Hochspannungs technik

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Luisa Brodbeck
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1 Hochspannungs technik Von Dr.-Ing., Dr. sc. techn. h. с Arnold Roth Präsident des Verwaltungsrates der Spreeher & Schuh A.-G. in Aarau (Schweiz) Fünfte Auflage Unveränderter Abdruck der vierten, vollständig neubearbeiteten und vermehrten Auflage 1959 Herausgegeben unter Mitwirkung von Dr. ehem. Gerard de Senarclens Vizedirektor der Schweizerischen Isolawerke in Breitenbach (Schweiz) und Dr. sc. nat. Joachim Amsler Leiter des Physikalischen Laboratoriums der Sprecher & Schuh A.-G. in Aarau (Schweiz) Mit 735 Abbildungen im Text sowie 95 Zahlentafeln Щ 1965 Springer-Verlag Wien New York

2 I. Das elektrische Feld l 1. Elektrischer Fluß und Feldstärke 1 2. Äquipotentialflächen (i 3. Zeitlicher Verlauf der hauptsächlichsten in der Hochspannungstechnik auftretenden elektrischen Spannungen 8 4. Kapazität, Energieinhalt und Ladestrom Platten ohne Ränder und mit Rändern Parallele Drähte (Zylinder), Prismen und Kanten Sich umhüllende Zylinder Kugeln Spitzen Geschichtete Isolierstoffe bei Gleich- und Wechselstrom Ungleichartig zusammengesetzte Isolierstoffe Kraftwirkungen im elektrischen Feld In der Hochspannungstechnik verwendete Maßeinheiten 42 II. Die festen Isolierstoffe der Hochspannungstechnik Keramische Isolierstoffe, Gläser, Quarzglas und Quarzgut Faserstoffe: Papier, Gewebe, Holz Glimmer und seine Verwendung Kunststoffe und Elastomere Verguß- und Füllmassen Isolierlacke Dielektrische Verluste der festen Isolierstoffe Erwärmung der festen Isolierstoffe durch dielektrische Verluste Der elektrische Durchschlag fester Isolierstoffe Die Ionisation der Lufteinschlüsse Isolationsstärke für verschiedene Betriebsspannungen Der Einfluß der Wärmeeigenschaften der Isolierstoffe Trocknen und Tränken der Wicklungen Prüfung der festen Isolierstoffe 149 III. Flüssige Isolierstoffe der Hochspannungstechnik Allgemeines und Klassifikation Kohlenwasserstoffe: Mineralöle Verdickte Öle Chlorierte aromatische Kohlenwasserstoffe Theorie über den Durchschlag des Öles Glimmen in Öl Die elektrische Festigkeit des Öles Einfluß der Elektrodenverkleidung und isolierender Zwischenwände (Schirme) auf die elektrische Festigkeit des Öles Dielektrizitätskonstante, Verlustfaktor und spezifische Leitfähigkeit des Öles Die Bedeutung von Feuchtigkeit und Schmutz im Öl Der Einfluß von Gasen im Öl Wachsbildung 183

39. Reinigung, Entfeuchtung und Entgasung des Öles 186 40. Die technische Untersuchung des Öles 190 IV. Luft und andere Gase im elektrischen Feld 195 41. Aufbau der Luft 195 42.

3 39. Reinigung, Entfeuchtung und Entgasung des Öles Die technische Untersuchung des Öles 190 IV. Luft und andere Gase im elektrischen Feld Aufbau der Luft Unselbständige elektrische Entladung und Übergang in die selbständige Entladung Das Glimmen in Luft Chemische, mechanische und Wärmewirkungen des Glimmens Die Büschelentladung Anfangsspannung typischer Elektrodenformen Die Koronaerscheinung an Freileitungen Die Funkenentladung Größe der Funkenspannung für verschiedene Elektrodenanordnungen Einfluß des Zustandes der Elektrodonoberflächo und der Luft auf die Funkenspannung Die Bemessung der Luftabstände in der Praxis Andere Gase als Luft im elektrischen Feld 267 V. Öl im Zusammenbau mit festen Baustoffen Berechnung des rein elektrischen" und des Wärmedurchschlages Glimmen und Oberfläohenentladungen an festen Baustoffen unter öl 271 VI. Luft im Zusammenbau mit festen Stoffen Luft und feste Isolierstoffe mit dem Laufe der Feldlinien folgender Trennschicht Luft und feste Baustoffe mit Trennfläche quer zu den Feldlinien verlaufend Äußere Einflüsse auf die Oberflächenentladungen an festen Baustoffen in Luft und anderen Gasen Die Berechnung des Stutzers Die Berechnung der Durchführung Die elektrische Bemessung des Freileitungsisolators Die Bemessung der Freiluftdurchführung auf Überschlag 323 VII. Elektromagnetische Schwingungs- und Stoßvorgänge Eigenschwingungen von Kreisen mit konzentrierten Konstanten Eigenschwingungen von Leitern mit verteilten Konstanten (Leiter in Luft und Kabel) Eigenschwingungen von Wicklungen Erzwungene Schwingungen, erregt durch konstante woohselolektromotorische Kräfte Schwingungen in Kreisen mit eisenhaltiger Induktivität (Ferroresonanz). Eigenschwingungen und erzwungene Schwingungen Oberwollen in Wechselstromnetzon als Erreger von erzwungenen Schwingungen Erzwungene Schwingungen, erregt durch abklingende elektromotorische Kräfte Einschalton von Stromkreisen mit Induktivität Ausschalten von Stromkreisen mit Induktivität Ausschalten von Kapazität 385 VIII. Wirkliche Anforderungen an die dielektrische Festigkeit im praktischen Betrieb und Prüfvorschriften Dielektrische Beanspruchung im normalen Betrieb Beanspruchung bei Erdschlüssen 389 VII

VIII Inhaltsverzeichnis 74. Beanspruchung bei atmosphärischen Störungen 395 75. Beanspruchung bei Schaltvorgängen 406 76. Beanspruchung bei sonstigen ÜberspannungsVorgängen 412 77.

4 VIII Inhaltsverzeichnis 74. Beanspruchung bei atmosphärischen Störungen Beanspruchung bei Schaltvorgängen Beanspruchung bei sonstigen ÜberspannungsVorgängen Die Anforderung des praktischen Betriebes an die dielektrische Festigkeit in ihrer Gesamtheit Die Nachbildung der praktischen Anforderungen durch die Prüfvorschriften 417 IX. Einrichtungen für den Hochspannungsprüfraum Die Erzeugung der Prüfspannung Die Spannungsmessung im Prüffeld Die Strommessung in Hochspannungskreisen im Prüffeld Die Messung der dielektrischen Verluste Einrichtimgen zum Nachahmen äußerer Einflüsse Stoßspannungs-Anlagen Die Stoßprüfung (Sprungwellenprüfung) von Wicklungen 446 X. Der Lichtbogen in Luft und unter Öl Die Vorgänge im Lichtbogen Der Lichtbogen im Gleichstromschalter Der Lichtbogen im Wechselstromschalter Probleme der Wechselstromschalter 474 XL Hochstromprobleme in Hochspannungsanlagen Der Kurzschlußstrom und seine Folgen im praktischen Betrieb Der Blitzstrom und seine Folgen Die Kraftwirkung großer Ströme Die Wärmewirkung großer Ströme Das Abschalten von Gleichstrom Das Abschalten von Wechselstrom Zur Berechnung des Kurzschlußstromes in Wechselstrom-Netzen 507 XII. Hochspannungsanlagen für Wechselstrom Hochspannungsaufgaben an Generatoren und Motoren Hochspannungsaufgaben an Transformatoren Allgemeines über die Schaltanlagen Die Erdung der Anlageteile Die Stütz- und Durchführungsisolatoren Die Wechselstromschalter Die Trennschalter Die Hochspannungssicherungen Die Meßeinrichtungen Die Freileitung Die Freileitungsisolatoren Die Hochspannungskabel Kondensatoren, Aufbau und Berechnung Der Überspannungs- und Erdschlußschutz von Wechselstromanlagen Der Überstromschutz von Wechselstromanlagen Beeinflussung von Fernmeldeeinrichtungen und Rundfunkempfang durch Wochsolstromanlagen 648 XIII. Hochspannungsanlagen für Gleichstrom Die Energieübertragung mit Gleichstrom Gleich- und Wechselrichter (Mutatoren) für Energieübertragung Schaltanlage und Leitung für Gleichstrom Die Gleichstromschalter 660

IX 117. Der Überspannungsschutz der Gleichstromanlage 664 118. Der Überstromschutz der Gleichstromanlage 665 119. Beeinflussung von Fernmeldeeinrichtungen durch Gleichstromanlagen 667 120.

5 IX 117. Der Überspannungsschutz der Gleichstromanlage Der Überstromschutz der Gleichstromanlage Beeinflussung von Fernmeldeeinrichtungen durch Gleichstromanlagen Apparate zur Erzeugung hoher Gleichspannung für die Röntgentechnik, für Forschung, Hochspannungsprüffelder, Medizin und Industrie Hochspannungsprobleme in der Röntgentechnik Elektrofilter Hochspannungsapparate für die Atomphysik 693 Nachwort 707 Literaturverzeichnis 708 Sachverzeichnis 747

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