Eine Doppelkochplatte nimmt an

1

EA 2.5 1

Doppelkochplatte

Eine Doppelkochplatte nimmt an 230 V einen Strom von 13 , 9 A auf.

Die Leitung ( 3 x 1 , 5 mm

,Cu) zur Verteilung ist 8 m lang.

a) Berechnen Sie den Leitungswiderstand ( ρ = 0 , 0175 Ω mm

/ m ).

b) Berechnen Sie den Spannungsabfall in Volt und Prozent.

Ω m 3 , 93

V 595 , 2

%

128

,

1

2

RE 1.1031

Spannungsverbrauch Schutzleiter

Berechnen Sie den Spannungsverbrauch in einem kupfernen, 21 m langen Schutzleiter von ^6mm

Querschnitt, in dem ein Erdschluss- strom von ^{58 A} fliesst!

V

553

,

3

3

AE 2.5 2

Elektrowasserspeicher

Ein Elektrowasserspeicher ( P = 4000 W ), Stromaufnahme 17 , 4 A , soll mit der Leitung 3 x 2 , 5 mm

/Cu an die Verteilung angeschlossen wer- den. Die Nennspannung beträgt ^U

= 230 ^V .

Wie gross darf die Entfernung zwischen Aufstellungsort und Vertei- lung maximal sein, wenn der Spannungsabfall nicht grösser als ^{3 %} sein soll?

m

65

,

56

4

RE 1.1032

Sammelschiene

Eine 7 , 6 m lange Al-Sammelschiene von 6 x50 mm wird von 450 A durchflossen.

Wie gross sind:

a) der Spannungsverbrauch der Sammelschiene, b) ihr Stromwärmeverlust( ρ

= 0 , 029 Ω mm

/ m )?

mV 6 , 330

W

8

,

148

5

RE 1.1033

Hausinstallationsdraht m

100 Hausinstallationsdraht besitzten bei den angegebenen Quer- schnitten folgende Widerstände:

Querschnitt

A [ mm

]

Widerstand

R [Ω ]

Nennstrom der Absicherung

I [ A ]

(NIN Tabelle 5.2.3.1.1.15.2.2)

Spannungsverbrauch

u

∆ [V ]

Spannungsverbrauch

%

u

∆ [%]

Berechnen Sie für je 100 m Draht den Spannungsverbrauch in Volt

und Prozent unter der Voraussetzung, dass die nach NIN stärksten

Überstromunterbrecher bei der Verlegeart A1 und den Normalbedin-

gungen vorgeschaltet wird und in dieser der Nennstrom fliesst

( U

= 230 V )!

6

AE 2.5 3

Notbeleuchtung

Für eine Notbeleuchtung sollen 2 Lampen 42 V / 2 , 4 A über eine 25 m lange Leitung an ein ^{42 V} -Netz angeschlossen werden.

Welcher Nennquerschnitt muss verlegt werden, wenn der Span-

nungsabfall nicht mehr als ^{3 %} betragen soll ( U

= 42 V )?

7

RE 1.1034

Spannungsverbrauch

Berechnen Sie für den skizzierten Fall

2x0,12Ω 220V

U 9,6A

a) den Spannungsverbrauch der Leitung, b) die Netzspannung U !

V 304 , 2

V

3

,

222

8

RE 1.1035

Verbraucherspannung

Bestimmen Sie die Verbraucherspannung U !

235V

0,12Ω

U

0,12Ω

10,6Ω

V

8

,

229

9

AE 2.5 4

Startvorgang Kraftfahrzeug

Der Starter (Anlasser) in einem Kraftfahrzeug nimmt beim Starten einen Strom 200 A auf. Der zulässige Spannungsabfall in der Plus- Leitung beträgt 0 , 5 V , Starterleitung 1 , 5 m .

Berechnen Sie den erforderlichen Nennquerschnitt für die Starterlei-

tung, und prüfen Sie, ob die zulässige Stromdichte von 20 A / mm

für

für Kurzzeitbetrieb eingehalten wird.

10

RE 1.1041

15.5 1

SBB-Leitung

Auf der Speiseleitung ( ² x ⁹⁵ mm

,Cu-Seil) eines Streckenabschnittes der SBB von 1 , 75 km Länge kann die Belastung maximal 340 A betra- gen. Der Leistungsfaktor ist 0 , 75 .

Berechnen Sie:

a) den Spannungsabfall und

b) den Spannungsverbrauch eines Leiters!

V 4 , 164

V 6 , 109

Mit welcher Netzfrequenz

arbeitet die SBB?

11

RE 1.1036

Messleitung

Wie gross ist der Widerstand des zwischen den Voltmetern liegenden Leitungsteils?

U =236V

16,2A

V V ^{U =229V}

Ω

4321

,

0

12

RE 1.1037

Lastschwankungen

Geben Sie die Verbraucherspannungen U

an, wenn die Öfen wie folgt eingeschaltet sind:

U =232V

I LNPE 2,5mm

110m

Cu

U

R =60

Ω R =80

Ω R =100

Ω

a) R

,

b) R

und R

sowie c) R

, R

und R

!

d) Wie gross ist bei den drei Belastungsfällen der Span- nungsabfall in Prozent ( U

= 230 V = ˆ 100 % )?

V 2 , 226

V 222

V 8 , 218

% 52 , 2

% 35 , 4

%

75

,

5

13

RE 1.1038

Spannungsabfall auf langer Telefonleitung Berechnen Sie die Spannungen U

, U

, U

und U

!

U =43,2V

I=0,2A 2L

∅ 0,6mm 100m

Cu U

U

2L

∅ 0,6mm 100m

Cu

U

2L

∅ 0,6mm 100m

Cu

U

2L

∅ 0,6mm 100m

Cu U

I=0,2A

V 1 , 53

V 63 , 50

V 15 , 48

V

68

,

45

14

RE 1.1039

Spannungsabfall auf Leitung

Durch die skizzierte Leitung fliesst bei cos ϕ = 0 , 8 ein Strom von 60 A .

cos =0,8 ϕ

I=60A 100m

16 mm

Cu L

N

U =230V

U

V

U

U

Z

100m 16 mm

Cu

RL

RL

Es sind zu bestimmen:

a) der Spannungsverbrauch eines Drahtes U

, b) der Spannungsverbrauch der Leitung U

, c) der Spannungsabfall der Leitung ∆ U und

d) die Spannung am Leitungsende, wenn am Anfang der Leitung V

230 gemessen werden!

V 563 , 6

V 13 , 13

V 5 , 10

V

5

,

219

15

RE 1.1040

Hochspannungsanlage

In einer 50 kV -Hochspannungsanlage werden Kupferrohre von mm

26 /

30 Ø als Sammelschiene verwendet.

3 0

2 6

Wie gross ist der Spannungsverbrauch eines Rohres von 25 m Län- ge, wenn mit einer strommässigen Belastung von 500 A bei einem Leistungsfaktor von 0 , 85 gerechnet wird?

V

057

,

1

16

RE 1.1042

Materialbestimmung

Aus welchem Material besteht eine zweidrähtige, 69 , 5 m lange Leitung von 2 x 70 mm

, wenn der Spannungsabfall bei 150 A Stromstärke und

75 , 0

cos ϕ = 6 , 75 V ist?

m mm / 0302 ,

0 Ω

17

RE 1.1043

Schleifmaschine Bodenleger

Ein Bodenleger muss mit einer Schleifmaschine einen Wohnzimmer- boden Schleifen. Der 230 V -Einphasenmotor nimmt 13 A auf und ar- beitet mit einem mittleren Leistungsfaktor von 0 , 85 . Das mitgebrachte Verlängerungskabel 3 x 1 mm

Cu von 45 m Länge wird nach einiger Zeit warm.

Berechnen Sie:

a) den Spannungsabfall in Volt und Prozent ( U

= 230 V ),

b) die Betriebsspannung der Maschine, wenn an der Netzsteckdose eine Spannung von ^{236 V} gemessen wird¨!

V 4 , 17

% 57 , 7

V

6

,

218

18

RE 1.1044

Übertragungsleistung einer Einphasenleitung

Welche Wirkleistung kann über eine zweipolige, 100 m langen Leitung ( ^6mm

, Cu) bei 230 V Spannung und cos ϕ = 0 , 9 übertragen werden, wenn für den Spannungsabfall ^{2 %} , ^{3 %} , ^{4 %} und ^{5 %} zugrundegelegt werden?

cos =0,9 ϕ

I 100m

6 mm

Cu L

N

U =230V

U

V

U

U

Z

100m 6 mm

Cu

R_L

R_L

P

P

Ω

= 0 , 291 6 R

L VL

R I = U

ϕ cos 2 ⋅

= ∆ u U

ϕ

1

cos

1

= U ⋅ I ⋅ P

kW 814 , 1

kW 720 , 2

kW 627 , 3

534 kW , 4

ϕ

2

cos

2

= U ⋅ I ⋅ P

kW 777 , 1

kW 639 , 2

kW 482 , 3

kW

308

,

4

19

RE 1.1045

Einphasenleitung

Eine Leitung ³ x ^{1 , 5} mm

Cu (LNPE) misst in der Länge 65 m . Der Leis- tungsfaktor der induktiven Belastung ist 0 , 8 .

Mit welchem Strom kann bei ^{230 V} Spannung die Leitung belastet werden, wenn der Spannungsabfall ^{4 %} nicht überschreiten soll?

cos =0,8 ϕ

I 100m

1,5 mm

Cu L

N

U

U

U

Z

100m 1,5 mm

Cu

R_L

RL

PE

PE 1,5 mm

Cu

Verbraucher

A

582

,

7

20

AE 2.5 5

Heizgerät

Ein Heizgerät mit 8 , 7 A Stromaufnahme wird über eine 12 m lange Leitung 3 x 1 , 5 mm

an die Verteilung ( U = 230 V ) angeschlossen.

I 1, A

L

N

U

U

U

R

RN

PE

PE Heizgerät

RPE

Berechnen Sie die Spannung U

, die an den Anschlussklemmen des Gerätes anliegt.

V

6

,

227

21

AE 2.5 6

Motor

Ein Motor ist über eine 50 m lange Zuleitung an ein 440 V -

Gleichstromnetz angeschlossen. Die Stromaufnahme des Motors beträgt 25 A .

I 1, A

U

U

U

R

RL

R_N

PE

PE Motor

R_PE

M

a) Welchen Mindestquerschnitt muss die Zuleitung haben, wenn der Spannungsabfall 3 % nicht überschreiten soll?

b) Welcher Nennquerschnitt A

(A2,B2) ist zu wählen?

c) Wie gross ist bei A

der Spannungsabfall in Volt und Prozent?

Maximaler Anschlussüberstromunterbrecher

bei Verlegeart

Polleiter L1-L2-L3-N-PE

(in Wärme-

dämmung) (in Beton) (auf

Wand) Leistungs- und Lichtstromkreise

[A] [A] [A] A

A1 A2 B1 B2 C [mm²]

13 13 16 16 16 1,5

16 16 20 20 25 2,5

20 20 25 25 32 4

32 25 32 32 40 6

40 40 50 40 50 10

50 50 63 63 63 16

63 63 80 80 80 25

80 80 100 100 100 35

100 100 125 100 125 50

125 125 160 125 160 70

160 125 200 160 200 95

160 160 225 200 250 120

200 200 250 200 250 150

250 200 250 250 315 185

250 250 315 250 400 240

315 250 400 315 400 300

314

,

3 mm

4mm

, B2 6mm

, A2

Verlegearten

A1 A2

B1 B2

C C

22

AE 2.5 7

Leitungstrommel

Eine Leitungstrommel mit 50 m Gummischlauchleitung ³ x ^{1 , 5} mm

Cu ist an einen Baustromverteiler angeschlossen. Am Verteiler wird eine Spannung von 227 V und an einer Steckdose der Leitungstrommel bei angeschlossenen Verbrauchern eine Spannung von 209 V ge- messen.

Bestimmen Sie die Stromstärke in der Leitung.

Mintesquerschnitt von ortsveränderlichen Leitern

Für ortsveränderliche Leitungen sind die minimalen Querschnitte der Leiter aus Kupfer in Bezug auf den Bemessungsstrom eines festangeschlossenen Verbrauchsmittels oder einer Geräte- bzw. Kupp- lungssteckdose wie folgt festgelegt.

Bemessungsstrom der Verbrauchsmittel, Gerätesteckdosen und

Kupplungssteckdosen [A]

Minimaler Querschnitt

der Leiter [mm²]

bis 6 0,75

bis 10 1

bis 16 1,5

bis 25 2,5

bis 32 4

PVC- oder VPE/EPR-Isolation, freiliegend und höchstens 30 °C Umgebungstemperatur (NIN 5.2.4.4)

Orstsveränderliches Betriebsmittel

Elektrisches Betriebsmittel, das während des Betriebes bewegt wird oder leicht von einem Platz zu einem anderen gebracht werden kann, während es an den Versorgungsstromkreis angeschlossen ist.

(NIN 2.1.16.04)

Ortsveränderliche Leitungen

Leiter und Leitungen, die bei ihrer Benützung bewegt werden können. (2.2.1.43)

Leitungen zum Anschluss transportabler schwe- rer Verbrauchsmittel wie Elektrowerkzeuge, Motoren und schwerer landwirtschaftlicher Geräte müssen einen Querschnitt der Leiter von ≥ 2,5 mm2 Cu aufweisen. (NIN 5..2.4.5)

A

43

,

15

23

AE 2.5 8

Heisswasserspeicher

Ein Heisswasserspeicher ist über eine 18 m lange Zuleitung ( ³ x ^{2 , 5} mm

, Cu, B2) an die Verteilanlage angeschlossen. Die Heiz- wendel des Gerätes ( U

= 230 V ) hat einen Widerstand von 13 , 2 Ω .

Welche Spannung muss an der Verteilung anliegen, damit der Heisswasserspeicher die Nennspannung erhält?

Maximaler Anschlussüberstromunterbrecher

bei Verlegeart

Polleiter L1-L2-L3-N-PE

(in Wärme-

dämmung) (in Beton) (auf

Wand) Leistungs- und Lichtstromkreise

[A] [A] [A] A

A1 A2 B1 B2 C [mm²]

13 13 16 16 16 1,5

16 16 20 20 25 2,5

20 20 25 25 32 4

32 25 32 32 40 6

40 40 50 40 50 10

50 50 63 63 63 16

63 63 80 80 80 25

80 80 100 100 100 35

100 100 125 100 125 50

125 125 160 125 160 70

160 125 200 160 200 95

160 160 225 200 250 120

200 200 250 200 250 150

250 200 250 250 315 185

250 250 315 250 400 240

315 250 400 315 400 300

A 42 , 17

V 4 , 234

Verlegearten

A1 A2

B1 B2

C C

24

AE 2.5 9

Niedervolt-Halogenbeleuchtung

Die Niedervolt-Halogenbeleuchtung 12 V / 8 , 33 A soll über eine Kupfer- leitung 2 x 1 , 5 mm

mit Verlegeart A1 an den Transformator in der Ver- teilanlage angeschlossen werden.

a) Wie lange darf die Leitung zwischen Transformator und Lampe höchstens werden, wenn der Spannungsabfall 3 % der Nenn- spannung ( U

= 230 V ) nicht überschreiten soll?

b) Welcher Nennquerschnitt ist zu wählen, wenn die Leitung 7 , 2 m lang sein soll?

m 5 , 35

5

,

1 mm

25

AE 2.5 10

Galvanisierungsanlage

Eine Galvanisierungsanlage ( 12 V / 1 ' 500 A ) wird über zwei je 8 m lange Aluminiumschienen ( ρ Al = 0 , 0282 Ω mm

/ m ) mit einem rechteckigen Querschnit von 100 mmx15 mm versorgt.

Berechnen Sie den Leitungswiderstand einer Aluminiumschiene, die Stromdichte der Schiene und den Spannungsabfall der Zuleitung zum Bad!

Ω m 1504 , 0

/

0 , 1 A mm

mV

12

,

45

26

RE 1.1072

Kleinspannungsofen

I 10mm , Cu

U

U

U

RL

Ofen

R 48V 1,2kW

25,6m

10mm , Cu

25,6m U

Wie gross muss die Sekundärspannung U

, des Trafos sein, damit der Kleinspannungsofen Nennspannung hat?

