV-,

o1 Bride Fig. 71.

Ende Fig. 72.

vorgeschaltetem Widerstand gesichert. Fig. 73 zeigt einen eingebauten Sterndreieckschutz mit Relaisfunkenstrecken.

41. Vielfachfunkenstrecken. Statt des einen Lichtbogens zwischen den Entladungsteilen wird bei V i e l f a c h f u n k e n s t r e c k e n eine An-

41. Vielfachfunkenstrecken.

115

Fig. 78. Sterndreieckschutz in der Zentrale Wiesmoor, ausgeführt von den Siemens-Schuckert-Werken.

zahl walzen- oder scheibenförmiger Metallkörper isoliert hintereinander geschaltet. Auf jede einzelne Funkenstrecke entfällt dann nur eine sehr kleine Spannung. In dem Augenblick, in welchem die Spannungswelle durch 0 geht, kühlen sich die Elektroden von einem erfolgten Überschlag so rasch ab, daß eine Neuzündung nur erfolgt, wenn eine neue Überspannungswelle erscheint. Bei den Einfachfunkenstrecken bleibt der Lichtbogen, wenn er einmal eingeleitet ist, auch bei kleineren Spannungen bestehen. Man wählt die Zahl der Entladungsteile entsprechend der Betriebsspannung, und zwar so, daß auf eine Einzelstrecke eine Spannung von etwa 300 Volt kommt. In Fig. 74 ist. eine solche W a l z e n f u n k e n s t r e c k e wiedergegeben in einer Form, wie sie von der Firma V o i g t & H ä f f n e r ausgeführt wird. 8*

116

VI. Schutz- und Schaltapparate.

Bei höheren Spannungen verteilt sich die ankommende Überspannung nicht gleichmäßig auf die einzelnen Strecken, Man hat es jedoch in der Hand, die Spannungsverteilung dadurch zu beeinflussen , daß man zu einzelnen Gruppen Widerstände parallel „Fig. . „74.. , Walzenfunkenstrcckc. „, , , , , schaltet. . Eine solche Gruppe wird selbstverständlich erst dann wirken können, wenn die Entladungsteile ohne Widerstand durchschlagen sind und eine bestimmte Stromstärke durch den Widerstand fließt.

42. Kondensatoren- und Aluminiumzellen. Wir haben bereits gesehen, daß man durch Vergrößerung der K a p a z i t ä t einer ankommenden Wanderwelle Gelegenheit geben kann, sich anzusammeln, ohne daß hierdurch eine allzu große Mehrspannung entsteht. Schwierig ist nur die Wahl der Kapazität. Ist diese zu klein, dann ist unter Umständen der Schaden größer als der Nutzen, weil sich dann leicht freie Schwingungen ausbilden können. Der Aufstellung einer großen Kondensatorenbatterie stellt sich aber der Preis hindernd in den Weg. Eine besondere Art von Kondensatoren sind die A1 u m i η i u m z e l l e n . Fig. 75 zeigt, wie eine '"Elekhob/t Batterie mit solchen Zellen ein= Fig. 76. gebaut ist. Einzelne Wannen

43. Schatzwiderstände.

117

aus Aluminiumblech sind ineinandergesetzt. Den Zwischenraum füllt eine Lösung eines geeigneten Elektrolyten, ζ. B. Natriumbikarbonat, aus. Wenn eine Spannung angelegt wird, dann f o r m i e r t sich das Aluminium, d. h. es überzieht sich mit einer Haut von Aluminiumoxyd, welches nichtleitend ist. Das Ganze stellt dann einen Kondensator vor, dessen Dielektrikum das Oxyd, dessen eine Belegung die Flüssigkeit und dessen andere Belegung das Metall ist. Wenn die Spannung über einen bestimmten Wert ansteigt, dann wird die isolierende Haut durchschlagen und eine Verbindung der Elektroden herbeigeführt. Die Zahl der aufeinandergesetzten Wannen richtet sich nach der Spannung. Das Äußere einer solchen Batterie ist aus Fig. 76 Fig. 76. zu erkennen. Bei Wechselström müssen die Zellen täglich neu formiert werden, was durch einen besonderen Schalter bewirkt wird.

43. Schutzwiderstände. Fast alle bisher beschriebenen Schutzvorrichtungen werden nicht direkt mit der Erde verbunden, sonder^ unter Vorschaltung eines W i d e r s t a n d e s . Meist werden

118

VI. Schutz- und Schaltapparate.

die Widerstandsdrähte über Porzellanrollen gewickelt, und zwar bifilar, damit keine Induktivität vorhanden ist. Diese Rollen werden häufig in ölkästen untergebracht, um dadurch die Wärmekapazität zu vergrößern.

Fig. 77. Öl widerstände.

In Fig. 77 sind im Hintergrund drei solche ö l w i d e r s t ä n d e zu erkennen. Um die Dimensionen möglichst klein zu halten, nimmt man als Widerstandmaterial auch K a r b o r u n d u m oder verwandte, sehr schlecht leitende Stoffe, welche vorübergehend eine ziemliche Strombelastung vertragen können. Man verwendet

43. Schutzwiderstände.

11&

meist Stäbe aus solchen Materialien und schaltet eine der Spannung entsprechende Zahl hintereinander. Auch Wasser in stehenden oder liegendenRöhren oder W a n n e n wird als Schutzwiderstand verwendet. Will man die Widerstände ohne andere Uberspannungsschutzeinrichtungen einbauen , dann eignet sich am besten ein W a s s e r s t r a h l von etwa 1 cm Durchmesser. Man spritzt z.B. eine mit der Leitung verbundene Metallplatte von unten her an. Eine „ , . , „ i

andere

.

j

Anord-

Fig. 78. Wasserstraalerder in Zentrale Wiesmoor,

ausgeführt von den Siemena-Schuckei't-Werken.

nung ist in Fig. 78 abgebildet. Dabei fällt das Wasser in vielen feinen Strahlen in ein Sammelbecken. Derartige W a s s e r s t r a h l e r d e r gelten als ein vorzügliches Hilfsmittel zur Ableitung statischer Ladungen.

120

VI. Schutz- und Schaltapparate.

44. Besondere Schutzeinrichtungen. Um asynchrone Motoren und Transformatoren vor den Folgen der Spannungserhöhung beim Einschalten zu bewahren, benutzt man sog. S c h u t z s c h a l t e r , die einen doppelten Kontakt haben und mit dem ersten zunächst einen Widerstand vorschalten, so daß nicht die volle Spannung schon im ersten Moment auf die Wicklung kommt. Generatoren und Transformatoren müssen gegen das Eindringen von Ladewellen durch Drosselspulen geschützt werden. In Fig. 71 bedeutet ζ. B. S eine solche Schutzspule. Man erreicht hierdurch, daß die ankommenden Überspannungswellen vor den Maschinen so lange aufgehalten werden, bis sie von den anderen dazu bestimmten Apparaten unschädlich gemacht sind. Die Spulen sind eisenlose Fig. 79.. Drosselspule. Windungen und werden entweder spiralig in einer Ebene gewickelt oder als zylinderische Spirale in der durch Fig. 79 dargestellten Weise. Freileitimgen kann man gegen atmosphärische Einflüsse durch Beobachtung einiger Vorsichtsmaßregeln schützen. Zunächst ist es zweckmäßig, die Leitungen tief zu legen, was ζ. B. bei Hängeisolatoren geschieht. Dann übernimmt der Mast die Rolle eines Abieiters zur Erde. Will man dasselbe Mittel bei Stützisolatoren anwenden, dann muß man die Mastlänge künstlich durch eine besondere Auffangstange verlängern. Einen sehr guten Schutz gibt der sog. Erddraht, welcher Mastspitze mit Mastspitze verbindet und welcher meist als blankes Stahldrahtseil gelegt wird.

45. Schutzmittel gegen Überströme.

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45. Schutzmittel gegen Überströme. Erreicht die Stromstärke während einer bestimmten Zeit einen Wert, welcher für die Maschinen oder Leitungen wegen der damit verbundenen Wärme schädlich wird, dann muß der Stromkreis unterbrochen werden. Die gesamte, in einem Widerstande r während einer Zeit t entwickelte Wärmemenge ist bekanntlich i2 · r · t. Es kommt also nicht auf den Wert des Überstroms allein an, sondern auch auf die Zeit, während welcher er besteht. Einige Augenblicke hindurch kann ein ziemlich heftiger Stromstoß olme Schaden ertragen werden. Man braucht daher die Unterbrechung stets erst vornehmen, wenn der Überstrom längere Zeit währt. Man unterscheidet zwischen ahhängiger und unabhängiger Zeitausschaltung. Bei der ersteren vermindert sich die Zeit vom Bestehen des Überstroms bis zur Ausschaltung proportional mit der Überstromstärke. Bei der unabhängigen Ausschaltung erfolgt die Unterbrechung stets erst nach einem bestimmten Zeitraum, einerlei, welchen Wert der Strom auch haben mag. Schmelzsicherungen, die bekanntlich bei Niederspannungsanlagen hauptsächlich als Stromschutz dienen, sind abhängige Ausschaltevorrichtungen. Bei kleineren Leistungen wendet man sie auch in der Hochspannungstechnik an. Hauptsächlich dienen sie zum Schutz von Nebenstromkreisen, wie ζ. B. von Meßtransformatoren. Bei Stromstärken über 100 Ampere und bei Spannungen über 20 000 Volt ist die Unterbrechung mit Sicherungen nicht mehr möglich. Man muß dann durch geeignete Hilfsmittel die Schalter in Betrieb setzen. Hierzu dienen die Relais,'die man entweder als abhängige oder als unabhängige Zeitrelais bauen kann.

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VI. Schutz- und Schaltapparate.

Sie bestehen meist aus einer Spule, welche einen Magnetkern anzieht. Die Bewegung dieses Kerns wird entweder durch eine Zahnstange mit Uhrwerk und Windfang oder durch ein Luftkissen gedämpft. H a t das Relais eine bestimmte Zeit gearbeitet, dann erfolgt die Auslösung der Antriebsvorrichtung für den Schalter. Auch die allmähliche Durchwärmung eines Hitzdrahtes durch einen Überstrom wird zur Freigabe der Auslösevorrichtung- benutzt. Bei diesen abhängigen Zeitrelais wird also bei einem großen Strom ein schnelleres Ausschalten erfolgen, während bei kleineren Überströmen die Unterbrechung erst nach längerer Zeit oder vielleicht gar nicht vollzogen wird. Unabhängige Zeitrelais erhält man durch Hintereinanderschaltung eines reinen Ü b e r s t r o m r e l a i s mit einem reinen Z e i t r e l a i s . Das letztere muß dann auf eine bestimmte Schaltzeit eingestellt werden. Es ist mit unabhängigen Zeitrelais möglich, eine große Betriebssicherheit zu erreichen. Bei den größeren Netzen sollen nur die Teile abgeschaltet werden, welche von einer Störung betroffen werden. Die Ausschaltezeit der mehr nach der Zentrale liegenden Netzteile wird daher so weit vergrößert, daß sie unter allen Umständen erst später ansprechen, als die weiter außen liegenden.

46. Schalter. Beim Ausschalten eines elektrischen Stromkreises wird die Stromdichte an den Kontakten im letzten Augenblick so groß, daß das Metall verdampft und sich daher ein L i c h t b o g e n bildet. Dieser verlischt erst, wenn die Kontakte genügend weit voneinander entfernt sind, so daß die vorhandene Spannung ihn nicht mehr aufrechterhalten kann. Für höhere Spannungen

46. Schalter.

123

verlegt man bei F r e i l e i t u n g s s c h a l t e r n zur Schonung der Kontakte den Lichtbogen an zwei H i l f s k o n t a k t e , denen man meist die Form der Blitzableiterhörner gibt.

Fig. SO. Frcilcitungssclialtcr.

