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Hochspannung Dieser Artikel befasst sich mit dem Bereich einer elektrischen Spannung Für das gleichnamige Kartenspiel si

Hochspannung

In der elektrischen Energietechnik wird eine elektrische Spannung als Hochspannung (englisch High Voltage, HV) bezeichnet, deren Werte vereinbarungsgemäß 1000 Volt (1 kV) Wechselspannung oder 1500 V (1,5 kV) Gleichspannung überschreiten. Elektrische Spannungen, die die genannten Grenzwerte nicht überschreiten, werden als Niederspannung bezeichnet. Des Weiteren sind unterschiedlich definierte begriffliche Unterteilungen der Hochspannung in die Unterbegriffe Mittelspannung, Hochspannung und Höchstspannung üblich.

Über 6 m lange Funkenentladungen im Labor von Nikola Tesla (Dezember 1899)

Im Anwendungsbereich Raumfahrt (auch unbemannte Satelliten) wird die Grenze der Hochspannung bei 150 V festgelegt. 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.

In der Fahrzeugtechnik im deutschen Sprachraum gelten Systeme, die mit Wechselspannungen über 30 V bis 1 kV oder mit Gleichspannungen über 60 V bis 1,5 kV betrieben werden, als Hochvoltsysteme. Diese Unterscheidung dient einer einfacheren Qualifizierbarkeit von Personal für diesen fahrzeugrelevanten Spannungsbereich, ohne den Begriff der Hochspannung aus der Elektrotechnik oder Netzverteilebene zu gebrauchen, die jeweils aufwendigere Qualifikationsmaßnahmen mit sich bringen würden. Beim Begriff "Hochvoltanwendungen" oder "Hochvoltsysteme" ergeben sich jedoch Schwierigkeiten der passenden Übersetzung in andere Sprachen wie z. B. in die englische Sprache.

Allgemeines Bearbeiten

Die vier Spannungsebenen im deutschen Stromnetz

Zur Energieübertragung (Stromnetz) wird Wechselstrom auf Hochspannungsleitungen in verschiedenen Netzebenen zum Beispiel mit folgenden Nennspannungen bei einer Frequenz von 50 Hz (Europa) übertragen:

  • Mittelspannung, beispielsweise 3 kV, 6 kV, 10 kV, 15 kV, 20 kV, 30 kV, 35 kV:
  • Hochspannung (>36 kV nach DIN EN 50160), zum Beispiel 110 kV
    • Versorgung kleinerer Städte und Überlandleitungen
    • Anschluss kleiner Kraftwerke und größerer Industriebetriebe.
  • Höchstspannung (>150 kV nach DIN EN 50160), beispielsweise 220 kV, 380 kV, 500 kV, 700 kV, 1150 kV:
    • Großraumversorgung, Verbundnetze zum überregionalen Energieaustausch
    • Anschluss von Großkraftwerken

Auch die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung arbeitet auf Höchstspannungsebene, jedoch mit Gleichspannung. Sie dient der Übertragung hoher Leistungen über große Entfernungen oder zwischen nicht synchronen Stromnetzen.

Die Verwendung von Hochspannung erfordert besondere Maßnahmen zur Begrenzung der elektrischen Feldstärke, zur Isolation (Isolierstoffe, Isolatoren) und zur Sicherheit, da die Schlagweite (Entstehung eines Funkens, oft mit darauffolgendem Lichtbogen) in Luft unter Normaldruck nicht mehr vernachlässigbar ist beziehungsweise über etwa 1 mm bis mehrere Meter beträgt. Charakteristisch ist das Auftreten von Teilentladungen (innere Teilentladungen, Koronaentladungen und Gleitentladungen).

Erzeugung und Verwendung Bearbeiten

Hochspannungsleitungen

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

In Kraftwerken wird die in Generatoren erzeugte Wechselspannung (wenige Kilovolt) mittels Transformatoren zu Hochspannung (zum Beispiel 220 kV) gewandelt (siehe Umspannwerk).

Zur Erzeugung hoher Gleichspannungen werden Bandgeneratoren, Elektrisiermaschinen, Influenzmaschinen und Hochspannungskaskaden eingesetzt. Teslatransformatoren erzeugen Hochspannung hoher Frequenz.

Funkeninduktoren und Marx-Generatoren erzeugen Hochspannungsimpulse.

Hochspannung wird neben der Elektroenergieübertragung beispielsweise auch für Folgendes verwendet:

Sicherheit Bearbeiten

Übliche Kennzeichnung von entsprechenden Einrichtungen

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 Annäherung an nicht ausreichend isolierte spannungsführende Teile zum Spannungsüberschlag beziehungsweise in defekten oder überlasteten Betriebsmitteln zum Spannungsdurchschlag kommen, wodurch Lichtbögen entstehen, die Menschen und Tiere lebensgefährlich verletzen oder Brände verursachen können.

Zur Personensicherheit müssen Mindest-Sicherheitsabstände eingehalten werden, welche mit der Höhe der Spannung steigen.

Quellen Bearbeiten

  1. IEC 60050: 601-01-27 "Hochspannung". In: Internationales Elektrotechnisches Wörterbuch. DKE, abgerufen am 12. Januar 2020.
  2. Hilgarth Flosdorff: Elektrische Energieverteilung. Teubner, 2003, ISBN 3-519-06174-0, Kap. 1, S. 2.
  3. 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).
  4. Qualifizierung für Arbeiten an Fahrzeugen mit Hochvoltsystemen. In: DGUV Information 200-005. Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung, April 2012, abgerufen am 27. November 2019.
  5. Stromversorgung/Hochspannungsnetze, VDE-Verlag, Leseprobe, abgerufen am 6. Sep. 2022
  6. 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]).
  7. 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]).
  8. 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

Wiktionary: Hochspannung – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
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Veröffentlichungsdatum:
Dieser Artikel befasst sich mit dem Bereich einer elektrischen Spannung Fur das gleichnamige Kartenspiel siehe Hochspannung Spiel zum Roman von Arthur Hailey siehe Hochspannung Roman In der elektrischen Energietechnik wird eine elektrische Spannung als Hochspannung englisch High Voltage HV bezeichnet deren Werte vereinbarungsgemass 1000 Volt 1 kV Wechselspannung oder 1500 V 1 5 kV Gleichspannung uberschreiten 1 Elektrische Spannungen die die genannten Grenzwerte nicht uberschreiten werden als Niederspannung bezeichnet Des Weiteren sind unterschiedlich definierte begriffliche Unterteilungen der Hochspannung in die Unterbegriffe Mittelspannung Hochspannung und Hochstspannung ublich 2 Uber 6 m lange Funkenentladungen im Labor von Nikola Tesla Dezember 1899 Im Anwendungsbereich Raumfahrt auch unbemannte Satelliten wird die Grenze der Hochspannung bei 150 V festgelegt 3 Der Grund ist dass ein elektrischer Durchbruch bei niedrigem Gasdruck wie in erdnahen Umlaufbahnen schon bei niedrigeren elektrischen Feldstarken als bei Normaldruck ausgelost werden kann Dies ist eine Folge aus dem Paschen Gesetz In der Fahrzeugtechnik im deutschen Sprachraum gelten Systeme die mit Wechselspannungen uber 30 V bis 1 kV oder mit Gleichspannungen uber 60 V bis 1 5 kV betrieben werden als Hochvoltsysteme 4 Diese Unterscheidung dient einer einfacheren Qualifizierbarkeit von Personal fur diesen fahrzeugrelevanten Spannungsbereich ohne den Begriff der Hochspannung aus der Elektrotechnik oder Netzverteilebene zu gebrauchen die jeweils aufwendigere Qualifikationsmassnahmen mit sich bringen wurden Beim Begriff Hochvoltanwendungen oder Hochvoltsysteme ergeben sich jedoch Schwierigkeiten der passenden Ubersetzung in andere Sprachen wie z B in die englische Sprache Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines 2 Erzeugung und Verwendung 3 Sicherheit 4 Quellen 5 WeblinksAllgemeines Bearbeiten source source source source source source source source source source source source source source track Die vier Spannungsebenen im deutschen StromnetzZur Energieubertragung Stromnetz wird Wechselstrom auf Hochspannungsleitungen in verschiedenen Netzebenen zum Beispiel mit folgenden Nennspannungen bei einer Frequenz von 50 Hz Europa ubertragen Mittelspannung beispielsweise 3 kV 6 kV 10 kV 15 kV 20 kV 30 kV 35 kV Mittelspannungsnetzen zur Versorgung von einzelnen Stadtteilen oder mehreren Ortschaften kleinere bis mittlere Industriebetriebe Flughafen Krankenhauser usw Kleinkraftwerke wie Kleinwasserkraftwerke oder Windkraftanlagen Hochspannung gt 36 kV nach DIN EN 50160 5 zum Beispiel 110 kV Versorgung kleinerer Stadte und Uberlandleitungen Anschluss kleiner Kraftwerke und grosserer Industriebetriebe Hochstspannung gt 150 kV nach DIN EN 50160 beispielsweise 220 kV 380 kV 500 kV 700 kV 1150 kV Grossraumversorgung Verbundnetze zum uberregionalen Energieaustausch Anschluss von GrosskraftwerkenAuch die Hochspannungs Gleichstrom Ubertragung arbeitet auf Hochstspannungsebene jedoch mit Gleichspannung Sie dient der Ubertragung hoher Leistungen uber grosse Entfernungen oder zwischen nicht synchronen Stromnetzen Die Verwendung von Hochspannung erfordert besondere Massnahmen zur Begrenzung der elektrischen Feldstarke zur Isolation Isolierstoffe Isolatoren und zur Sicherheit da die Schlagweite Entstehung eines Funkens oft mit darauffolgendem Lichtbogen in Luft unter Normaldruck nicht mehr vernachlassigbar ist beziehungsweise uber etwa 1 mm bis mehrere Meter betragt Charakteristisch ist das Auftreten von Teilentladungen innere Teilentladungen Koronaentladungen und Gleitentladungen Erzeugung und Verwendung Bearbeiten nbsp HochspannungsleitungenEine naturliche Quelle sehr hoher Spannungen sind Gewitter Die Entladung findet in Form von Blitzen oder Elmsfeuern statt In Kraftwerken wird die in Generatoren erzeugte Wechselspannung wenige Kilovolt mittels Transformatoren zu Hochspannung zum Beispiel 220 kV gewandelt siehe Umspannwerk Zur Erzeugung hoher Gleichspannungen werden Bandgeneratoren Elektrisiermaschinen Influenzmaschinen und Hochspannungskaskaden eingesetzt Teslatransformatoren erzeugen Hochspannung hoher Frequenz Funkeninduktoren und Marx Generatoren erzeugen Hochspannungsimpulse Hochspannung wird neben der Elektroenergieubertragung beispielsweise auch fur Folgendes verwendet Erzeugung von Zundfunken Zundspule und Zundkerze im Ottomotor Zundfunke in Ol oder Gasheizungen und in piezoelektrischen Feuerzeugen Zunden von Blitzlampen und anderen Gasentladungslampen Prufung der elektromagnetischen Vertraglichkeit und Storfestigkeit von Bauteilen und Geraten Gasentladungen in Gaslasern z B Helium Neon Laser Kohlendioxidlaser Stickstofflaser Anodenspannung fur Elektronenrohren Senderohren Klystrone Wanderfeldrohren Kathodenstrahlrohren Rontgenrohren Magnetrone zum Beispiel in der Mikrowelle ca 5 kV oder in Radargeraten ca 10 bis uber 20 kV Beschleunigung von Elektronen und Ionen Teilchenbeschleuniger Elektronenstrahl Elektronenmikroskop Elektrozaun Elektrische 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nbsp Wiktionary Hochspannung Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Literatur uber Hochspannung im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek Lage und Verlauf von Hochspannungsleitungen auf der Open Infrastructure Map unvollstandig Normdaten Sachbegriff GND 4130198 5 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Hochspannung amp oldid 236231550