V

49

,

50

27

RE 1.1074

Erdleiter

Welche Spannung misst man zwischen Anfang und Ende eines Erd- leiters von 8 , 2 m Länge und 4 mm Ø (Cu), in welchem ein Kurz- schlussstrom von 288 A fliessen?

V

289

,

3

28

RE 1.1075

Schweisstrafo

Ein Schweisstrafo ( 12 kW , 400 V , cos ϕ = 0 , 8 ) soll über eine 240 m lan- ge, zweidrähtige Leitung (Ø 6 mm ,Cu), angeschlossen werden.

I 6mm, Cu

U

U

RL

Schweisstrafo

Z 400V cos =0,8 ϕ

240m

U

U

I

6mm, Cu 240m

R_PE

6mm, Cu

240m

PE PE

L2 L1

12kW

Es sind zu bestimmen:

a) der Spannungsverbrauch in Volt

b) der Spannungsabfall in Volt und Prozent,

c) die Spannung am Leitungsanfang, wenn der Trafo Nennspan- nung aufweisen soll!

V 14 , 11

V 917 , 8

% 23 , 2

V 9 , 408

Schweisstrafo

Die notwendige Temperatur zum Lichtbogenschweißen wird nicht durch eine chemische Reaktion erzeugt, sondern durch elektri- schen Strom. Das Werkstück wird hierzu mit dem Pluspol verbunden,

der Minuspol liegt an einer Sta- belektrode an. Beim Anlegen einer

hohen Stromstärke von bis zu 300A entsteht nach kurzer Berüh-

rung der Stabelektrode mit dem Werkstück ein bis zu 4200°C

heißer Lichtbogen.

Für die Einstellung des Schweiß- stroms in Ampere gilt: Durchmes- ser (mm) der Elektrode x 40 = Schweißstrom in Ampère (Quelle:

Elektra Beckum) In der Schweißstromquelle wird die

Netzspannung von 230 Volt oder 400 Volt auf eine niedrige Span-

nung transformiert, so dass gleichzeitig hohe Stromstärken

möglich sind. Je niedriger die Spannung, umso höher die

mögliche Stromstärke.

Beim Lichtbogenhandschweißen wird die Stabelektrode von Hand geführt. Beim Schweißen werden Teile aus möglichst gleichen Grundstoffen unter Zugabe von gleichen oder ähnlichen Zusatz- werkstoffen (Stabelektroden) dadurch vereinigt, dass sie im Bereich der Schweißzone verflüs-

sigt werden.

29

RE 1.1076

Hausanschlusskasten (HAK)

In einem Hausanschlusskasten misst man 234 , 2 V , an einer Lampe im 1. Stock ^{230 , 9 V} Spannung.

Berechnen Sie den Spannungsabfall ( U

= 230 V ):

a) in Volt, b) in Prozent!

V 3 , 3

% 435 , 1

Hausanschlusskasten Der Hausanschlusskasten ist ein

vom Verteilungsnetzbetreiber (VNB) bzw. Energieversorgungsun-

ternehmen (EVU) geforderter Kasten, mit dem ein Haus an das öffentliche Stromnetz angeschlos- sen ist und der sich in größeren Gebäuden im Hausanschlussraum befindet. Er ist die Übergabestelle vom Verteilungsnetz des VNB zur Verbraucheranlage. Vom Hausan- schlusskasten führt eine Leitung zur Unterverteilung, die unter anderem einen oder mehrere

Stromzähler enthält.

TN-S mit Fundamenterder

L1 L2 L3 N PE

TN-C

mit Banderder

L1 L2 L3 PEN

30

RE 1.1077

Ms-Bolzen

Bestimmen Sie in einem Messing-Bolzen (Ø 10 mm ,wirksame Bolzen- länge 20 mm , spezifischer Widerstabd ρ = 0 , 075 Ω mm

/ m ) welcher mit

A

75 durchflossen wird:

a) den Spannungsverbrauch und b) den Leistungsverbrauch!

mV 32 , 14

mW 2 , 7 , 805

Messing-Bolzen Masseklemme, Schweisszange bis 300 A

Kabelanschluss durch einen massiven Messingbolzen M10 Strombelastbarkeit bis 300 Ampere

31

RE 1.1079

Leitung

I 82m

4 mm

Cu L

N

U

U

U

R

82m 4 mm

Cu

R_L1

R_L1

PE

PE Verbraucher

U

50m 2,5 mm

Cu

U

50m 2,5 mm

Cu

R_L2

R_L2

82m 4 mm

Cu

RL1

50m 2,5 mm

Cu

RL2

Berechnen Sie die Spannung U

( U

= 234 V )am Leitungsende, wenn:

a) 20 A und b) 10 A fliessen!

V 7 , 205

V

8

,

219

32

RE 1.1080

Messkabel Unterwerk

In einem 8 , 21 km langen Messkabel ( 2 x 0 , 6 mm ,Cu), das ein Unterwerk mit dem Kommandoraum eines Kraftwerkes verbindet, fliessen ^{5 mA} . a) Wie gross ist der Spannungsverbrauch des Kabels?

b) Wie gross ist die Spannung am Kabelende, wenn am Anfang V

7 ,

47 gemessen werden?

V 082 , 5

V

62

,

42

33

RE 1.1082

Gleichrichter Elektromotor

Ein Gleichrichter speist einen Elektromotor. An den Klemmen des Speisegerätes misst man 235 , 2 V Spannung, an denjenigen des Mo- tors 229 , 4 V Spannung (Skizze der Situation erstellen).

Geben Sie den Spannungsverbrauch der Verbindungsleitung an:

a) in Volt und

b) in Prozent ( U

= 230 V )!