In Fig. 80 ist ein solcher Freileitungsschalter wiedergegeben. Bei größeren Stromstärken ist die Ausschaltung in freier Luft überhaupt nicht mehr möglich. Um den Lichtbogen möglichst zu unterdrücken, verlegt man den Unterbrechungsvorgang unter öl. Bei Ö l s c h a l t e r n mit Handantrieb wird die drehende Bewegung an einer Antriebswelle durch eine Kurbel und Schubstange auf die Brücke übertragen, an welcher die isolierten Kontakte befestigt sind. Die Brücke wird so geführt, daß sie sich parallel mit sich selber bewegt, so daß der Kontakt möglichst gleichzeitig auf beiden Seiten erfolgt, was zur Vermeidung von Schwingungen erforderlich ist. In der

124

VI. Schutz- und Schaltapparate.

Einschaltstellung wird die Brücke gewöhnlich durch eine Klinke festgehalten. Löst man diese aus, dann wird durch Federn, die bei der Einstellung gespannt wurden, ein rasches Zurückziehen der Brücke in die Ausschaltstellung bewirkt. Bei höheren Spannungen unterbricht man jede Leitung mit

Fig. 81. Ölscbalter mit 6 Unterbrechungen.

einem mehrteiligen Schalter, um auf diese Weise den Lichtbogen zu verkürzen. Außerdem wendet man Hilfskontakte an, die sich leicht auswechseln lassen und welche die Arbeitskontakte beim Ausschalten schonen. An dem in Fig. 81 dargestellten Öls ch a l t e r mit s e c h s f a c h e r U n t e r b r e c h u n g erkennt man seitlioh die Hilfekontakte.

46. Schalter.

125

Bei jedem Schaltvorgang verkohlt eine gewisse Quantität öl. Nach einer bestimmten Zeit, welche von der Größe des

Fig. 82. Ölschalter von Voigt & Häffner.

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VI. Schutz- und Schaltapparate.

Ölkessels abhängt, muß daher die Füllung erneuert werden. Zur besseren Kontrolle des Schalters wird der Ölkessel zweck -

Fig. 83. Ölschalter der Siemens-Schuckert-Werke für 50000 Volt.

47. Automatische Schalter und Fernschalter.

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mäßig so eingerichtet, daß er leicht herabgelassen werden kann. In Mg. 82 ist ein Schalter von Voigt & Häff ner A.-G. wiedergegeben, bei welchem der Kessel durch eine einfache Hebelbewegung herabgelassen wird. In anderen Fällen betrachtet man den Ölkessel als den feststehenden Teil und den Deckel als den abnehmbaren. In Fig. 83 ist ein großer Schalter der S i e m e n s - S c h u c k e r t - W e r k e für 50 000 Volt zu erkennen. Die Durchführung der Leitung durch den Deckel erfolgt dabei mit der früher beschriebenen Kondensatorklemme. Für die Übertragung des Antriebes ist ein Gestänge erforderlich, weil die Schalter nicht immer unmittelbar hinter der Schalttafel aufgestellt werden.

47. Automatische Schalter und Fernschalter. An Stelle des mechanischen Antriebes verwendet man mehr und mehr eine elektrische Schaltbewegung, und zwar entweder durch den Betriebsstrom oder einen besonderen Steuerstrom. Man erreicht auf diese Weise eine größere Betriebssicherheit und hat außerdem die Möglichkeit, den Übers tromschutz mit dem Schalter zu vereinigen. Auf den Schalterkasten befindet sich zu dem Zweck eine Spule, welche; nachdem sie erregt worden ist, die Sperrklinke des Schalters auslöst. Fig. 84 zeigt einen Schalter der „. . , ... „, _ ° _ , ,, Fig. 84 Automatischer Schalter. Dr. - P a u l - M e y e r Akt.-Ges., bei welchem die Auslösespulen zu erkennen sind. Man kann diese Schalter je nach dem Verwen-

128

VI. Schutz- und Schaltapparate.

dungszweck mit f e s t e r K u p p l u n g bauen oder mit einer Schlüpf k u p p l u n g . Im ersteren Fall wird bei der Einschaltbewegung des Handrades auch wirklich das Einschalten bewirkt, während die Schlüpfkupplung das Einschalten verhindert, wenn die Auslösespulen erregt sind. Das ist von besonderer Wichtigkeit, wenn der Schalter in Verbindung mit einem Relais gleichzeitig als Sicherung dient und dementsprechend von selbst unterbrechen soll. Die Schlüpfkupplung läßt dann die Einschaltung erst wieder dann zu, wenn die Betriebsstörung vorüber ist. Die Betätigung von Fernschaltern mit elektrischem Antrieb erfolgt entweder mit R u h e s t r o m oder mit A r b e i t s s t r o m . Als Stromquelle verwendet man gern den zur Erregung der Wechselstrommaschinen erforderlichen Gleichstrom. Die meist übliche Schaltung bei vollkommenem elektrischen Antrieb ist aus Fig. 85 zu ersehen. Die drei Schalthebel des ölschalters sind mit einem Gestänge verbunden, welches innerhalb gewisser Grenzen eine hin und her gehende Bewegung ausführen kann. Legt man den H a n d s c h a l t e r auf „Ein", dann fließt Strom über einen Vorschaltwid erstand in die Einschaltespule und erregt sie. Der Kern dieser Spule treibt dann das Gestänge nach links, wobei der ölschalter eingelegt wird. Eine am Gestänge sitzende Traverse spannt bei dieser Bewegung einerseits eine Zugfeder und bewegt andererseits den Hebel eines M e l d e s c h a l t e r s . Neben dem Handschalter sind nämlich zwei Signallampen angebracht, welche meist verschieden gefärbt sind und schon aus größerer Entfernung angeben, ob eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Bei der vorhin angegebenen Bewegung wird durch den Meldeschalter die Lampe bei „Ein" eingeschaltet. Legt man

47. Automatische Schalter und Fernschalter.

129

den Handschalter auf „Aus", dann fließt der Strom durch die Auslösespule. Der Kern dieser Spule erteilt dem Kniehebel einen kräftigen Stoß, so daß dieser eingeknickt wird. Die Zugfeder zieht dann das ganze Gestänge mit den Schalthebeln in die Ausschaltstellung zurück, und der Meldeschalter bringt die Lampe bei „Aus" zum Aufleuchten.

Fig. 85. Das Ausschalten kann nun auch der Strom selbst bewirken. Zu dem Zwecke sind in zwei Leitungen Stromtransformatoren eingelegt, welche in Verbindung mit einem Maximalrelais stehen. Wenn die Stromstärke zu groß wird, dann schaltet dieses Relais einen von der Gleichstromquelle gespeisten Strom ein. In diesem Stromkreis liegt ein Zeitrelais, welches sofort nach Stromschluß anfängt zu arbeiten, aber erst nach bestimmter Zeit Fischer, Hochspannung» technii

9

130

ΥΠ. Schaltanlagen.

einen neuen Stromkreis schließt, der den Auslösemagnet zum Arbeiten bringt. Die Ausschaltung folgt dann wie vorher bei Handbetrieb. Auch die Glühlampe bei „Aus" leuchtet auf, obgleich der Handschalter noch auf „Ein" steht. Man kann den Schalter auch mit einem R ü c k s t r o m relais in Verbindung setzen, welches dann ausschaltet, wenn von einer Unterstation oder einer anderen Zentrale. Strom zurück geliefert wird. Bei größeren Schaltern erfolgt die Einschaltung nicht mehr elektromagnetisch, sondern durch kleine Hilfsmotoren, welche auf dem Deckel des Schalters aufgestellt werden.

YII. Schaltanlagen. 48. Elektrische Anordnung der Schaltanlagen. Beim Entwurf von^Hochspannungsanlagen muß die größtmöglichste B e t r i e b s s i c h e r h e i t und daher Einfachheit leitender Grundsatz sein. Gewöhnlich werden große Leistungen an die einzelnen abgehenden Leitungen abgegeben, und eine Störung hat daher schwere wirtschaftliche Folgen. Es muß also die Möglichkeit des raschen Ersatzes eines beschädigten Gliedes gegeben sein, und die Zahl der Apparate muß auf das äußerste beschränkt werden. Die Schaltanlage hat die Aufgabe, die zweckdienliche Verbindung zwischen den Generatoren bzw. den Transformatoren und den abgehenden Leitungen zu vermitteln. Das Herz der ganzen Anlage bilden die S a m m e l s c h i e nen. Um die Generatoren leicht gegeneinander aus-

48. Elektrische Anordnung der Schaltanlagen.

131

tauschen zu können, sind hauptsächlich zwei Sammelschienensysteme in die Praxis eingedrungen, nämlich das D o p p e l s a m m e l s c h i e n e n s y s t e m und das R i n g s a m m e l s c h i e n e n s y s t e m . Das erstere wird im Prinzip durch Fig. 86 erläutert, welche nur eine Phase darstellt. Wie ersichtlich ist, kann jeder der beiden Generatoren ünd jede der abgehenden Leitungen auf die eine oder die andere Schiene geschaltet werden. Es kann also jederzeit eine von den Sammelschienen mit den damit verbundenen Apparaten für eine Revision frei gemacht werden. Die Verbindungen zwischen den einzelnen Teilen werden nur im stromlosen Zustande hergestellt und gelöst, und zwar mit Hilfe der sog. T r e n n s c h a l t e r ( T S ) . Die vorhergehende Abschaltung der stromführenden Teile wird durch ö l s c h a l t e r (ö S) bewirkt. In der Schaltanlage Fig. 87 sind unterhalb der Sammelschienen die Trennschalter zu erkennen. Es sind einfache Verbindungsstege, welche in Schaltfedern eingedrückt werden. Die Bedienung solcher Schalter erfolgt mit einer isolierten Stange, welche vorn entsprechende Greifer trägt. Vor der Benutzung müssen die Metallteile der Stange an Erde gelegt werden, weil auch nach dem Ausschalten durch den ölschalter auf den Leitungen noch statische Ladungen vorhanden sein können. Beim Ringsammelschienensystem (Fig. 88) ist die Zahl der ausführbaren Verbindungen etwas beschränkter. Es wird nur für Anlagen mit kleinerer Spannung und kleinerer Leistung verwendet. 9*

132

VII. Schaltanlagen.

Die einfachste Anordnung ergibt sich bei der G r u p p e n s c h a l t u n g , bei welcher im allgemeinen j eder Generator zusammen mit einem Transformator eine einzige abgehende Leitung speist. Besonders für Wasserkraft-

Fig. 87.

anlagen, bei denen die Maschinen auch bei kleiner Belastung durchlaufen können, ist diese Anordnung zweckmäßig. Durch Einführung von H i l f s s a m m e l s c h i e n e n ist auch hier leicht eine andere Betriebsart zu erreichen.

48. Elektrische Anordnung- der Schaltanlagen.

133

Aus Fig. 89 ist zu erkennen, wie sich bei diesem System die ganze Schaltung einer Zentralstation aufbaut. Es sind nur zwei Maschinen und nur zwei abgehende Leitungen angenommen. Man kann aber diese Schaltung ohne Änderung auf eine größere Zahl von Arbeitsgruppen übertragen. Der Deutlichkeit wegen ist wieder nur eine Phase gezeichnet. Die Erregermaschinen halten die Gleichstromsammelschienen unter Spannung, von denen auch der Strom für die Steuerung der Schalter und für die Signale entnommen wird. In jeder der abgehenden Drehstromleitungen liegt hinter der Maschine zunächst eine Drosselspule, welche die Wicklung gegen das Eindringen von Überspannungen schützen soll. Darauf folgt der automatische Überstromausschalter, bestehend aus einem Stromtransformator, an dessen sekundäre Wicklung das Relais angeschlossen ist, welches den zum Ausgleich bestimmten Gleichstrom frei gibt, und aus dem eigentlichen Schalter. Hinter demselben gabelt sich die Leitung. Entweder wird die Maschine an die U n t e r s p a n n u n g s s a m m e l s c h i e n e n angeschlossen, oder sie wird direkt mit dem zugehörigen Transformator verbunden. Die Unterspannungssammelschienen sind Hilfsschienen, welche nur im Falle einer Störung gebraucht werden. Zum Anlegen der Generatoren an diese Schienen ist eine S y n c h r o n i s i e r e i n r i c h t u n g erforderlich, welche in der Figur jedoch fortgelassen ist. Vor dem Transformator liegt ein Schutzschalter mit Widerstandsstufe und ein Sterndreieckschutz. Hinter

Λ υγ 1

6 6

134

ΥΠ. Schaltanlagen.

dem Transformator folgt eine neue Schutzspule und als Grobschutz eine Hörneranlage. Von hier aus gabelt sich die Leitung noch einmal. Entweder schließt man .Abgehende Leitungen 6'r'ohschidz WasserstrahUrder •osselspule Obersyanrcunf/Sk

Ttwtelschienen

Trennschalter 1

sDrosselspule Stern 1^'cJmfxschaUer tlnterspanfgaigsSami telsehienen

•huteM

Gleichstrom >Sammelsvhienen Fig. 88.

49. Bäumliche Anordnung der Schaltanlage.

135

den Transformator durch einen Trennschalter an die O b e r s p a n n u n g s s a m m e l s c h i e n e n an, oder man verbindet ihn direkt mit der abgehenden Speiseleitung. Die Leitung selbst ist wieder durch Drosselspulen und Horner geschützt. Zur Ableitung von statischen Ladungen wird an dieser Stelle meist ein Wasserstrahlerder eingebaut. Nach diesem Schema ist also sowohl der Gruppenbetrieb als auch ein Parallelbetrieb möglich-

49. Räumliche Anordnung der Schaltanlage. Da bei höheren Spannungen die Bedienung der Schalter ausschließlich auf elektrischem Wege erfolgt, so läßt sich die gesamte Anlage in zwei Teile trennen, nämlich in die eigentliche unter Hochspannung stehende B e t r i e b s a n l a g e und in die mit Niederspannung gespeiste S t e u e r u n g s a n l a g e . Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Hochspannungsleitungen und Apparate an einer ganz anderen Stelle einzubauen, ζ. B. in einem Kellergeschoß oder einem Seitenflügel des Maschinen hauses. Die Bedienungsanlage nimmt nur einen sehr geringen Raum ein und kann an geeigneter Stelle des Maschinenhauses leicht untergebracht werden. Der E i n b a u der Hochspannungsapparate erfolgt entweder nach dem S c h a l t w a g e n s y s t e m oder nach dem Z e l l e n s y s t e m . Da alle Eisengehäuse der Hochspannungsapparate nach den Vorschriften des V e r b a n d e s D e u t s c h e r E l e k t r o t e c h n i k e r geerdet werden müssen, so würde es an sich möglich sein, die einzelnen Apparate in einem Schaltraum nebeneinander aufzustellen. Um aber zu verhüten, daß ein Brand sich von einem Apparat auf andere überträgt, muß man durch geeignete Zwischenwände eine gegenseitige Isolierung bewirken. Bei dem Schaltwagensystem, welches

136

VII. Schaltanlagen.

sich namentlich für Spannungen bis 10 000 Volt vorzüglich bewährt hat, sind gewöhnlich alle Apparate, die zu einer Phase gehören, in einem fahrbaren Eisengerüst untergebracht. Die Seiten wände des Wagens sind aus Blech und werden geerdet. Der Wagen wird von hinten an die Schaltwand herangefahren und schaltet sich selbsttätig ein. Im eingeschalteten Zustande ist die Tür verriegelt. Nach Stromlosmachung kann der Wagen zwecks Revision aus dem Gerüst herausgezogen werden und gegebenenfalls durch einen Reservewagen ersetzt werden, so daß der Betrieb nur kurze Zeit gestört wird. Von Nachteil ist, daß im Falle eines Schalterbrandes die sämtlichen Apparate, wie Meßtransformatoren und Relais, in Mitleidenschaft gezogen werden. Für sehr hohe Spannungen ist das Schaltwagensystem auch schon deswegen nicht mehr verwendbar, weil die Abmessungen zu groß werden. Der Einbau erfolgt dann nach dem Zellensystem in gemauerte oder durch künstliche Wände aus feuerfestem Material abgeteilte Zellen. Man ist bestrebt, jedem Apparat einen eigenen Raum anzuweisen. Zu dem Zweck werden häufig die vertikalen Zellen durch horizontale Wände noch einmal zerlegt. Die Leitungsführung bei einer solchen Anlage ist aus Fig. 87 zu erkennen. Es ergibt sich bei Anlagen für sehr hohe Spannungen von selbst eine Anordnung in verschiedenen Etagen. Jede Vertikalzelle gehört dann gewöhnlich zu einer Phase der Anlage. Die einzelnen Apparate, wie Schalter, Meßtransformatoren, Überstrom- und Überspannungsschutzapparate stehen dann übereinander. Die Überspannungsschutzeinrichtungen nehmen gewöhnlich einen sehr beträchtlichen Raum ein. Bei Kabelanlagen werden sie meist im Keller aufgestellt, dagegen

49. Räumliche Anordnung der Schaltanlage.

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138

ΥΠ. Schaltanlagen.

bei: Freileitungsanlagen in einem geeigneten Raum über der Schaltanlage. Alle Leitungen müssen einen genügenden Abstand von den Wänden haben. Beim D u r c h g a n g durch die Wände wendet man normale Durchführungsisolatoren an. Um das Glimmen zu verhindern, ist es bei höheren Spannungen erforderlich, an Stelle von massiven Leitungen Röhren zu verwenden, um die Beanspruchung an der Oberfläche herabzusetzen. Mit Ausnahme der statischen Voltmeter, die vorzugsweise zu Isolationsmessungen benutzt werden, sind direkt an die Hochspannung angeschlossene Instrumente nicht üblich. Man wendet vielmehr stets S p a n n u n g s - und S t r o m t r a n s f o r m a t o r e n an, welche die Verwendung normaler Niederspannungsinstrumente gestatten. Die Leitung nach den Instrumenten muß sorgfältig geführt werden, damit eine Beeinflussung durch die Hochspannung ausgeschlossen ist. Fig. 90 zeigt das Innere einer Schaltanlage für eine größere Überlandzentrale. Die Steuerungsanlage wird meist in~] einem S c h a l t p u l t e oder in einem S c h a l t s c h r a n k untergebracht. Ein Schaltpult in einer Ausführungsform derDr.-Paul-MeyerAkt.-Ges. ist in Fig. 91 abgebildet. Man erkennt vorn die Handräder für die Regulatoren der Maschinen. Oben sind die Druckknöpfe und Signallampen für die , . „ , Hauptschalter und ev. auch für die Fig. 91. Schaltpult von τ> , , •• xr r. ,_· Dr. Paul Meyer. Regulatoren der Kraftmaschinen

49. Räumliche Anordnung- der Schaltanlage.

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angebracht. Die Meßinstrumente sind zum Teil versenkt, zum Teil an einer Säule befestigt. Am Kopf der Säule erkennt man die Phasenlampen zum Parallelschalten der Maschinen.

Fig. 92. Hochspannungsschaltkasten mit Maximalauslösung.

Wenn aus irgendwelchen Gründen der Hochspannungsschalter mit der Bedienungseinrichtung zusammen-

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ΥΠ. Schaltanlagen.

gebaut werden muß, dann ergeben sich die H o c h s p a n n u n g s s c h a l t k a s t e n . In Fig. 92 ist ein solcher in einer Ausführungsform von Voigt & H ä f f n e r wiedergegeben. Auf dem Deckel sind auch hier alle zur Bedienung notwendigen Apparate und Handgriffe zu erkennen. Die unter Hochspannung stehenden Teile sind im Inneren verborgen und im Betriebe vollkommen unzugänglich. Die Öffnung eines solchen Schaltkastensist nämlich im Betrieb nicht möglich. Erst wenn der Schalter ausgeschaltet hat, wird eine selbsttätige Verriegelung freigegeben.

Register. Ableitung 59, 60. Abspannmast 99. Aluminium 105, 117. Aluminiumzellen 116. Anfangsspannung 36. Ankerwicklung 49. Atmosphärische Störun· gen 75. Automatische Schalter 127. Bakelit 32. Baur, Dr. 25. Beanspruchung 15. Beregnung 98. Blitz 77. Brechungsgesetz 26. Biischelentladung 36. Deltaisolator 90. Deutsch 81. Diagonalbänder 31. Dielektrikum 14. Dielektrischer Widerstand 13. Dielektrizitätskonstante 14, 34. Doppelsammeischi enensystem 131. Dreifachkabel 82. Dreiphasensystem 9. Drosselspule 120. Durchführungsisolator 45. Durchhang 105. Durchschlag 27.

Elementar-Kondensatoren 40. Erddraht 120.

Induktivität 61. Isolationswiderstand 24. Jutebeilauf 83.

Fangbügel 99. Feld, elektrodynamisches 11. — elektrostatisches 11. Fernschalter 127. Festigkeit, elektrische 23, 33, 79. Freileitung 89. Freileitungsschalter 123. Friese 98. Funkenspannung 36. Gefahren der Hochspannung 11, 108. Gestänge 98. Gittermast 99. Glas 32. Glimmentladung 36. Glimmer 29, 35. Glimmverluste 38, 97. Grenzspannung der Glimmentladung 36.

Häfely 51. Hängeisolator 93. Hartgummi 32. Hartkupfer 105. Hartporzellan 29. Herrmann, J. 49, 57. Hewlett 94. Hochstätter 84. Hofm&nnscher Nietverbinder 106. Holzmast 99. Einfachkabel 79. Hörnerblitzableiter 87. Elektrische Eisenbahnen Hysterese, dielektrische 9. 25. Elektrizitätsmenge 13.

Kabel 80. Kabelschutzeinrichtung 86. Kammerisolator 90. Kaolin 29. Kapazität 13, 116. Karborundum 118. Kondensator 15, 60, 111. Kuhlmann 42, 48. Kurzschluß 42. Ladewelle 71. Leitungsmaterial 105. Lichtenstein 85. Luftsalpeter 10. Mauerdurchführung 105. Meirowsky & Co. 30. Merklampen 128, 138. Merz 87. Metalldachisolator 92. Mikanit 29, 49. Moorelicht 10. Nagelscher Isolator 46. Nietverbinder 106. Nutenisolation 49. Oberflächenentladung 40. O'Gorman 80. Öl als Isolator 38. ölschalter 124, 131. Ozonbereitung 9, 28. Papier als Isolationsmaterial 30.

142 Pertlnax 30, 51. Petersen 87. Porzellan siehe Hartporzellan. Postisolator 89. Price 87. Itandentladungen 39. Randziffer 98. Rillenisolator 43. Ringsammelechienensystem 131. Rückstromrelais 113,130. Ryan 107.

Register. Sicherheitsfaktor 42. Spannungegradient 15, 76. Spanntingetransformator 138. Spannweite 99. Statische Ladungen 131. Statische Voltmeter 138. Sterndreieckschutz 114. Streckenmast 99. Stromtransformator 138. Stützisolator 89.

Verdrilhing 110. Verechiebungsstrom 14. Verschiebungswiderstand 14. Verseilung 81. Vielfachfunkenstrecken 114. Vorentladung 97.

Walter 34. Walzenfunkenstrecke 115. Wanderwelle siehe Ladewelle. Telephonstörungen 108. Wärmeverluste in IsolaTellerisolator 96. Schaltanlagen 11, 130. tionsmaterialien 24. Tragisolatoren 43. Schaltkasten 140. Wasserkraftanlagen 5. Transformatoren 53. Schaltpult 138. Wasserkühlung bei TransTraversen 99, 104. Schaltschrank 138. formatoren 64. Schaltwagensystem 135. Trennschalter 131. Trockentransformator 53. Wasserstrahlerder 119. Schleifenableitung 60. Weiker 33. Schleifeninduktivität 60. Weitspannungstürm 103. Schleifenkapazitat 60. Überführungen 100. Wickelköpfe 52. Schneebelastung 98,106. Überschlag 89. Winddruck 106. Schutzbrücke 100. Überspannungen 63, 97, Schutznetz 100. 110. Zeitrelais 122. Schutzwiderstände 117. Uberspannungsschutz Zellensystem 135. Schwingungen, elektri110. Zentralstationen 5. sche 78. Oberstromschutz 110, Zyllnderfunkens trecke Sektorkabel 82. 121, 127. 37.

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3eber Sanb in SettttD. gei».

