Höchstspannung
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 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
Energieübertragung
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. In Kasachstan gibt es mit 1,15 MV die Überlandleitung mit der weltweit höchsten Spannung (Drehstromleitung Ekibastus–Kökschetau).
Als Gleichspannung wird Höchstspannung bis zu ±1100 kV (2,2 MV), wie bei der chinesischen HGÜ Changji / Guquan[4], eingesetzt. Jene Übertragungstechniken werden als Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung bezeichnet, abgekürzt HGÜ oder UHVDC für englisch ultra high voltage direct current.
Physikalische Experimente
Höchstspannung kommt bei einigen physikalischen Experimenten vor, wie beispielsweise bei Linearbeschleunigern wie dem Van-de-Graaff-Beschleuniger.
Erzeugung
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.
Weblinks
- Lage und Verlauf von Höchstspannungsleitungen auf der Open Infrastructure Map (unvollständig)
- vde.com: Karten "Deutsches Höchstspannungsnetz" (2018, 2016)
- Deutsches Höchstspannungsnetz (Karte, Stand Anfang 2020)
Sicherheit
Bei Hochspannung und Höchstspannung kann ein Mensch von einem Spannungsüberschlag getroffen werden, wenn er sich einem unter Spannung stehenden Kabel nähert. Sicherheitsabstände müssen eingehalten werden.[5][6] Bei nicht ausreichend isolierten oder an der Isolation beschädigten Stromkabeln können Spannungsdurchschläge auftreten.[7]
Einzelnachweise
- Wolfgang Schuft: Taschenbuch der Energietechnik. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, 2007
- TransmissionCode 2007. Netz- und Systemregeln der deutschen Übertragungsnetzbetreiber (Memento des Originals vom 27. Januar 2013 im Internet Archive) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. pdf, 916 kB
- Andreas Küchler: Hochspannungstechnik. 2. Auflage. Springer, 2005, ISBN 3-540-21411-9 (Seite 23).
- World´s first 1100 kV UHVDC transformer. Abgerufen am 24. Februar 2019 (englisch).
- 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]).
- 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]).
- 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]).