V 8 , 5

% 52 , 2

Gleichspannung

Zum Erzeugen von Gleichspan- nungen gibt es zum Beispiel Primärelemente (Batterien) und Sekundärelemente (Akkus). Sie erzeugen eine Gleichspannung durch Umwandlung von chemi-

scher in elektrische Energie.

Eine Alternative ist das Erzeugen einer Gleichspannung aus einer Wechselspannung. Dazu macht man sich die Ventilwirkung des pn- Übergangs von Halbleiterdioden zu

nutze.

Zeichnen Sie eine

Grätzschaltung mit

Glättungskondensator!

34

AE 12.1 4

Freileitung

Eine Freileitung aus Kupfer mit einem 0 , 7 Ω Widerstand wird täglich 14 Stunden und ³⁰ Minuten von einem Strom von ^{54 A} durchflossen.

Welche Verlustwärme entsteht im einem Kupferdraht?

Die insgesamt 374,7 km lange Leitung ist die erste und bisher einzige als Seekabel ausgeführte elektri- sche Kabelstrecke zwischen beiden Territorien. 290 km sind als Seekabel ausgeführt. Die Leitung führt von Norden aus von dem im australischen Bundes- staat Victoria gelegenen Stromrichterstation neben dem Kraftwerk Loy Yang nahe der Stadt Traralgon durch die Bass-Straße und endet in Tasmanien in der Stadt George Town. Neben der elektrischen Energie- übertragung dient das Hochspannungskabal mit zusätzlichen Lichtwellenleitern auch zur Datenüber- tragung.

Die Leitung wurde in den Jahren 2003 bis 2005 errichtet. Der Basslink wurde am 29. April 2006 offiziell in Betrieb genommen. Die Dauerleistung, welche wahlweise von Tasmanien nach Australien oder von Australien nach Tasmanien übertragen werden kann, beträgt 500 MW.

W 2 , 2041

kWh 597 , 29

kJ 551 ' 106

Niederspannungs- Freileitung

(mit öffentlicher Beleuchtung)

Mittelspannungs- Freileitung

(mit Transfolmator Primärspannung 3x20kV Sekundärspannung 3x400/230V)

HGÜ Hochspannungs- Gleichstromübertragung

Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungsleitung (HGÜ) durch die

Bass-Straße zwischen dem südöstli- chen Australien (Bundesstaat Vikto- ria) und Tasmanien (U=400kV).

35

AE 12.1 5

Elektroheizung

Welche Verlustwärme entsteht, wenn das Elektrogerät mit einer Leis- tungsaufnahme von 3 kW 7 Stunden eingeschaltet ist?

I 1,5mm , Cu

U

U

RL

Elektroheizung

3kW

22m

1,5mm , Cu

22m

R

f=50HZ 230V

L

N

36

AE 12.1 6

Elektrogerät

Wie gross ist die Spannung U

am Widerstand R ?

I 2,5mm , Cu

U

=230V U

RL

Elektrogerät

26Ω

54m

2,5mm , Cu

54m

R

f=50HZ

L

N

PE

PE

RL

2,5mm , Cu

54m

37

AE 12.1 9

Elektroherd

Ein Elektroherd ist wie in der Skizze dargestellt an des Einheitsnetz V

x 400 / 230

3 angeschlossen.

I 2,5mm , Cu

U =230V

U

RL

Elektroherd

4,4kW

12m

2,5mm , Cu

12m

R

f=50HZ

L

N

PE

PE

RL

2,5mm , Cu 12m

230V

Wie gross ist die Spannung U

am Elektroherd bei voller Belastung?

38

AE 12.1 13

Temperatureinfluss auf Leitung

Die Temperatur eines Cu-Leiters ( ρ

= 0 , 0175 Ω mm

/ m ) nimmt bei unveränderter Belastung um 40 K zu.

Um wieviel Prozent ändert sich der Spannungsabfall auf der Leitung?

39

AE 12.1 15

Querschnitt einer Leitung

Welchen Querschnitt muss eine Cu-Leitung ( ρ

= 0 , 0175 Ω mm

/ m ) mindestens haben, wenn bei 210 V am Verbrauchsort die Leistung 26 kW bei einem Leistungsverlust von ^{3 %} über eine Entfernung von

km 2 ,

1 übertragen soll (Skizze machen)? Welche Spannung muss am

Leitungsanfang angelegt werden, damit sich die vorhandene Situation

einstellt?

40

AE 12.1 16

Elektroheizung

Eine 6 kW -Elektroheizung wird an Nennspannung 230 V über eine m

5 ,

7 lange Kupferleitung ( ρ

= 0 , 0175 Ω ^mm

/ ^m ) angeschlossen. Der Spannungsabfall soll unter ^{3 %} bleiben.

a) Machen Sie eine Skizze der vorhandenen Situation!

b) Wie gross muss der Leitungsquerschnitt mindestens sein?

c) Welcher Querschnitt ist nach Verlegeart B2 zu wählen?

d) Bestimmen Sie den Leitungsverlust auf der Leitung!

e) Welche Spannung entspricht dies am Leitungsende?

41

AE 12.1 17

7.8 22

Unterverteilung

Berechnen Sie den notwendigen Querschnitt der Leitung zwischen Haupt- und Unterverteilung!

I

R_L

230V 4kW

80m, Cu

f=50HZ HV

230V

2kW

UV

M 1kW η=0,7 230V cos =0,85 ϕ

M 1kW η=0,76 230V cos =0,8 ϕ 230V

800W

230V 1000W

230V 1,2kW

1

1

42

AE 12.1 18

Unterverteilung (UV)

Welche Kupferquerschnitte müssen von der Unterverteilung zu den einzelnen Verbrauchern verlegt werden? Welche Nennströme müs- sen die einzelnen vorgeschalteten Überstromschutzorgane haben?

