Höchstspannung

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Als Höchstspannung werden technisch genutzte elektrische Spannungen im oberen Hochspannungsbereich bezeichnet. In der elektrischen Energietechnik zählen in Deutschland die Spannungsebenen 220 kV und 380 kV zur Höchstspannung.[1][2] Außerhalb der elektrischen Netze werden Spannungen ab 300 kV (300.000 Volt) als Höchstspannung bezeichnet, wobei dafür kein einheitlicher Grenzwert festgelegt ist.[3] Innerhalb von Normen und Festlegungen zur Anlagensicherheit wird der Begriff der Höchstspannung nicht selbständig betrachtet. Dort ist diese Spannungsebene ist im Bereich der Hochspannung enthalten, die alle Spannungen über 1 kV umfasst. Möglichst hohe Spannungen werden gewählt, um die Übertragungsverluste bei langen Transportwegen zu minimieren.

Anwendungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Energieübertragung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Verwendung findet Höchstspannung in Form von Wechselspannung in der überregionalen Leitungsebene von ausgedehnten Stromnetzen, der sogenannten Transportnetzebene, und dient in Verbundnetzen zum Austausch und Handel von elektrischer Energie. Gebräuchliche Spannungen, es werden dabei die Effektivwerte der verketteten Spannung angegeben, sind in Europa 220 kV und 380 kV (400 kV) und in Teilen Russlands 750 kV. Die kanadische Hydro-Québec betreibt ein ausgedehntes Höchstspannungsnetz mit 735 kV.

Als Gleichspannung wird Höchstspannung bis zu ±800 kV (1,6 MV), wie bei der chinesischen HGÜ Yunnan-Guangdong, eingesetzt. Jene Übertragungstechniken werden als Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung bezeichnet, abgekürzt HGÜ oder UHVDC für englisch ultra high voltage direct current.

Physikalische Experimente[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Höchstspannung kommt bei einigen physikalischen Experimenten vor, wie beispielsweise bei Linearbeschleunigern wie dem Van-de-Graaff-Beschleuniger.

Erzeugung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Höchstspannungen im Bereich der elektrischen Energietechnik werden mittels Leistungstransformatoren in Kraftwerken aus den niedrigeren Spannungen der elektrischen Generatoren gewonnen. Elektrische Generatoren können konstruktionsbedingt keine Höchstspannungen erzeugen, weshalb man die niedrige Generatorspannung, einige kV bis zu einigen 10 kV, durch nahegelegene Maschinentransformatoren in Höchstspannung transformiert.

Daneben werden sie im Bereich der Hochspannungsprüfungen eingesetzt und durch Prüftransformatoren und für hohe pulsartige Vorgänge wie bei künstlichen Blitzentladungen durch Marx-Generatoren gewonnen. Im Bereich physikalische Experimente wird Höchstspannung beispielsweise mittels Hochspannungskaskaden oder Van-de-Graaff-Generatoren erzeugt.

Elektrische Spannungen mit Spitzenwerten über einigen Megavolt (MV) führen an Luft zu Teilentladungen wie den Koronaentladungen und sind aufgrund der aufwändigen und räumlich ausgedehnten Isolation technisch ab ca. 10 MV (= 10 Millionen Volt) nicht mehr handhabbar.

Sicherheit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wie bei allen Formen der Hochspannung sind bereits bei der kontaktlosen Annäherung an beteiligte blanke Leiter, also ohne direkte Berührung, Spannungsüberschläge möglich. Daher müssen auch hier die festgelegten Sicherheitsabstände eingehalten werden.[4][5] Bei nicht ausreichend isolierten oder an der Isolation beschädigten Stromkabeln können Spannungsdurchschläge auftreten.[6]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Wolfgang Schuft: Taschenbuch der Energietechnik. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 2007
  2. TransmissionCode 2007. Netz- und Systemregeln der deutschen Übertragungsnetzbetreiber pdf, 916 kB
  3. Andreas Küchler: Hochspannungstechnik. 2. Auflage. Springer, 2005, ISBN 3-540-21411-9 (Seite 23).
  4. Hans Kemper: Gefahren d. Einsatzst. - Elektrizität (Fachwissen Feuerwehr). ecomed-Storck GmbH, 2015, ISBN 978-3-609-69792-5 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 9. Dezember 2016]).
  5. Kögler/Cimolino: Standard-Einsatz-Regeln: Elektrischer Strom im Einsatz. ecomed-Storck GmbH, 2014, ISBN 978-3-609-69719-2 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 9. Dezember 2016]).
  6. Heinrich Frohne, Karl-Heinz Löcherer, Hans Müller: Moeller Grundlagen der Elektrotechnik. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-322-93889-3 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 9. Dezember 2016]).