Drehstrom-Demonstationsmodell

Die Elektrizitätsversorgung entwickelte sich in Europa und den USA mit zwei großen Erfindungen:

  • dem dynamoelektrischen Prinzip, also der Nutzung des Restmagnetismus (Remanenz) in einem Gleichstrom-Generator, durch Werner von Siemens in Berlin im Jahr 1866/67 und fast zeitgleich durch Ch. Wheatstone in England,
  • der Konstruktion einer brauchbaren Glühlampe durch Thomas Alva Edison, "begnadeter Vermarkter" mit dem bis heute üblichen Edison-Gewinde in 1879 in den USA.

Den Durchbruch zum "Erfolgsmodell Drehstrom" brachte - nach Vorarbeiten von Nikola Tesla in Zusammenarbeit mit George Westinghouse über ein- und zweiphasigen Wechselstrom in den USA - die Erfindung des Chefelektrikers der 1883 gegründeten DEG und späteren AEG, des in Darmstadt Elektrotechnik studierten Michael Ossipowitsch von Dolivo-Dobrowolsky. Er entwickelte bis zum März 1889 den dreiphasigen "Drehstrom-Asynchonmotor mit Kurzschlussläufer", wie wir ihn demnächst bei den Elektromotoren im Sammlungsgebiet Elektrische Energietechnik vorstellen.

Zur Internationalen Elektrotechnischen Ausstellung 1891 in Frankfurt wurde in Lauffen am Neckar aus Wasserkraft ein dreiphasiger Wechselstrom-Generator angetrieben. Dessen elektrische Leistung von 150 kW wurde mit ca. 15.000 Volt Spannung über eine Freileitung 175 km nach Frankfurt übertragen und dort wieder herunter transformiert. Der angeschlossene ebenfalls dreiphasige Wechselstrommotor trieb eine Pumpe an, welche am Eingang der Ausstellung einen Wasserfall im Umlauf speiste und diesen außerdem festlich beleuchtete: Der Siegeszug der jetzt Drehstrom genannten elektrischen Energieversorgung aus drei jeweils um 120 Grad versetzten, miteinander verketteten Wechselströme begann. Siemens erkannte, dass dies die erfolgversprechendere und zukunftsträchtigere Technik werde, Edison jedoch glaubte bis zu sei-nem Tod nur an Gleichstrom. Die aktuelle Situation beim Transport der sowohl offshore in Nord- und Ostsee wie auch onshore in Küstennähe erzeugten Windenergie in den Süden Deutschlands könnte nach rund 120 Jahren zumindest eine Umkehr beim Transport über 800 Kilometer und mehr mit sich bringen.

Und um unseren Besuchern im TMK dies zu erläutern, erstmals am gestrigen letzten Tag der "Kasseler Woche der Museen - KW 36", hat der VDE Bezirksverein Kassel für unser Sammlungsgebiet Elektrische Energietechnik ein Modell gebaut, bei dem eine ungefährliche Spannung von 12,0/20,8 Volt aus den in unsere Wohnungen und Häuser von den Energieversorgern eingespeisten 230/400 Volt erzeugt wird, um dann die Verhältnisse in den landesweiten Übertragungsnetzen mit bis zu 400.000 Volt (400 kV) über die Verteilnetze im Bereich 110 kV - 10 kV bis hin zur Niederspannungsversorgung im normalen Betrieb wie auch im seltenen Störungsfall im persönlichen Gespräch bei Führungen und Vorträgen darzustellen.

Darüber hinaus wird in dem Modell auch noch durch unterschiedliche Schaltungen eine ein-, zwei- und sechspulsige Gleichspannung aus den sinusförmigen Wechselströmen erzeugt, welche dann durch Kondensatoren bei geringer Belastung geglättet und auf einem Kathodenstrahl-Oszillographen dargestellt wird. Eine demnächst folgende Erweiterung wird die Spannungs- und Stromverhältnisse bei induktiver und kapazitiver Belastung einer Stromquelle und deren Bedeutung bei der Energieversorgung insgesamt und bei Schalthandlungen in unseren Netzen erläutern.    

Text und Bild: Helmut Lotz und Wolfgang Dünkel, beide VDE Kassel und TMK

(last update 07.09.2020)

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