I

R_L

230V 4kW

80m, Cu

f=50HZ HV

230V

2kW

UV

M 1kW η=0,7 230V cos =0,85 ϕ

M 1kW η=0,76 230V cos =0,8 ϕ 230V

800W

230V 1000W

230V 1,2kW

1 1

I_N1

A₂ I_N2

A₃ IN3

A4

IN4

A₅ I_N5

A₆ I_N6

A7

I_N7 A_N

I_N

43

AE 12.1 19

Unterverteilung (UV)

Welche Kupferquerschnitte müssen von der Unterverteilung zu den einzelnen Verbrauchern verlegt werden, wenn der Spannungsabfall auf keiner Leitung unter 1 % fallen darf?

I

R_L

230V 4kW

80m, Cu

f=50HZ HV

230V

2kW

UV

M 1kW η=0,7 230V cos =0,85 ϕ

M 1kW η=0,76 230V cos =0,8 ϕ 230V

800W

230V 1000W

230V 1,2kW

1 1

A₂ I_N2

A3

IN3

A₄ IN4

A₅ I_N5

A6

I_N6

A7

I_N7 A_N

I_N

44

AE 12.1 20

Weihnachtsbeleuchtung

Für eine Lichterkette 20 x15 W soll eine 50 m lange Verlängerungslei- tung hergestellt werden. Die Spannung der Glühlämpchen beträgt

V 230 .

Welchen Leiterquerschnitt würden Sie wählen, wenn der Spannungs-

abfall auf der Zuleitung 3 % nicht überschreiten soll? Wie gross ist bei

dem gewählten Querschnitt der prozentuale Leistungsverlust?

45

AE 12.2

Einphasen-Wechselstrommotor

Ein Einphasen-Wechselstrommotor mit Betriebskondensator 0 , 9 kW , V

230 , cos ϕ = 0 , 95 , η = 0 , 89 wird über eine ^{50 m} lange Leitung an das Wechselstromnetz angeschlossen.

a) Welcher Kupferquerschnitt ist erforderlich, wenn der Spannungs- abfall auf der Leitung 3 % nicht überschreiten soll?

b) Wie gross ist bei dem gewählten Querschnitt der absolute und der prozentuale Leistungsverlust?

Betriebskondensator

46

AE 12.2 1

Kondensatormotor

Zur Spannungsversorgung eines Kondensatormotors 1 , 7 kW , 230 V , 97

, 0

cos ϕ = , η = 0 , 9 dient eine Wechselstromleitung mit dem Kupfer- querschnitt 2 , 5 mm

. Die Leitung ist 32 m lang.

Bestimmen Sie den Spannungsabfall und den Leistungsverlust auf der Leitung. Können Sie einen geringeren Leiterquerschnitt wählen?

Höchszulässige Spannungsabfälle

EVU Versorgungsnetz

Bei Mittel- und Hochspannungsver- sorgungen durch das Energie- Versorgungs-Unternehmen wird mit einem maximalen Spannungsabfall

von 5%. gerechnet.

Versorgung ab Transformatorenstation

Niederspannungsseite Transformator bis Hausanschluss wird mit 4%

Spannungsabfall dimensioniert.

Übergabe EVU bis Zähler

Der zulässige Spannungsabfall ist auf diese Leitung Leistungsabhängig:

bis 100 kVA 0,50%

bis 250 kVA 1,00%

bis 400 kVA 1,25%

mehr als 400 kVA 1,5%

Beleuchtung und Steckdosen

Für die Gruppenstromkreise ab Zähler bis zum Verbraucher werden die Leitungen mit einem Spannungs-

abfall von 3% ausgelegt.

Verbraucherleitungen

Leitungen zu Verbrauchern mit eigenem Stromkreis ab Zähler müssen mit 3% Spannungsabfall

berechnet werden.

47

AE 12.2 2

Wechselstrommotor

Ein Wechselstrommotor 0 , 55 kW , 230 V , cos ϕ = 0 , 91 , η = 0 , 88 wird über eine 42 m lange Kupferleitung mit ^{1 , 5} mm

Querschnitt an das Wech- selstromnetz angeschlossen.

Ermitteln Sie Spannungsabfall und Leistungsverlust auf der Leitung.

48

AE 12.2 3

Wechselstromleitung

Wie lange darf eine Wechselstromleitung aus Kupfer mit einem Querschnitt 6mm

höchstens sein, wenn sie einen Verbraucher 4 kW ,

V

230 , cos ϕ = 0 , 8 speist und der Spannungsabfall auf der Leitung 3 %

nicht überschreiten soll?

49

AE 12.2 4

Beleuchtungsanlage

Eine Beleuchtung besteht aus 180 Glühlampen von je 100 W und 140 Glühlampe von je 60 W . Sie soll über eine 66 m lange Kupferleitung an das 230 V –Netz angeschlossen werden, wobei der Spannungsabfall

%

3 nicht überschreiten soll.

Welcher Leiterquerschnitt ist zu installieren?

50

AE 12.2 5

Beleuchtungsanlage

Eine Beleuchtungsanlage besteht aus 100 Glühlampen von je 60 W

und 40 Leuchtstofflampen von je 74 W (einschliesslich des Vorschalt- geräts), cos ϕ = 0 , 51 .

Die Lichtanlage wird über eine 100 m lange Kupferleitung an das V

230 –Netz angeschlossen. Der Spannungsabfall soll 3 % nicht über- schreiten.

Bestimmen Sie den erforderlichen Leiterquerschnitt!

51

AE 12.2 6

Wechselstromleitung

Eine dreiadrige Wechselstromleitung (LNPE) mit A = ^50mm

Kupfer hat eine Länge von ^{540 m} . Der Spannungsabfall auf der Leitung soll

%

3 nicht überschreiten. Die Betriebsspannung beträgt ^{500 V} .

Welche maximale Leistung kann übertragen werden?

52

AE 12.2 7

Wechselstromverbraucher

Die Spannung an den Verbrauchern soll 230 V betragen, der Span- nungsabfall auf der Zuleitung soll 2 , 5 % nicht überschreiten.

I

120m, Cu f=50Hz

UV

230V 2,5kW

Verbraucher

1,25kW

M η=0,9 230V cos =0,95 ϕ 1

-M1

a) Welcher Leiterquerschnitt muss installiert werden?

b) Wie gross sind der Leistungsverlust in Watt und der prozentuale Leistungsverlust in der Zuleitung?

c) Wie gross ist die Spannung am Leistungsanfang?

53

AE 12.2 8

Wechselstromverbraucher

Ein Wechselstromverbraucher mit den Daten 12 kW , cos ϕ = 0 , 72 , 230 V soll über eine 125 m lange Kupferleitung an das Netz angeschlossen werden. Der Spannungsabfall soll 2 , 5 % nicht überschreiten.

a) Welcher Leiterquerschnitt ist zu velegen, wenn der Leistungsfak- tor cos ϕ = 0 , 9 kompensiert wird?

b) Bestimmen Sie die Kapazität des Kompensationskondensators!

c) Wie gross sind der Leistungsverlust in Watt und der prozentuale Leistungsverlust in der Zuleitung?

d) Wie gross ist die Spannung am Leistungsanfang?

54

AE 12.2 9

Wechselstromverbraucher

Wird die Forderung „Spannungsabfall maximal 3 % „ eingehalten?

I

140m, Cu f=50Hz UV

230V

3kW

Verbraucher

1,7kW

M η=0,88 230V cos =0,9 ϕ 1

-M1

6mm

230V

1,4kW

55

AE 12.2 10

Vertikutierer

Ein elektrischer Vertikutierer mit den Daten P = 2 , 5 kW , 230 V , 8

, 0

cos ϕ = , η = 0 , 8 soll über eine ^{50 m} lange Gummischlauchleitung ( H07 RN-F 1 , 5 mm

) angeschlossen werden.

a) Bestimmen Sie den Spannungsabfall auf der Leitung!

b) Wie gross ist der Leistungsverlust ( W , ^% )?

c) Reicht der Leitungsquerschnitt aus? Wenn nein, welcher Leiter-

querschnitt muss gewählt werden?

56

RE 1.1101

Infrarotstrahlergruppe

Es soll untersucht werden, ob über eine 120 m lange ^4mm

-Cu-Leitung bei ^{230 V} Spannung eine Infrarotstrahlergruppe von 3 x 1 , 2 kW ge- spiesen werden kann.

Der Spannungsabfall darf hiebei 5 % nicht überschreiten.

a) Welchen Querschnitt ergibt die Berechnung?

b) Eignet sich die Leitung für den vorgesehenen Zweck?

4.2 Schutz gegen thermische Einflüsse

4.2.1 Allgemeines 4.2.1.1 Personen und Sachen Personen und Sachen sind vor schädlichen Wärmeeinwirkungen zu schützen, welche durch den Betrieb von elektrischen Anlagen verursacht werden können.

Schädliche Wärmeeinwirkungen können verursacht werden durch:

- Entzündung, Verbrennung, Wär- mestau, Wärmestrahlung und dgl.

- Beeinträchtigung der sicheren Funktion der elektrischen Anlagen, Betriebsmittel und Verbrauchsmittel - Heizungsanlagen wie Heissluftein-

richtungen, Heizöfen, Heizstrahler und dgl.

4.2.2 Schutz gegen Feuer 4.2.2.1 Allgemeines 4.2.2.1.1 Elektrische Anlagen Elektrische Anlagen dürfen für die benachbarten Stoffe keine Brandge- fahr darstellen.

4.2.2.1.2 Festeingebaute Geräte Wenn durch festeingebaute Betriebs- mittel Temperaturen entstehen können, die für benachbarte Teile eine Brandgefahr darstellen, gilt folgendes: (B+E)

- Betriebsmittel sind auf oder in Stoffen niedriger Wärmeleitfähig- keit, die solchen Temperaturen widerstehen können, zu montieren.

- Betriebsmittel sind durch Stoffe niedriger Wärmeleitfähigkeit, die solchen Temperaturen widerstehen können, von Gebäudeteilen abzu- schirmen.

- Betriebsmittel sind so zu montieren, dass durch einen ausreichenden Abstand eine sichere Ableitung der Wärme gewährleistet ist. Allfällige Träger oder Unterlagen dürfen nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen.