SBetjeidjnte ber bis jefct cr^tenetten 23änöe. atljumffer. 2 B a f f e t mib StSwäffer. 3J)te S u f a m m e n i e S u n a , B e u r t e i lung u. Unterfudjung tioit Sßrofeifot D r . ©mit ©ajeltioff, SSotfteijer bet lanbiu. Serjucijäftation in SBarbutg in ©eften. 3}t. 473. S t i e r b a u » u . S S f l a n j e n b o u l e t j t t b. D r . ißaut SRippert i. Eflen u. @mft S a n g e n b e i , ®r.-Sicf)terfeibe. ? i t . 232. SfgtariDtfen unb S l g r a r b o i i t i f Sern 3Srof. Dr. äB. SBt)(!Obiittäfi in SSonn. 2 Sänbcijen. I : Sobett u. Unternehmung. 9?t. 5 9 2 . I I : Kapital u. Arbeit in ber 8anb»itticf)aft. S3eiwettung bet liinbrtiirtidiaftl. $ r o b u i t e . Otganifotion b e i lanbwitt\ci)aftt. SetufsiftanbeS. 9!r. 593. « B t i i u l t u r t ö e i n t e I : ipflanseneritäft· n u t e B. D r . S a t t © t a u e t . Sit. 329. a3, B. Dr. ißaul Srtfdje in ßeopoIb§i)alt-©ta6iurt. SRt. 304. — Uittcriucf)unnämcti)obcn Bon Sßtof. Dr. ®mil ©afelfioff, SSorfteber bet ianbwirtiiiaftl.' S8etjuif)§itation in SRatbutg in Reifen. Vit. 470. S i u f t i f . S f i c o r e t . TOfil I : äBefte« nil « . Siiuftil. « o n D r . ®uftab S ä g e t , ißrof. an b. STecfjn. 6ocI)fdjule in SBien. 9 K i t l 9 0(b6. 9lr. 76. — » i u f i l a l i f r i j t , Bon ißtofefior D r . SSarl 8 . S d j ä f e t in S e t i i n . «Kit 35 Stbbilb. Sit. 21. SitgeSra. 9lritf|mttil utib Wlgcbra Bon D r . φ . Scftubett, 5ßrofeifor an bet ©elefjttenicfjule beä Sotjanneumä in Hamburg. Sir. 47. — ® e i f p i e t f e w m l n n g j . Slrttbmetif » . StlgeOro B. D r . § e t t * . S d j u b e r t , $ i o f . α. b. @ele£)rtenjcf)ule beä S o « bunneumS in ©ambutg. Sit. 48.

5(lne6raifrt)t fiitroeu ». ©ugen SBeutel,. Cberreallebtet in SSaüjingen-en,,. I ; Sutoenbislujiion. SKit 57 gtu. im S e i t . 9 ! t . 435. I I : Stieorie it. Slucoen b t i t t e r u. Biettet Dtbnung. SJlit 52 g i g . im SEejt. »it. 436. W e n , 2>ie, Bon "Dr. Stob. S i e g e t , fejfor an bet UniBerjUät © r a j . 2Rit: 19 Slbb. u . 1 S a t t e . SRt. 1 2 9 . S i l t l j o f t b e u t f i i e S U e r a t u r mit ® t a t n matit, ttbetie^ung u. eriäuterun«· gen B. 5Π). ©cftanffter, $ r o f . ans SRealgtjmnaiium in Ulm. iRt. 2 8 . SHtteftamentl. iiiclinionSncftflirtlie bort D . D r . W a s 8öi)t, «Btofefloi I P i>et UniBerfität t ö m g s b e r g . 9it. 2 9 2 . ätmBliiöicn. 2>a§ S i e t r a d j I I I : SBiS» tilien « . ?lmpijibten B. D r . g r a n j SBetnet, *ßtof. an bet Uniuetiität Säten. S l i t 48 ülbbilb. Sit. 3 8 3 . ® n a l » f t , Serfm.-cniem., Bon D r . Suttge, Sätof. α. b. ©ibgen. iBoIn» tec£)nii.pet in SSremen. äRit l 3 S l b b . unb 1 S a t t e . ?!r. 284. S8uiS)fitI)iutte in eiiifarfien u. bop»clten h a f t e n B. ¥ r o f . SRob. ©tern, Oberl. b. Cffentl. öanbetelebtanft. u. S o j . b. ©anbe"läboii)f(f)ule j u Ceifljig. SÄ.Bielen g o r m u l . 9 2 t . l l 5 . ®nbbl)a oon iptofeijot Dr. gbmunb$ a t b i ) . in S e w p t e n . Mt. 1 9 0 . S l j e n t i e , IHlisemcine u. ofibfifaiiMie, Bon Dr. a t a j Mubolplji, Sätof. an ber ϊ ε φ η . $od)id)u(e in S a t m f t a b t SJtit 22 g-iguten. 9lr. 71. — Snati)tifti;e, oon Dr. g o l j a n n e i S o p p e in SKüncfieit. I : SEbeotte unb' @ang bet Slnatijie. SJit. 247. I I : SKeattion bet ®tetalloibe unb Metalle. 9?r. 248. — atnorganifdte, Bon Dr. 3 o ( . Klein in Sftannfjeim. Sir. 37. — (ycfdjtrijie ber, oon D r . © u g c SSauet, aiüift. am djemifdjen Sabo» ratorium ber S g l . 2ed)n. 4>orfsf(f)ule Stuttgart. I : S8on ben iilteften Seiten feil j . S e r t r e n r a i n g s t b e o i i e uon Saooiiier. Sit. 264. II: SSon Sanoiiiet bii jut ®egentoart. Sit. 2G5.

@Öcntie b e r S i o l ) l t n f t o f f ö e r 6 i i t b u n g e u Bon D r . Jpugo S a u e r , Stffiftent a t n djem. Saboratoriunt b. S g l . Xedjn. Sodrfdjule Stuttgart. I. I I : S i l i c a · tifcfje Sierbinbungen. 2 Seile. Sir. 191. 192. I I I : garboctjflifdje SBerbinbun« gen. Sir. 193. I V : $cteroct)iIiJtfje Berbinbun· gen. Sir. 191. — C r g a n i f r f i e , Bon Dr. SoJ. ffilein in TOannljeim. Sir. 38. — iiHiartnajeutifdie, Bon $riBat· bojent Dr. SJiannfjeim in SBonn. 3 SSänbdjen. Sir. 543/4,4 u. 588. — W ) f t o l o 0 i f d ) e , »Ott Dr. med. St. Segafjn in SBerlin. I : Slfjimilation. SRit 2 S a f e l n . Sir. 240. • I I : » l i m i t a t i o n . SR. 1 Safet. Sir. 241. — S o E i l o t d ß t f r f j e , boit igriBatbojent Dr. SRannljeira in ® o n n . SRtt 6 Slbbilbungen. Sir. 465. onbenä Bon $ r o f . Ϊ Ι ) . be SBeauj, Officier d e r i n s t r n o t l o n P u b l i q u e . Sir. 182. Seittfdjeä ®anbel§red)t Bon Dr. ® a t i Sebmatm, $ r o f . a n ber UniBerfität ® ö t t i n g e n . 2 ®be. Sir. 157 u . 458. Seutftfie |>flbenfane, S i c , Bon Dr, Otto Suitpolb giricjel, Sßrof. an b. UniBeriitrit ©ürjburg. Sir. 82.

SeuifdjeS Jtolonfalredjt Bon S r . ·£>. gblet toon Hoffmann, $ t o f . an bet ffigl. Hlabemie $ o J e n . Sit. 318. Seittfdje S e l a i t i e « . I : Xogo unb Satnerttn »on SEtof. Dr. ®oue. SDlit 16 Zafeln u. 1 tttljoar. fflarte. Sir. 441. — I I : S a 8 @ftbfeege6!et unb ffiimt. tfdjou toon ißtof. Dr. Sf. ®otoe. 9Jat 16 Eafeln u. l litf). Statte. Sit. 520. — I l l : D f t o f r i l a Bon Sgrof. Dr. S . ®0Be. SJiit 16 Safeln u. 1 litljogi. S a t t e . Sir. 567. Sentfdje Rulturßefd)t(f)te »on D r . Sieinlj. ©iintfjer. Sir. 56. SentfdjeS S e i e n i m 12. Μ. 13. 3 « i r · fcunbert. Slealiommetttar j u ben S o I K ' u. ®unftepen u. sum SJJitnnefang. S o n $ r o f . Dr. gul. S t e f f e n · barfjet in gteiburg i. S . I : Offent· lidjeä fleben. fDiit aaf)lteicf)en «C6bilbungen. SRt. 93. I I : ÜMoatleben. ®iit j a l j l · reichen Stbbilbungen. Sir. 328. S e i t t f i i e Siteroiur be§ 13. S a W u n . berts. S i e g » i e o n e n b. E)U fiftfjeit ®po3. SIu3tt)af)I a. beutfdfjen ®icf)· tuneen be8 13. 3aljtt)unbertä bou Dr. SBiltor a u n t , Slituatiuä ber SSaifetlicEien Mfabemie ber SBiffen· (djaften in fflien. Sir. 289. Seutfdje fiitereturbenlmSIer be? 14. « . 15. S e i i t l j u n b c r t ö . «uägetoäilt unb erläutert »on Dr. ijermanu Sanken, ®ireItor b. Stdniain SuifeSchule in Si)nig8berg i . $ r . Sir. 181. — 16. 3 a f j r S n n b e r t § . I: ffliitrttu Sutti er « . 2t)om. SOJurtter. StuSgewaljlt u. mit Einleitungen u. 9ίη· nterfungen »erfefien son SEtof. sSerlit, Dberlefjrer ant Siiiotaigtynt· nafium j u Seipjig. Sir. 7. I I : © a n ä S a i f t S . Siuäget»äi)ttu. e i t ä u t . » . SBrof. Dr. @ai)r. Sit.24. I l l : » o n » r a n t bid SBoIlenIjoeen: ®rant,£uttett,3;iid)«rt, ft"·· toie 2!ierebo3 tt. g a b el. Siuäget». u. erläut. »on Sßrof. Dr. Sulius ©aijr. Sir. 36. — be3 17. unb 18, tfaljriimibcrtS Sif. Slobftott. I : Etjrit »on Dr. φαηΐ Segbanb in Berlin. Sir. 364. I I : Sßtofa 0. Dr. φαη« Segbanb in ffaffel. SRt. 365. Seutfiije Sitcratureefrtniiie »on Dr. SBIas fiod), $ r o f . ait bet Unioerjitfit S r e s t a u . SRt. 31.

®eutfAe £iteratureefi|itf)te bet Stla« ffilerjeit b. E a t l ffieitbre^t, burcijoefeien u. etgänjt ». S a i l SSetget. m . 161. . be8 19.3Uttbett3 bon E a r l $3eitbrecf)t, neu bearbeitet »on D r . Sitdj. © e i t b r e ^ t in SBimpfert. I . I I . Sir. 134. 135. Seutfdjen fflimtb arten, S i e , »on SBtof. Dr. φ. ifietä in SBlainä- Sir. 605. Seutfdje 9}it)tt|oloflie. (Sermantfdje SBitjtfioloflic Bon Dr. CSugen SBogi, ißtof. a. b. Untuerf. Seipsig. 9it· 15. S e u t f i e n ^ J e r f o n e n n f t t n e n , ® i e , » . Dr. SRub. ffileinpaul t. Seipjig. Sit. 422. S e u t M e Sßoetit »on Dr. ffi. S8orin«ii, $ r o f . a. b. Uni». SHündjen. Sir. 40. Xeutfctje 9}ebelet)re »on φαηβ SBtobft, ©tjmnafialprof. i. SSatnbetg. Sir.61. S e i t t f ^ e ®d)ule, S i e , im ffluälanbe »on $ a n § SImriein, ©eminarober· lebtet in SHjeqbt. Sir. 259. Seutfcf)e3 ©eeredjt ». Dr. Ctto S t a n » bte, DberlanbeSgerit^förat in Hamburg. I : SlUgent. Cetiren: SPerfonen u. ©adfjen b. ©eeredjtä. Sir. 886. I I : ®te einselnen ieered)tlici)en Sd^uIbBer^ältniffe: SBerträge beä ©eeredjtS u. auletBettragUtie Haftung. Sir. 387. Setitfdje ©tammeSfunbe ». Dr. iRub. SHudj, a. o. SJSrof. a. b. llnio. SBien. SJiit 2 ffart. u. 2 Xaf. Sir. 126. ®entfif)e8Unterrici)t§>»efen. (Sefttjic^ie beS bcutfifienUntemijtäwefenS ». $ r o f . Dr. g r i e b r i ^ Setter, ®ite£tor be8 S g l . ©tjmnaiiumä j u ß u i a u . I : !®on Slnfang an biä j u m ©nbe be« 18. 3af)tSunbettS. Sit. 275. I I : SSom SJegtnn b. 19. 3at)rlj. bis auf bie ®egenwart. Sir. 276. Seutfdje Utfteberrcdjt, S a § , an lite» rariidjen, lünftlertjdjen u. getnerb« Hifien (Sdjbpfungen, ntit bcfonbetet 58erüäfidE)tißung ber internat. Sßer· träge ». Dr. ®uft. SRauter, SBatent· anmalt in eijarlottenburg. St. 263. Seutfdje SBotfälieb, S a ä , auagetoaiilt u. erläutert »on ißrof. Dr. S u l . @af)t. 2 S8änbd)en. Sit. 25 u. 132. Seutfdje SBeljrbetfaffunB »on S a r i Snbreä, ©eljetmet Sriegäratu. Bot· ttagenber SRat imSriegäminiftetium in SBiütidjen. Sir. 401. Seutf(i)e§ i-Jiirtcrtiurti ». Dr. 3ittf)arb Soetue. Sir. 64 Ε

$e«tftf)e 3eitune§«!tfwt, TiaS, eon Dr. Robert «runijuber in Sä in a. SRf). 9ir. 400. SSentfdjeä ,SioiiÖtDacf;vcrf|t »on $ r o f . Dr. SSilfjelm J f i f ö in ©ttaisburg i. 3 SBänbe. 5lr. 428—430. i i A t m i n m ait§ mHtel(|ort)beutfrf)er g'titi)5cit. 3 n M u « i d . mit ginltg. u. SSoiterb. fterauSgeg. b. Dr. ®erm. {fanfeen, ®ireitor b. JEtBnigin Suite» ©djule i. SihiigS&erg i. $ r . 911.137. Sittcirticticti. S u b r u n nub ®ietrirf)· tjjcit. «Kit gintcitung u. SSörter· butt) bon Dr. O. S . Siricjet, SISrof. p. b. Uniuerfität SSiiraburg. S i t · 1 0 £ifrereittialteri)umtg Bon D r . griebr. S u n i e t , Steftotb. Sealgtimnajiumä u. ber Oberreatidjuie in ©bppingen »Bit 68 giguren. 9?r. 87. — !)ie»etiiorium n . 9fufoiffeteniialrei)itung bon Dr. griebr. gunter, fficftor b. ideal· etjtnnajiumä u. b. Oberrealidjule in ©öpbingen. » l i t 46 gig. 9!r. 146. S r o n e n l u n b e Bon SRiii). ®orftehJffe in Seipjig unb ©eorg CtteiS&odj in iSaniburg. 9ir. 413. XtUifiueffer· unb Svutfiuft-Sintafien. pumpen, ®rudvt>aiier« u.®rudluft> SlrJagen Bon S i p l . - S n g e n . Stubolf S o g b t , iRegierungsbaumftr. a. ®. in Sladfjeit. SRit 87 gig. Sir. 290. ©bbalte&er wit ©rammattl, ßberfeijg. u. grläuterunßen Bon Dr. SBittielm Sianiid), ©tjmuafialoberieijrer in ÖSnabrüi. Sir. 171. ©iffnbaljttSeu. S i e (iutwirflmtn be-3 it·.οbcructi(f-iieπ0a()ubaiteü o.®ipl. 3ng. Silfreb SBirt, o. 6. ißrof. a. b. (. I. ®eutfti)en £ed)n. $o&)id)uie in ißtfig. ffllit 27 Sibbilb. 3ir. 553. ©"ifenbfitiufnftrseuee bon Sinnen· ίΐιαϊ, Siegierung'Sbaumeifteru.Dber· ingen. in $>annober. I : S i e Soto» motiben. 58iit 89 »Ibbtlb. im J e s t unb 2 Xafeln. S r . 107. I I : S i e (JiienbafmlBagen unb S r e m f e n . SJlit Stnt).: ®ie ©ien> batjnfabrjeuge im S e t r i e b . Streit 58 Stbb. im £ e r t u. 3 S a f . ?ir. 108. @iltnbnt)ni)oiitii. ©efdiitfjte b. beut« frfienffiifenbaintJolitil B. Setriebis» inipeftor Dr. @bwtn 8ed) in SSarlS« rufie i. 58. 9ir. 533. ffiieitbetoiibau, £ e r , b. 8iea.-®autnfir. ffiatl SRBfjIe. SKit 75 Stbbilbungen. S r . 349. I

(Sifenfiiittenlunbe Bon H. Strnufi, bipl. giitteningenieur. I: ®aS SHoijeifett. m i t 17 gig. u. 4 Xaf. 91:. 152. I I : ®a3 aiabemie in SBien. SJHt 1 4 S e j t · ted]ttif Bon I n g e n i e u r $ r o f . ®er= lärtdjen u. S i a g r a n t t n e n u . einer mann SBilba in SSremen. fflitt 3 iteirte ber Silpeneinteilung. Str. 62. TObtlbgn. SRt. 476. e i f c t f i - S o t f i t i n g c n , S n u b e S J w t b e boit, ® E i n r f i o i t § f l o r « bon S c u t f d i l a n b j u m S e f t i m m e n b . häufigereni. S e u t f c S b. ißrof. D r . SR. Sangenbetf in lanb iBilbtBadjfenben ißflansett bok © t r a p u r g i. SJttt 1 1 StbSilb. u. D r . SS. gJHgttia, $ r o f . an ber gorft» 1 S a r t e . S r . 215. afabetnie Siienad). 2 S e i t e . 9Jiit ie Csugitfrf)=beutfri;cS 3 n b u f t r i e I I I : äBS< ffiart SBeiier in SBien. 9U. 69. W e r e i , Stleirtierei, RarOerci uitb © r u n b j i i f l t unb .ft cub iü) ben b. iijre , § i t f S f t o f f e bon D r . SESiHjete cngltfdjeit i'itcrotm-Rffriitriite Bon »faiiDt, ißrof. an ber «Breufiiirfjett D r . Slrnolb SJi. 3K. S d j r ö e r , $ r o f . f)öl)eren Syad)fd)u!e f. STejtiiinbuftrte on ber $attbeBijod)id)uIe in S ö t n . in Srefelb. ffllit 28 g i g . 9?r. 186. 2 S e i l e . 9ir. 286, 287. geibflcftf)it(>, ϊ α § m o b e m e , B. C6en'ie n t t o i ( i I u n n § B e W i ( i ! t e b e r S t e r e son leittnant SB. $et)benreiii), 5ffiilitärD r . Qoljanneä SKeifenfjeimer, ißrof. teurer a. b. ffllttitärtedjn. Stfabemte ber gootogie an ber UniBerfitat in ®er!in. I : ®te E n t w i i t u n g bei 3otbt, SOiitglieb S e f t i n l e i t § l e i r e b. SB. ©auber, S i o l . bcs KBnigl. $reuf5tid)en ® e t e r c o Sngcuteur. ®iit 56 g i g . Sir. 288. logifdien SnfiitutS in $ o t « b a t n . 9Kit — Hufnafcenfammlttna änrgcfttB?eit17 Sibbilb. u. 5 SEaf. Sir. 175. lefire mit fiiifuitgett son SR. fiitreu, (fvbtcilc, Üänberlmtbe ber aufterettro = ®t»Iont»3ngenieur in Sianrihetm. biiifdicn, Bon D r . gran$ Reibend), ij 9Jlit 42 giguren. 9!r. 491. iprofeffor an ber E j p o r t a l a b e m i e g e l t e , S i e , ttnb S i e foiote bie S e i f e n · in SBien. ffiiit 1 1 S e j t i i i r t d j e n unb u. fierjenfabriiat. it. b. $ a r j e , 2 a i l e , Sirofilen. 9Ϊr. 03. girntjfe m . itjren rot(iit. ^ilfsftofieu ffirnäijrung ttnb S J n i j n m g S m i t t e l Bon Bon D r . g a r l SB raun in ©erlitt. I r CberftabSaQt ißrofeffor Sj. 58i)"djoff g i n f . in b. Gijentie, S e f b r e d ) . einiger in S e t i i n . ffiiit 4 Sibbilbungen. S a l j e u. b. g e t t e tt. ß l e . 9ir. 335. 9ir. 464. I I : S t e SeifenfabriEation, bis Seifenanaltjie wtb bie ifersenfabrt»· fftitl Bon iJ3rof. Dr. ϊ ή ο ι η α « STdjeliä i fation. S l i t 25 Stbbitb. Sir. 336. in S r e t n e n . 9ir. 90. I

S e t t e , S i e , unb d e fotoie bte S e i f e n u . S e r s e n f a b t i l a t . u . b. © a r j e , SacEe, g i t n i f f e m . tf)ren tuidjtigften ®itf3< ftoffen bon D r . K a r l SB raun in S3 erlin. I I I : ® a r j e , ßatfe, g i m i j f e . Sit. 337. F e u e r w a f f e n . © e f f t i f l t e b , gefeinten g e n e r w a f f e n t i § 1850. S i e ®nt< toitüung bet g e u e t w a f f e n b. intern elften Sluftreten btä j n r © n f ü f j r u n g bet gesogenen § i n t e r l a b e t , unter befonberer S8erüdfici)tign. b.fieeresb e w a f f n u n g bon SRajot a. ® . SB. ©oijtfe, ®tegIi&«S8erlin. SJiit 105 Slbbilbungen. Sit. 530. giljfabrifation. Sertil>3nbufttie I I : SBeberei, ffiitferei, S ä o f a m e n t i e r e · t t t , S p i l l e n · unb (Starbinenfa&rl· l o t i o n u n b g i l ä f a b t i l a t i o n bon ijkofeffor «Bias ©üitter, ©elj. SReg i e r u n e S r . i m S g l . ßanbeägetsetbea m t j u » e r l i n . Söiit 29 g i g . Sit. 185. g i n f t n j f b f t e t u e ber ©rofjinädite, S i c , O n t e r n a t . S t a a t ? » unb ©emeinbeg i n a n j m e ( e n ) 0. D . ©d)ttatä, ©eij. Dberfinanarat in SBerlin. 2 SBänb' dien. 9it. 450 unb 451. g i n a n ä t t J i f f e n f ü j a f t Bon ißräiibent Dr. SR. Ban bet SBorgbt in SBetlin. I : Sülgemeinet S e i l . 9ir. 148. I I : SSefonberet S e i l ( S t e u e r leute). 9fr. 391. ginnifii)«uerififfenid)aft Bon D r . S o f e f ©jimttjei, igrof. an bet Unioerfität S u b a p e f t . 9lt. 463. g i r t n l a n b . S e n b e S f w t b e be§ ffiitro > »äifcfien Shifilanbd ncöft S i n n ' l a n b S Bon ißrof. D r . Sl. $l)ilippion in ©alle β. β . 9lt. 359. g i n t i f f e . . ^ a r j e , Satfe, g i r n i f f e bon D r . S a r i » r a u n in ®erlitt, ( g e t t e unb ö l e I I I . ) « r . 337. g i f t i i e . ® a § Sicrteicl) I V : g i f d i e bon SSrof. D r . 9 Ä a j iRautljer in Sieapel. SBiit 37 Slbbilb. STit. 356. g t f i f t e m unb g i f d i j n d i t Bon D r . S a r i Stfftein, $ r o f . a. b. g o r f t a i a b e m i e (Sberätoalbe, SlbteilungSbirigent bei bet iiauptftation be« forftlidjen 8Jerfud)3ioeferc3. Sit. 159. © l o t e . ® t ! u i f i o n § f l o r o bon Seutfrfl» i a n b j u m SBeftimmen ber häufige» ren in ®eutfd)lanb tBilbroadifenben S f l a n j e n Bon D r . SB. Söiigula, ijSrof. a n ber g o r f t a t a b e m i e ©ife» natfj. 2 S e i l e . 2Rit je 50 Slbbilb. 9ir. 268, 269.

S l u P a u bon iRegierungSbaumeiftet Otto iRappolb in S t u t t g a r t . SRit Bielen Slbbilbuneen. J i r . 5 9 7 . g o r e n f i f d ) e q?ft)cf>iatrie Bon ißrofeffor D r . SB. ffietjßanbt, ® i t . b. 3 t t e n anftalt griebticf)3bete i. ©arnburg. 2 » ä n b d i e n . 9tt. 410 u . 411. g o r f t t o i f f e n f i f i e f t b. D r . Slb. ® c f ) » a » . pad), $ t o f . a . b. g o r f t a t a b e m i e (SberäWafbe, ülbteitungäbirig. bei b. fcauptftation b. forftl. ißerjucijs» » e f e n ä . STir. 106. 30rtbilbunfl§frf)utu)efen, ® a § b e u t · 1ä)t, η ad) feinet gefd)tcf)tl. Kntmicflung u . f. fein. gegenwUtt. ©eftalt u. i i . S i e r c B , SReoifoteeitjetbl. ffortbilbungäfdjulen in @d)leitDig. 9 i t . 3 9 2 . K r a u t e n . Wcfcfittfite S t a u f e n s » . D r . ©btift. 9Met)et, S g l . *>teu&. S t a o t s artfiiBar a. ffltünc^en. Sit. 4 3 4 . Brantreicl). S r a n j b f i f d i e ©cft^Wite b. D r . SR. ©ternfelb, ißrof. a n ber Uniöerfität S e t ü n . Sit. 85. g r a n l r c t t f i . S a n b e S I . b. g r a n l r e i d j » . D r . Sftiif». 9Ieufe, ®irett. b. Ober» realfdiule in S p a n b a u . 1. Söänbct). Sft. 23 5166. i m ®ert u . 16 S a n b fdjaftäbilb. auf 16 S a f . Sit. 4 6 6 . 2. S8änbd)en. M i t 15 ülbb. int S e s t , 18 ßanbfdjaftäbilb. auf 16 S a fein u . l lit£)ogr. S a t t e . 9ir. 467. 3 t a n ä ö f i f ( f ) " b e u t f i e ä öieftu-ärtjäbiirfi Bon grancillon, S e t t o t a m o r i e n t a l i f i . © e m i n a t u . a n b. $ a n betef)od)fcE)ule in ®etlin. J i t . 5 9 6 . SJransüfifdje ® a n b e I § I o t r e f b o n b e n ä ißrof.' S i l . be ffieaur, O f f i c i e r d e l ' I n s t r u c t i o n P u b l i q u e . 9ir. 1 8 3 . g t e m b r a o r t , ® a § , int S e n t f d i e n B. D r . SRub. S l e i n p a u l , ßeipjig. SRr. 5 5 . S r e m b t t B r t e r b u d ) , S c u t f d i t ä , Bon D r . 8iub. M e i n p a u l , S e i p j i g . SRr. 273. g u g e . g r l ä u t e r u n g u . Mnleitung j u t Sfompofition berfelben b. ißtof. © t e p b a n S t e b l in S e i p s i g · 9it. 4 1 8 . g u n f t i o n e n t l i e o r i e , ®inJeitunfl i n bie, (Xbeotie ber f o m p l e j e n 8 a ^ e n » reiben) 8. ffllajc iRofe, 06erle£|rer an b e t ®oetbefd)uIe in S e u t f i i - S S i t · meröborf. 9Rit 10 g i g . 9it. 581. g n g a t t i l l e r i e , ® i e , tyre Organifation, SSewaffnungu.Muäbilbg.B. S p l e t t , Oberleutnant im ßebrbataillon ber 8fu6artillene«eule 35 erlin. Sir. 209. ©ettitcSIitfie S a u t e n . Snbuftrielle unb geujcrbltdje SBauten (©peidjer, Eagerljänfer u. g-abriien) 0. ?ltcl)i» teli ©etnr. © a l j m a u n in ®üffelborf. I : Allgemeines über Slnlage unb ft'onftwltion ber inbuftriellen unb getoerblidjen S a u t e n . Sir. 5 1 1 . I I : ©peidjet unb ßagerljäuier. TOtt 1 2 3 giguren. Sir. 5 1 2 . » t u n d i W t u c i r n . i>!aij·, ajliltts- u. ® e . Wiij)töU)efenB.Dr.SXug.SUnb,iIärof. a . b . $ a u b d 3 ( d ] u t e i n ä ö l n . Sir.283. 6Hei:ercimairfiiiicu Bon ®tt>l.«3ng. Stmt Treibet i n §eibenfieim a. 5b\ SOiit 5 1 g-iguten. 9ir. 548. « l a · ) · wtb fevamifrtte Snbuftrie O n b u f t r i e ber e i l i f n i e , ber ®au« ficine ttnb bc§ lihtftiidjcit Slin-= ttlä I ) b. Dr.@uft. Kanter in on Sine. S B o l f m m Bon ®ftf]en= 6arfi uπD ©ottfrieb uou ®tra?;« Surg. aCuSlra&l a.b.ljöfifdj.®t>oi m. Stnmeri. u. SBörterbud) B. D r . ff. iOinrolfa, ißrof. am itgl. grriebridjjifoilegiumä.SönigSbcrg/Sßr. Sir. 22. ®ta»l)ifd)eu Kütifie, S i e , Bott K a r l Sampmanit, Ϊ. (. Setirer an ber I. i. ©rapfmdjett Setir» unb SBerfurfii» ftalt in SBien. ffliit äaljlreidjen Slb« iilbungeu u. Beilagen. Sir. 75.

©riediifdie SlltertuutSlunbe b. $ w f . D r . SRidE). äliaiid), neu bearbeitet B. Sieftor D r . ffranj $ol)il}amraer. 3Kit 9 Soltbilbern. Sit. 1 6 . ©iledjiftije ©efüjidjte Bon D r . ,§etnrtcf) Swoboba, $rofejfor an b. beutf^en Uniberfität Sßrag. Sir. 49. ©riediifdie £iteraturaeirf!irf)temit SB e· rüditdjtigung b. ®e)ti)ic^te b e i SBiffenfd&aften B. D r . Sllfreb ©erde, $ r o f . an ber UniB. Sreälau. 3 SBänbdjen. Sir. 70 u. 557. ©riedjtfrtjen S p r a i i j e , ©efdjitfjte ber, I : S i e j u m Sluägange b. llaffifcfien Seit B. D r . Otto ©offinann, $ t o f . a. b. Uni». Sßünfter. Sir. 1 1 1 . ©rierijifc^e u. riinttfiiie 3Jit)tijoloRie b. Sgtof. D r . $ernt. ©teubing, iHeit. b. ©tjmnaj. in ©djneeberg. Sir. 27. ©runböniijietftt, 2>a§ formelle, non Dberlanbeägeridjtär. Dr.g.Ätefeid)« mar in SreSben. 5ir. 549. $ a n b e l S p o l i t t l , SluätoärtiBe, »on D r . $ e i n r . ©ietieiing, $rofef(or an ber llniueriität βΰνϊφ. 8ir. 245. ^avibeisi-eitit, Seutfcljeä, Bon D r . S a t l Seijmann, ijSrof. au b. UniBerfität ®ötiiugen. I : ©inleitung. ®et Siaufmann u. feine Sjilfäperfonen. Offene ©anbeßgefellfcftaft. ffiommanbit- u. fiille ©efeUfii). 9lr. 457. I I : 'Jlttiengqellidjaft. ©efellfcf). m. b. ©. King. ©eit. ^anbefögejcfi. Sir. 458. &anbel§ftf)it!wefen, beutfdje, ' »on Sireltor SEiieobor S l u m in ®effau. Sir. 558. .fcaubcli't'taiib, S e r , bou SRedjtäantoalt D r . jur. S r u n o ©priitger i n £eip}ig ( « a u f m . SedjtSI. Söb. 2). Sir. 545. ijanbeiätoefeit, «on ®el). Oberregterungärat D r . SB ill). £ejt§, $ r o « feffor an ber UniBerfität ©öttingen. I : $ a 3 ©anbeBtierfonal unb ber SBarenljanbet. Sir. 29«. I I : ®ie gffeltenbör(e unb bie innere J&anbeßpolitit. Sir. 297. §aubfenertt>affeu, S i e ffinttoirtlung ber, feit ber SKitte beä 19. Satiriiunberö u. tl)r fteutiger ©tanb bon ffi. SSrjobet, $ a u » t t n a n n u. Som» jjagniedjef i m $ttf.»9!eg. greifterr sjiller Bon ©ärtringen (4. $ o f e n fdjeä) Sir. 59 in Solbau. ffllit 2 1 SlBbilbuitgen. Sir. 366. ^armontelefire »on §1. &a!m. SRit Bielen Siotenbeiipielen. Sit. 120. ι

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£ > n r t m n n n toon Slue, S B o i f r a m B o n Gfdltnfxtrf) u n b öiottfrieb »ott © t i a g f t n r ß . Sluätoaiil auä b. i)öfi» feiert ® p o 3 m i t Sinmerf. u . SSörter» 6ud) eon Dr. 0 . Siatolb, ¥ r o f . a m gönigt. griebrid)3«SfoIlegium ju Stbnigeberg i· Sit. 2 2 . •Sevje, S a i t e , S-irniffe Bon D r . SSati SBtmttt in SSerlin. ( ® i e g e t t e u n b Ole I I I ) , Sir. 3 3 7 . $ a u ( H l i t c r « t u r e n , S i e , bc§ CrieittS B. Dr. SB. S a b erlaubt, $ t i B a t b o j . a . b. Unto. SBien. I . I I . Sir. 162, 163. $ e 6 e j e u g e , S i e , ifjre S o n f t r n i t i o n u. » e r e d m u t i g » o n 3 n g . fgrof. £>erm. SSilba, S i e m e n . SOiit 3 9 9 8166. Sit. 4 1 4 .

•gtjgtettf be§ S t ü b t c S « i t § , S i e , S o » $ t o f . φ . Sijr. Siufsbcmm i n ® a n * n o o e t . SJiit. 3 0 Slbb. Sir. 3 4 8 . — bed SBofjmtnß8u>efen§, S i e , Bon $tof. 6 i ) r . Siu&Oanm i n δ α η noeer. SJiit 5 TObilb. Sir. 3 6 S . 36eriffte.iiat6infel. SanbeSfunbebtt 3i>etifrf)en © n l b i n f e t Bon D r . g t i Ä Siegel, $ r o f . a. b. UniB. S S ü t j f m r u . m . 8 S ä r t d j e n it. 8 SX66. i m Sejrt u. 1 « a r t e in g a r t e n b r u d Sit. 2 3 5 .

S n b i f d j e iSelinionSgcfrfiirtlie Bon ißtof. D r . S b m u n b fiarbtj. 91 r. 8 3 . 3 n b o g e r m a n . e ^ r a r f j t t i i f f e n f d j a f t Bott D r . SK. SJietiitget, »Btofeiiot a n b e r Unioeri. © r a j . SR. 1 X a f e l . Sir. 5P. i j t e r c S o r n a n i f a t i o n , S i e ® n t t o i i f l « n e g n b u f t r i e i t e tt. g e w e c i l i d j e S a « t e r > ( ©peidiet, ßagetljäuferu.gaöriien; Bet, feit ghxffifjruno bet ftefjenben Bon Strdjiteft fceint. © a t ä m a n n in $ e e t e Bon C t t o Sieufdjtet, ® a u » t « ®üjjeIbotf. I : ililgemeineS üb. Slnm a n n u . S5atteried)ef in U l m . I: lage u. fionfttnition b. inbuftrieUen ©efdjidjtl. e n t m i i t u u g 6iS s u m n. gemer&Iicijen S a u t e n . Sit. 5 1 1 . Slusgange b. 1 9 . S n W · Wt. 5 5 2 . I I : Sijeicijer unb S a g e r l j ä u ' e t . Weisung n . Siiftmti? B. 3 n g . 3 o f ) a n n e 8 ffiiit 123 ginnten. Sit. 5 1 2 . S o t t i n g in Süffelborf. I: ®a3 SBefen u. bte ffieredjnune b e t £ e i « 3 n f e I t i o « 8 l r a n l ! ) e i i e n , S i e , u n b if)re S e v ! ) i t t u n g Bon © t a S ä a r j t D r . SB, j u n g ? « it. E ü f t i m g S a n l a g e n . ffiiit © o f f m a n n in SÖetlin. ® i i t 12 o o m 34 giguten. Sit. 3 4 2 . ® e t f a f f e r gejeictjneten Sl&bitbungen I I : S i e 5iu3füt>rune b. ©ei« unb einet g i e b e t t a f e l . Sir. 3 2 7 . Snngg- n . S ü f t n n g ä a n i a g e n . 9ftit 3 n f e i t e n . S a ? . Sterreirtj V : 3 n f e i t e n 191 giguten. Sit. 3 4 3 . Bon D r . g . ©rofj in Sieapet ( @ i a · .fteffen. S a n b e S t n n b e bc-3 © r u f t « jione g o o l o g i c a ) . SBit 5 6 TObtiijetsogturaS R e f f e n , b e t V r o u m } bungen. Sit. 5 9 4 . . § e f i e n « S i a f f a u u n b be3 S-iirften» t u m ä J S a i b e t f t>. tßrof. D r . © e o t g S n f t r u m c n i e n l e i f r e B. SJiufifbtt. g r a n ä © t e i m in S a r m f t a b t . SJiit 1 3 9Ϊ6» SJiat)eri)off in Efjemnife. I : S e i t . bilbungen unb 1 . S a t t e . Sit. 3 7 6 . Sir. 4 3 7 . £ i e i o ß l i ) b ! ! e n » o n (Sei). 3!egiet.«SSat I I : Siotenbeifpiete. Sit. 4 3 8 . D r . Stb. @ r m a n , istof. a n b e t Uni» 3 r i i c g v s i r e f l j n i n i g Bon D r . gtiefct. Berfität SSetim. Sit. 6 0 8 . 3 n n £ e t , SRett. b. Siealaljmnafiuisä &dd)ftwnminn§tetfmii Sr. liirper Β. ?(. g . SKöMu«, neu Beatb. B. Dr. §erm. Sobolb, iBrof. an bet ttniB. Siel. I I : S o me ten, SKeteore u. baä ©ternftiftem. SBlit 15 gig, u. 2 ©terniarten. Sit. 529. Stommmtale ieivtfrf)aft§Bflene Bon Dr. SltfonS 8iieg, SKagiftraKaitefloi in SSertm. Sit. 534. Som|)oftttottSlcf|re. SJiufilalifc^e g o t . menleire B. S t e p i . Sre£)I. I . I I . ffll. Biel. Sioten6ei?piel. Sir. 149, 150. Sontrapunft. S i e Seilte Bon ber jeiüftänbigen Stimmfüfttung ö. @tep®. Sref)l in fieipjiß. Sir. 390. ffientrollttefen, S a § egrilultutdjtmi· fetje, Bon Dr. Saul S t r i a e in i3eopoIbäljall'Stajjfurt. Sir. 304. Soorbinatenfijfttme Β.φαηΙ Sö.gijd&er, OBerl. a. b. ßbetreal((i)ule j u ®wk8id)terfelbe. SKit 8 gig. Sir. 607. Sörper, S e t raeufrtilirfie, fein 8 a u uub feine Sättgleiteu Bon (S. 8ie6mann, D6erid)ulrat in S a r S r u ^ e . SJitt @efunb£)eitölelire B. Dr. med.

fiartetl » . Sntft B. Dr. Sfd)ietf(iiii) in Süffelborf. Sir. 522. ffiarteniunbe Bon Dr. SR. ©toll, Sartograpl) in Serliit. 2 SSciribcfjen. I : S i e «ßtoieftionen. SKit 53 gig. Sir. 30. I I : S e t Sarteninijalt unb baä SKeffen auf Satten. Mit 36 gig. Sir. 599. SeufmüuniMie 9iert)t§funbe. I : S a S SBedjfeltBefen B. SiedjtäantBatt Dr. S u b . ffiotijes in Seipjig. Sit. 103. — I I : S e t §anbel3ftanb Β. 8ted)t8antoatt Dr. jur. Sruno Springer, fietpsig. Sir. 545. ReufumnnifrfieS SRedjnen Bon igrof. 9iiif)arb 3uft, D6erlei)rer a. b. Cffentl. ©anbeBIeljranftalt b. SreSbener Saufmannfdjaft. I . I I . I l l Seiler. Siit 47 2166. u. 1 Safel. 5it. 139, 140, 187. Sit. 18. fltramifrfit Sfnbuftrie, S i e Subuftrie iiaitenaufrtilag fie^e: iSetanfdjlagen. ber S i l i l a t e , ber (ünftlirtjen »nu= Srien§rrt)iff6att. Siegntraicfluttfi bc» ficine unb be? SBiiSrtelS Bon Dr. SrieflSfti)iff6eueä Born Sütertiutt ©uft. Siauter. I : OSlaS- u. lerarn. ,iur Sieuseit. SBon Sjacb Snbuftrie. SKit 12 Xaf. Sir. 233. ©dfltoatä, ©eft. SJiarine6a;trat unb e t w n f a b r i f a t i o n . S i e ©etfenfaSvi6d)iff6au-SiteItor. I . S e i l : S a S iation, bit eeifenanalljfe unb bie Seitalter ber Siuber(d)iffe u. ber ©crjeitfafirilation Bon Dr. flarl Segelfdiiffe für bie SriegSfüljrung S8raun in SSetlin. ( S i e gette u Sur See toom Slltertum 6ig 1840. C!e I I . ) SKit 25 « 6 6 . Sir. 336 SKit 32 TObilbungen. Sir. 471. ftiatttfciiou. S i e beutfrfien Kolonien I I . Seil: S a « Seitalter bet I I : S a § ©fibfeegefitet unb Stau« Sampfic£)iffe füt bie Srtegsfüljrung ί Μ ο η B. ißrof. Dr. S . SoBe. 9Hit j u t ©ee Bon 1840 6iä jur Sieujeit. 16 S a f . u. l litljogr. Satte. Sir. 520. SKit 81 TObilbnngen. Sit. 472. ^ i n c m a t i l Bon Sipl.-3ng. φαη8 $ o l fter, Slüift. a. b. Sgl. Setfjn. ®oe6urg. Sit. 82.

Seteinifdie e n r a d i e . ©efrfjidjte b e » lateinifdien 6t> r ad) e oon Dr. griebrid) ©tolj, SSrofeffot an b e r Unioetfitat ifnnSbtui. Sit. 492. S i f t t . Jtieoretifrfie $t|t)fit II. S e U r Sidit unb Itfiirme. SSon Dr. ©uft. ftäget, ißrof. an bet J e d j u . £ o d ) ' fdjule in SBien. 501. 47 9166. Sit. 7 7 . S o g a r i t l i t n e n . SJierftellige t a f e l n u n b · ®egentafeln für Iogaritl)mifii)eä u . trigonometrifcf)e3 Sted]nen i n jtoef garben aufammengeftellt toon Dr. ©ernt. ©djubert, l i t o f . a n bet @ e letjrtenj(f)ule bei 3oi)antteumä in· Hamburg. Sir. 81. — g ä n f t ' i e ü t n e , son ijärofeiior Sluguffc Sibier, ®irettorbett.i. Staatäobet»· reaiitftule in ffiien. Sir. 423.

£og if. (15ft)c()o!oßie uttb Sog if j u r S t n · füfiruttg in bte $ftilofopi]ie von. ißrofefiot Dr. 5Ef). ®ieni)anä. SH«· 13 giguten. Sit. 14. iiofuiiiutioeu. (iifcitba(|nfnl|rjeug«· uon $innentl|al. I: 5)ie Sofo«ntotiuen. SJiit 89 2(bb. itn S e i t u. 2 Safeln. Sit. 107.

Soityringen.

OSefdiidite Sotfttingen^

»on Dr. §ettn. Seridjiioeiier, ©el). iRegterungarat in Strasburg. Sir. 6 . — SaubcShmbe b. ß l i a f c S o t i j r w g e t K to. 55rof. D r . 9i. Sangenbecf tit ©trofibutg i. SJiit 1 1 Slbb. u. 1 fiarte. Sit. 215. aittrolirtiiobtevfiinbe. munlitaitbe SlnalMfe mit Jpiife be3 Sbtrolit» toon Dr. SJlart. ©engtein in grciberg i. ©a. Slit 10 giguten. Sit. 483.

SSiiöeif. Sanbeäfunbe b. ©roSiicrjug» »ütner SJiesflcnburg it. b e t g r e i c a u . ^ a n f e f t a b t fiitbci b. Dr. ©ebalb ©diroarj, ®ireftor bet SReaiid)ute aum ®ont in Siibed. SJiit 17 216» bilbungen unb Sarten tm K e j t unb 1 Iitl)dgraot)iWien Sarte. Sit. 487. fiuft· unb SJieereSitrbtnuugen »on Dr. g r a n j ©diulje, SiteEtor ber Slaingationsjdjule ju Siibecl. SJiit 27 Sibbilbungen unb Safelit. Sir. 551.

Stiftung.

.Sieiittttg unb Siiftung bon

Sng. ^obaitnei Äörting in Süffet» borf. I : ®a« SBefeit unb bie S c redinung b. § e i j u n g ä ' u. öiiftungä» anlagen. SJiit 34 g i g . Sit. 342. I I : ®ie Stuäfiiörung bet |)et» Jungs» unb Siiftuugäaniagen. 5Diit 191 giguten. Sir. 343.

13

« u t t ) « , 3S ort lit, »ni> Sfjorn. SOurnet. Slulseitwljlt unb iifit (Sinlettungen u . Slttwertungett tterfeljen ». iJJrof. S e r l i t , ßberteiirer am Siiiotai« gtjtmtafium SU S e i p j i g , SJ}r. 7. SBaflnetiSmuS. Sfjeoretifrfie ieijtliif I I I . S e i l : ©ieftrijitiit u. SJiaoncttä. m » 8 . iBon Dr. ©uftao S ä ß e t , 'ßrcf. an bei £eä)ntfci)crt .Sjodjitfjute SSien. S M 88 9lb£>i(butigen. Sit. 78. fJinljerct. SBrrutereiuiefen I : SJiiiijeret Bon Dt. SreBerboff, ®irettor b. öffenttidje nunb l.©öd)f. S8erfud)3ftation für S t a u e r e i uub SJiälje.tei, folote ber S t a t t e t - unb fflläijerfdjute ä_u ® r i m m a . Sit. 303. S!afdjineit6au, S i e finttulation im, poti Sngenieur ©. äietfjmamt, ®os. am S e d j n i i u m S i t e n b u r ß . SJiit 63 Sibbilbungen. Sir. 486. — S i e S J i a t e r i a l i e u beS SHaftfstuett» b a u e § uub ber ( S l c J t r c i e d m i l sou itixßeuieur 5Jsrof. Hermann SSttba. SJiit 3 Sttibilbungen. Sir. 476. 0tt«irt)intutlcmcute, S i e . Stursgefafjteä fieljr&udj mit Söeijpielen für ba3 ©elbftftubium u. b. pratiijdjen ®eirautf) Don g r . SSartt), Dberiugen. in Siürtiberß. ffllit 86 g i g . Sir. 3. ®Wiiiuru.icirf|!!cn, $ r a f t i f d ) e 3 , Bon 3itß. 3iid)arb ©d]iffuer in SBarm» tmimt. I : ©runbbegrtffe, Einfädle 9Ka[djtnenteile bis jtt ben ffuppe(ungen. ® i t 60 Snfeln. Sit. 589.

SJlettjemittti, ®ef(f)W)te bet, bon Dr. 2i. ©türm, ißtof. am Obergtjtnnafium in ©eitenftetten. Sir. 226. SJiatijenMtiftfte ^dtmelfanttnlung unb Siepetitorimn ber SJlatijematii, entiialtenb bie wid)tigften g o r m e t n u. Seijrfäge b. Siritfimetil, » I g e b r a , atgebraifdjen Stnalijiiä, ebenen®eO' metiie, ©tereometrie, ebenen unb fpljätifdjen Trigonometrie, matij. tSeograpbte, anall)t. ©eometrie ber (Sbene unb beä 8iaume8, ber SDtffereutial- unb gntegratredjnuna »on O. 5Tf). S ü r l i e n , ißrofeffor ant ffigl. Btealßtjmitaiiunt in ©cf)ro.- u r ß i f Ä c ©efiftidjte Bon 0 6 e r S J n S a u a t n f t Bon D r . Otto 31ö£)1h in lefirer Otto SJitenfe in SieußranbenS a r m f t a b t . ffliit 14 g i g . Sir. 221. burg i. ffll. Sir. 610. f l a f ; · , 2)li'm,v iinb iert>rüfimg. — ©d)mtermtitel« let. SRit 47 ätb&ilbgn. u. 1 'Safet. Prüfung. — einige« über SJletaßo- ι Sir. 18. ftratrtie. SJiit 31 g i g . Sir. 812. j

Kietalloerabtiie. fiutje, gejneinfa&lidje Sarftellung ber Seiire »on ben SJietalienu.ibren ßegterungen unter befonb. SBerütfJidöttQung beräRetallmifroffopieb.ijärof. g . © e t ) n u . $ r o f . ö . S a u e r a. S g l . SOiatenalprüfungS' amt (@r.-Sic^terfeIbe) b. St.Sed)u. ,£>od)fcE)ute äu SSetlin. I : Slllgem. Seil, fflit 45 810b. im SEeji unb 5 Siditbitbern auf 3 Safein. Sir. 432. I I : © p e j . Zeil. SJiit 49 Slbbilbungen im S e r t unb 37 flidjt&ilbern auf 19 S a f e i n . Sit. 433. jDiefadurflie aon Dr. Stuguft ®eig in firiftianSfanb (Siorioegen). I . IX. SJiit 21 giguren. Sir. 313, 314. ttfieteore. Slftronontie. S t o ß e , Seme« gütig u. (Entfernung bec ^imnteB» tür»er Bon 5i. S . SSöbiuä, neu be< arbeitet Bon Dr. $ertit. Äobolb, $ r o f . a . b . Uniu.SEiel. I i : Someten, fflieteote u. betä ©ternenfl)ftem. SJiit 10 ?yig. u. 2 ©terniarten. Sir. 529. SSeteoroloote B. Dr. SS. Sra&ert, ißrof. au ber UniBetiitfit SSJien. SRit 49 ?(bbilb. u. 7 Safeln. Sir. 54. ffiUlitiirfnafrertit eon Dr. SJiaj ®rnft nl)t au§ ®!ijtnefano unb 8tjrud>bt«. Sof. £>etjog, ®ipl.« ffiioftroing. in Subatieft u. Elitrence gelb mann, $rof. b. ßleltotecijnit in Seift. SJlit 68 216b. Sir. 456. Sfibfeegebiet. S i e beutfrfjcn Soliniicit II: Siibfeegebiet unb i tfdiou ». $rof. Dr. Sf. Sotie. SÄ. 16 Saf. u. 1 IUI). ffiatte. Sit. 520. lelmiifc. l i e (gntfte^img bed Sei« eiubä bon Dr. ©. g u n i in Söoälo« tt>ii5. Sit. 479. Seltnubbroben »on Dr. ©. g u n t in S8o«fowtti. Sit. 583. 22

STerfinifiij.GIjttnifrfjc Mnaltjfe bon Dr. Sunge, $rof. a. b. gibgenbff. ißoltjtedjn. ©d)uie in Sürict). SRit 16 Stbbilbungen. Sir. 195. Serfmiftfe S e i e l l e n ttnb ^oftnelit ben Dr.-Sng. SS. SKüIfet, Sipl.-Snfl. am SSgl. ffliaterialprüfungiamt ju ©ro6«8idjtetfelbe. SHit 106 gi» guten. Sir. 579. 3"ctSjmftf)eS ÜBörterSurt}, entiialtenb bie wid)tigften »uäbtüde b. SXafdjinenbaue«, ©djiffsbaueä it. b. ®teitroteiinil Bon ©tief) SfreBä in SSerltn. I. Seil: Stfcfi.-gngl. Sir. 395. I I . Seil: gngl.-Stfcfj. Sit. 396. III. Seil: ®tjcf)..granj. Sit. 453. IV. Zeil: granj.-®tfcf|. Sit. 454. ^erijndloflie, 8ltleememe djentifc^e, Dr, ©uft. SRauter in gfiatlotienbutg Sit. 113. — SOkdjenifrfje, b. ®eij. iiofrat $ t o f . 91. Sübicie in SBtannidjioeig. Sir. 340, 341. Secrfarbftoffe, Sie, mit bef. ffietüäfidjtig. bet ftmtlietijcf). SJiettioben t>. Dr. $anä Siuii)erer, igtof. a. b. Sgl. Sedjn. $ocf)fiI)ule, SreSb. Sir. 214. Xelegreiienreiftt b. igoftinfpeltor Dr. jur. SHfteb S o l d e in Somt. I : ©nleiüutg. ©efdjidjtlidje Snttnidlung. ®ie Stellung b. beutfd). Selegta» t)£ienmefen8 im ßffentl. SRedjte, altgemeinet Seil. Sit. 509. I I : ®ie ©teHitng b. beutfdj.Selegtapbenwefeuä im iiffentl. 9ied)ie, befonbetet Zeil. Ζαδ S e l e g r a ^ e n ©ttafteeiit. iRed)öbet£)ältniä b. Zelegrapl)ie j. ißublitum. Sit. 510. Seleetttböie, Sie eleitriftfte, b. Dr. ßub. SRellftab. SKit 19 gig. Sit. 172. iefiamettt. ®te ©ntfteiimiB beä Sdten Seftatnent® tj. Lie. Dr. SB. ©taert, iUtof. a. b. Unib. genu. Sir. 272. — 3>ie ®ntftet[ung be-3 Sieuett Xefta= mentö o. $tof. Lie. Dr. 6arl Siemen tn SÖontt. Sir. 285. Siei'tilinbtifirie. I : Sytutverei ttnb S w i r n t r e i b. $ t o f . SJiaj ®itrt!er, @elj. Sieg.'SRat im Sfgl. Sanbeägetoerbeamt, Setiin. 9Äit 39 giguten. Sir. 184. — I I : SBeberet, iSSitferet, ^ofnmcn» itereret, © p t i e n · ttnb ©arbtnen· f a b r i t a t t o n itnb g-tlsfabriiatien o. ißtof. im. ©ürtler, ®eb. SRegiernngärat i. ®gl. Sanbeggewetbe» amt 5U Setlin. SB. 29 gig. Sit. 185

Scitilinbnftrie. III: SBäfijerei, äMeidjerei, S ä t i e r e i »nb if)tc § i l f § f t « f f e sott D r . fflilt). äKaffot, ißrof. α. b. ißteuü. i)öJjeren gfad}fd&ule f. Sestilinbuftr. in Shefeib. SJiit 28 gig. Sir. 186. 2f)cctnobenamt( (Zediniitfye äSätme« leine) b. SS. aSaltfjer u. W . SRöttinger, SH)!.«3fng. ä». 54 gig. Sit. 242. — S i e tfiermobtjuamtfrficu @tu»b= lagen ber SSärmelraft» »nb Äälte* maftfiinen b. SJi. iRöttinger, ®ψί.» 3ng. in SJiannfieim. Sir. 2. S:t|i'tctn(i!ffi)e @efrt)ii|te Β. D r . Stuft SieBrient in Sei^äig. Sir. 352. Sicrbtologie. Ülbrig Oer Siologie ber Sieve Β. D r . .getntid) ©irnrotf), $ r o f α. b. UtiiB. lietösig. Sir. 1 3 1 . Steve, (introiiiunnäfiefrijiriite ber, Bon D r . 3of)3. SOiei{enI)eintec, ijkof. ber goologie a. b. UniBetfitäi 3ena. I: gurefjung, iBrimitioanlageu, üaruen, (Jotmbilbung, Csmbrqonal» i)üUen. SJiit 48 gig. Sir. 378. I I : Organ&Ub. SJiit 46 gi< guten. Sir. 379. Siei'aeoera»i)ie o. Dr. Sirnoib gacobt, ! 45tci_fefior ber $ootogie a. b. Sgl. gorftatabemie j u Stjaranbt. äJiit 2 garten. Sir. 218. Siertunbe Bon D r . Scans b. SBagnet, t'rof. β. b.'Uniberfität @ra$. SJiit 78 5!6bilbungen. Sir. 60. Sierreict), Xai, I : Säugetiere b. Oberftubieur. Järof. Dr. S u r t Sampert, Siorft. b. ®gl. SiaturalienfabinetK in Stuttgart. SJi. 15 Stbb. Sir. 282. — I I I : Sliebtilien unb ütmbiiibien Bon D r . g-ranj sJBerner, $ r o j . a.b. Uni». 93ien. ffllit 48 Sibb. Sir. 383. — I V : Sifdje Bon ijätof. D r . SJiaj sRautler in Sieapel. Sir. 356. — V : Snfeften Bon D r . 3 . ©tog in Sieapel (©tasione Sooloqica). SJiit 56 Slbbilbungen. Sir. 5 9 1 . — V I : 2>te wirbeliofen Sieve Bon Dr. Subw. SSöbmig, ißrof. b. Sool. a. b. Knio. ® r a j . I : Urtiere, ©diiuätnme, Sieijeltiere, SRiopettquallen unb '.ÜSürmer. SJiit 74 gig. Sir. 439. I I : Srebfe, ©pinnentiere, Sau» fenbfüfier, SBeitfitierc, SJiooätier· a'jen, Ulrmfujjer, ©tadjeHjäuter unb SJianteltiere. SJi. 97 g-ig. Sit. 440. Sier',uriitlefire, Silißewetne unb ffje= fteüe, Bon Dr. igaul äiippert in ejl'eu. Sir. 228. 23

Sifilter« (Srfj reiner·) SIrSeiten I : SRa» terialien, .ftanbioertäjeuge, SBia» fit)iiteu,(Eiitjeloerbtnbungeu, böben,Seniter,g-enfterlaben,Src!ipen, Siborte Bon ¥ r o f . SSiel)» 1B eg er, SlrdiiteEt in Stöln. SJiit 628 giguten auf 75 Safein. Sir. 502. Sogu. 3>te beutf(t)en Felonien I : Xogo unb Siatnerun oon $ t o f . D r . S a r i SoBe. SJiit 16 Safein unb einer litfjograpljiidjeu Satte. Sir. 441. SoxitDlugtfitie Stiemte Bon iBtiBat» bojent D r . ©. SJinnnljeim in SSonn. SJiit G Stbbitbungen. Sir. 465. Xvtgottonteivie, Ebene unb fpfiiiriftf]?. bon ißrof. Dr. ©er$. iieffenberg in SBreSIau. SJiit 70 ^ i g . Sir. 99. irinicitfitjnieue b. SJiebijinatrat $ r o f . D r . Sfocfit, Sireitor beä ^nftitutä für . efifleniedi unb ©ottfncb bon S t r a p n r g . Sluätoatil atlä bew i)öf. ©poä mit Slnmertungen unb SSörterbudf) bon Dr. S . ffllarolb, «Prof, am Sönigl. g;riebrid)äMlegium su gßnigä6erg t. φτ. Sir. 22. SSärieröutfi ttrtrii ber neuen beutftfjen 9ie^tfd)tei6ttne son D r . $einrid) ftleitj. Sir. 200. — 5>eutfii)e3, Bon Dr. SRidjarb Coeltie in »erlin. 91 r. 64. — £ed)ntfd)t3, enttjaltenb bie toidjtigften 9iu§brüde be8 Siaidjinenbaueä, ©djiffbaueä unb ber ®eitroted)nit bon ©riet) itrebs in S8erlin. I . Seil: Seutidi^ngltiif). 9är. 395. I I . Seil: gngI.«Stfd>. 9fr. 396. I I I . Seit: ®t(ci).«granä. 9!r. 453. I V . Seil: g-ranj.-Stfci). 9fr. 454. SBürttembcrg. SBtlrttemiereifdje ©e» fdjirtite B. Dr. Karl KSeller, «Prof, a. Satßgt)tnn. i.©tuttgart. 9ir. 462. — SanbeSiunbe bc3 SiiinigreiiSä fcMirttem&ere bon Dr. (paffert, ißrofeffor ber ©eograptlie an ber 6at:bclefiod)iiijitle in Süln. 9Äit 16 SMltulbern it. 1 Sarte. Str. 157. Seirl)enfrt)ule bon $rof. Sf. Simmti^ in lllm. 9Rit 18 t a f e l n in 5Eon. Siedet, Slrdjitelt unb ßeljrer an ber SSaugemeriidiule in SBagbebttrg, neu bearbeitet eon ißrof. 3 . Sonbcrltnn, ®ire!tor bei lönigl. Sau» gewerfidjule su ffiünfter. SRit 290 gig. u. 23 SEaf. im l e s t . 9lr. 58.

•SeititngSwefen, ® a § beut fit) e, bon Dr. 8ί. S3runiu6er, «Bin a. SRI). 9?r. 400. — S a 8 ntoberne, (@t)ft. b. SeitungeIei»re) Bon Dr. 8?o6ert SSrstn ijuber in ffiöln a. 9it). 9fr. 320. SeihtttgSwefett, Sllleenteine Ok'Kfyitflte be8, bon Dr. Subtoig Salomon in 3ena. Sir. 351. SeJlenleljre unb Slnntotnlc ber E i l e n sen bon ißrof. Dr. $>. fflielje in ßeipsig. SRit 79 Slbbilb. 9lr. 556. 3entral»iPerft>eltitie Bon Sirtfiiteit iijanä |5ret)6erger, neu bearbeitet Bon ijärofeifot 3 . SBonberlinn, ®ire!tor ber Sönigl. S3augetbeti(djule in SKünfter i. SBeftf. SRit 132 gig. Sir. 57. Sintmerarüettenbon Karl Dpitj, Ober» leerer an ber fiaif. Xerfin. ©tfiute in © t r a p u r g i. I : Allgemeine«, SBalfenlagen, ßlDifd)enbeden unb ®edenbilbungen, fjölj. gufsböben, gaditnerföiDchtbe, £>ängeunb ©»rengtoerle. SKit 1G9 816bilbnngen. 9lr. 489. I I : ®ädjer, SBanbbelleibungen, ®ime(d)alungen, ffiloä«, SBoljlenunb Srettertoänbe, Sänne, Süren, Sore, Tribünen unb SSaitgerüfte. 9Rit 167 9i66iibungen. 9Jr. 490. Sibilbrosefiredit, Seittiiiscä, bon $rof. I)r. SBSiifielm ififcfi in © t r a p u r g i. 8 SSünbe. 9Ir. 428—430. 3übloBie,