Hochspannung

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Warnzeichen nach ISO 3864:
Warnung vor gefährlicher Spannung

Eine elektrische Spannung über 1.000 Volt (1 kV) wird im Allgemeinen als Hochspannung bezeichnet. Je nach Anwendungsbereich kann der Begriff Hochspannung auch andere Spannungsgrenzen aufweisen. In den VDE-Vorschriften werden einheitlich Spannungen bis 1 kV als Niederspannung und über 1 kV als Hochspannung bezeichnet.

In der elektrischen Energietechnik sind weitere, in den Grenzen nicht genormte begriffliche Unterteilungen der Hochspannung in die Unterbegriffe Mittelspannung, Hochspannung und Höchstspannung üblich.[1]

Im Anwendungsbereich Raumfahrt (auch unbemannte Satelliten) wird die Grenze der Hochspannung bei 150 V festgelegt.[2] Der Grund ist, dass ein elektrischer Durchbruch bei niedrigem Gasdruck - wie in erdnahen Umlaufbahnen - schon bei niedrigeren elektrischen Feldstärken als bei Normaldruck ausgelöst werden kann. Dies ist eine Folge aus dem Paschen-Gesetz.

Allgemeines[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In der Energieübertragung wird elektrische Energie auf Hochspannungsleitungen mit folgenden üblichen Nennspannungen übertragen:

  • Mittelspannung von 3 kV, 6 kV, 10 kV, 15 kV, 20 kV, 30 kV
    Anwendungsbereiche liegen in Mittelspannungsnetzen zur Versorgung von einzelnen Stadtteilen oder mehreren Ortschaften und bei Großabnehmern wie Industriebetrieben.
  • Hochspannung von 60 kV, 110 kV
    Anwendungsbereiche sind die Versorgung kleinerer Städte und die Überlandversorgung. Auch der Anschluss kleinerer Kraftwerke erfolgt in dieser Spannungsebene.
  • Höchstspannung von 220 kV, 380 kV, 500 kV, 700 kV, 1150 kV
    Diese dienen der Großraumversorgung, Verbundnetzen zum überregionalen Energieaustausch, Anschluss von Großkraftwerken

Von der Nennspannung zu unterscheiden ist die sogenannte Bemessungsspannung. Sie gibt jene maximale Spannung an, für die die Isolierung von Schaltgeräten ausgelegt sein muss. Die Bemessungsspannung liegt immer über der Nennspannung.

Erzeugung und Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hochspannungsleitungen

Eine natürliche Quelle sehr hoher Spannungen sind Gewitter. Die Entladung findet in Form von Blitzen oder Elmsfeuern statt.

Zur künstlichen Erzeugung von Hochspannung werden Bandgeneratoren, Elektrisiermaschinen, Influenzmaschinen, Teslatransformatoren, Funkeninduktoren und Marx-Generatoren eingesetzt. In Kraftwerken wird die in Generatoren erzeugte Wechselspannung mittels Transformatoren zu Hochspannung gewandelt (siehe Umspannwerk).

Zur Erzeugung hoher Gleichspannungen werden Hochspannungskaskaden eingesetzt.

Neben der Verwendung zum Energietransport wird Hochspannung unter anderem in folgenden Bereichen eingesetzt:

Sicherheit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Gegensatz zur Niederspannung, bei der für den Stromfluss ein direkter Kontakt mit den beteiligten Leitern notwendig ist, kann es bei Hochspannung bereits bei der kontaktlosen Annäherung an nicht isolierte spannungsführende Stromleitungen zum Spannungsüberschlag bzw. bei nicht ausreichend isolierten oder beschädigten Stromkabeln zum Spannungsdurchschlag kommen, wodurch Lichtbögen entstehen, die beteiligte Personen oder andere Lebewesen (bei ausreichender Stromstärke) lebensgefährlich oder gar tödlich verletzen oder Brände von Gegenständen verursachen können.[3]

Aus diesem Grund sind die festgelegten Sicherheitsabstände einzuhalten, die die erforderlichen Mindestabstände regeln, welche mit der Höhe der Spannung steigen. [4][5]

Quellen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Hilgarth Flosdorff: Elektrische Energieverteilung. Teubner, 2003, ISBN 3-519-06174-0, Kap. 1, S. 2.
  2. Space engineering - Spacecraft charging. European Cooperation for Space Standardization (ECSS, ESA), 31. Juli 2008; abgerufen am 16. Januar 2016 (= Chapter 8.: High voltage system requirements).
  3. Siemens: Brandschutz-Wegweiser: Technischer Brandschutz und Brandschutzsysteme. John Wiley & Sons, 2016, ISBN 978-3-89578-948-9 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 6. Dezember 2016]).
  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 26. Mai 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 26. Mai 2016]).

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Wiktionary: Hochspannung – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen