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Schutzgas verhindert Stromüberschlag

Vakuum hilft bei Platzsparen und Klimaschutz

Bei hoher elektrischer Spannung kann es auch ohne direkten Kontakt zu einem Stromüberschlag durch die Luft kommen. Gasisolierte Schaltanlagen vermeiden diesen unerwünschten Effekt. Mittels Vakuumpumpen, die häufig von BUSCH stammen, werden sie vor dem Einfüllen des Isoliergases entleert.

Luft leitet elektrischen Strom nur sehr schlecht, aber sie leitet ihn eben doch. Bei 230 Volt reicht das nur für einen harmlosen kleinen Funken zum Beispiel am Lichtschalter. Bei Mittel- und Hochspannungsleitungen mit mehreren tausend Volt ist der Stromüberschlag jedoch eine ernste Gefahr. Man ist also gut beraten, den Stromleitungen der Eisenbahn oder von Hochspannungstrassen nicht zu nahe zu kommen.

Abstandsgebot bei Hochspannung

Das Abstandsgebot gilt auch für Gegenstände, denn ein Stromüberschlag kann viele Materialien zerstören. In der Hochspannungselektrik lässt sich räumliche Nähe jedoch nicht überall vermeiden. Die Schalterelemente befinden sich auch nach einem Trennvorgang nahe den stromführenden Hochspannungskabeln.

Bei Freiluft-Schaltanlagen baut man großzügige Abstände mit ein, die Anlagen brauchen also viel Platz. Für Innenräume gibt es gasisolierte Schaltanlagen mit nur einem Zehntel des Platzbedarfs. Sie sind als hermetisch geschlossene Kammern konzipiert. Die Luft darin wird meist durch Schwefelhexafluorid (SF6) ersetzt.

Vakuumpumpen halten Klimagas in Schach

Bis zu einer Spannung von 1000 KV wirkt dieses Gas als zuverlässiger Isolator, denn es hat eine vielfach höhere Durchschlagsfestigkeit als Luft. Unerwünschte elektrische und magnetische Wechselfelder können darin gar nicht erst entstehen, außerdem werden sogenannte Schaltlichtbögen unterbrochen. Beim Bau gasisolierter Schaltanlagen wird die Luft mit einer Vakuumpumpe aus der Kammer abgesaugt, bevor sie mit dem Isoliergas befüllt wird.

SF6 ist allerdings auch eines der klimaschädlichsten Treibhausgase. Es muss also sichergestellt sein, dass es nicht in die Atmosphäre austritt. Vor Wartungsarbeiten an den Anlagen wird es daher kontrolliert abgepumpt. BUSCH bietet Vakuumpumpen an, die für beide Evakuierungsmaßnahmen, sowohl vor der Befüllung als auch vor der Wartung, optimal geeignet sind.
Der Unterschied zwischen Blitz und Stromüberschlag

Ein Blitz ist eine elektrische Entladung von Gewitterwolke zu Gewitterwolke oder von der Wolke zur Erde. Dieser spontane Spannungsausgleich vollzieht sich im Bruchteil einer Sekunde. Er kann als Funkenentladung oder als kurzzeitig aufflammender Lichtbogen stattfinden. Dabei sind Spannungen von oft mehreren Millionen Volt im Spiel, der Stromfluss kann einige tausend Ampere stark sein.

Beim Stromüberschlag – etwa von einer Hochspannungsleitung zu einem in ihre Nähe geratenen Gegenstand – entsteht ein mehr oder weniger dauerhafter Lichtbogen aus einem ionisierten Gasplasma. Seine Temperatur liegt etwa zwischen 5.000 und 50.000 Grad Celsius. Neben dem länger andauernden Stromfluss durch den Lichtbogen ist es diese Hitze, die eine zerstörerische Wirkung entfalten kann. Beim Lichtbogenschweißen und in den Lichtbogenöfen der Stahlindustrie wird sie gezielt genutzt. Ein Lichtbogen zwischen Kupferleitungen kann bereits ab einer Spannung von 12 Volt entstehen und mit 30 Volt aufrechterhalten werden.