5.2.2.2 Äussere Wärmequellen 5.2.2.2.1 Schutz von Leitungen Zum Schutz von Leitungen gegen unzulässige thermische Einwirkungen müssen eine oder mehrere der folgenden oder denen gleichwertige Massnahme vorgesehen werden:

- Abschirmung gegenüber Wärme- quellen

- Anordnung in ausreichendem Abstand zur Wärmequelle - Auswahl einer Verlegeart unter

Berücksichtigung der zu erwarten- den Temperaturerhöhung - örtliche Verstärkung oder Einsatz

von isolierenden Stoffen

716

,

5 mm

Nein

Vorschriften Heizstrahler mit Heizelementen über 85°C

(NIN 4.2.2.1.7)

Vorderseite 2 m NIN 4.2.2.1.11 (B+E)

2m

Abstand Rückseite für Leistun- gen ≤ 3kW

- brennbares Material 8 cm - nichtbrennbare Trennwand

1cm

VKF-Brandschutznormen Für die Aufstellung von Wärmegerä- ten gelten insbesondere folgende VKF-Brandschutznormen:

- Wärmetechnische Anlagen - Lufttechnische Anlagen Heizöfen

Als Heizöfen gelten alle Einzelheizge- räte ohne gerichtete Strahlung. Sie können mit oder ohne Wärmespei- cher, mit oder ohne Gebläse ausge- rüstet sein.

Heizstrahler

Als Heizstrahler gelten alle Einzel- heizgeräte mit gerichteter Strahlung.

Montageanweisungen

Neben den vorliegenden Bestimmun- gen müssen auch allfällige Monta- geanweisungen des Herstellers sowie die Auflagen der kantonalen Brand- schutzbehörden beachtet werden.

Anmerkung:

Wärmeeinwirkung kann durch Strahlung, Konvektion oder Ableitung erfolgen, z. B.:

- von Warmwasserversorgungsanla- gen

- von Anlagen, Betriebsmitteln wie Leuchten, Heizstrahler usw.

- von Prozessen durch wärmeleiten- de Stoffe

- durch Sonneneinwirkung entweder auf die Leitungen oder das umge- bende Medium

L Wärmeleitung S Wärmestrahlung K Konvektion

57

RE 1.1102

Heisswasserspeicher

Ein Heisswasserspeicher 1 x400 V / 2 , 4 kW ist provisorisch über eine m

95 lange Kupferleitung bei maximal ^{6 %} Spannungsabfall zu spei- sen.

a) Wie gross ist der Leiterquerschnitt rechnerisch?

b) Welchen Leiterquerschnitt müsste nach NIN verwendet werden bei einer offenen Verlegung?

c) Bestimmen Sie den Nennwert der Sicherungspatrone!

d) Welcher Kabeltyp nach CH-Bezeuchnung und internationaler schreibweise kann hier verwendet werden (mind. ein Beispiel).

8313

,

0 mm

5

, 1 mm

A 10

Was ist hier falsch gelaufen?

Verbrauchte Opferanode aus Magnesium

Opferanode Eine Opferanode ist ein Stück unedles Metall, das zum Korrosions-

schutz von Funktionsteilen aus anderen Metallen (speziell Eisen und

Stahl, aber auch Stahlbeton und Messing) verwendet wird. Es wird

somit gezielt Kontaktkorrosion eingesetzt.

Eingeschwemmte Verunreinigungen (Kalk, Rost usw.) und hohe Härtegra- de bei der Nachspeisung führen jedoch zu einem enormen Leistungs- verlust und bilden den Nährboden für

Keime und Bakterien.

Bereits eine Beaufschlagung von einem Millimeter Kalk kann zu einem

Leistungsverlust von 10% führen.

Kalkwandler elektrophysikalische Kalkwandler umweltfreundliche Modulation bis in

den Ultraschall-Frequenzbereich.

58

RE 1.1103

Kupferleitung

In einer ³ x ^{1 , 5} mm

Cu-Leitung (LNPE) fliessen 10 A . Der Spannungsab- fall darf bei 230 V Nennspannung 2 % sein.

Wie lange darf die Leitung im Maximum sein?

m 71 , 19

Höchszulässige Spannungsabfälle

EVU Versorgungsnetz

Bei Mittel- und Hochspannungsver- sorgungen durch das Energie- Versorgungs-Unternehmen wird mit einem maximalen Spannungsabfall

von 5%. gerechnet.

Versorgung ab Transformatorenstation

Niederspannungsseite Transformator bis Hausanschluss wird mit 4%

Spannungsabfall dimensioniert.

Übergabe EVU bis Zähler

Der zulässige Spannungsabfall ist auf diese Leitung Leistungsabhängig:

bis 100 kVA 0,50%

bis 250 kVA 1,00%

bis 400 kVA 1,25%

mehr als 400 kVA 1,5%

Beleuchtung und Steckdosen

Für die Gruppenstromkreise ab Zähler bis zum Verbraucher werden die Leitungen mit einem Spannungs-

abfall von 3% ausgelegt.

Verbraucherleitungen

Leitungen zu Verbrauchern mit eigenem Stromkreis ab Zähler müssen mit 3% Spannungsabfall

berechnet werden.

59

RE 1.1104

Flutlichtstrahler mit Halogenlampe

Ein Flutlichtstrahler ist mit einer Halogenlampe 3 kW / 230 V bestückt und wird über ein 114 m langes Kabel (Cu) gespiesen. Der Span- nungsabfall darf 1 , 8 % nicht überschreiten (Leitungsanfang 230 V ).

Bestimmen Sie:

a) den Mindestquerschnitt des Kabels,

b) den nächst grösseren genormten Querschnitt, c) die LS-Sicherungsstärke nach Verbraucherstrom, d) den der Sicherung entsprechende Querschnitt!

e) Welcher Querschnitt muss unter den gegebenen Voraussetzun- gen tatsächlich gewählt werden und warum?

Maximaler Anschlussüberstromunterbrecher

bei Verlegeart

Polleiter L1-L2-L3-N-PE

(in Wärme-

dämmung) (in Beton) (auf

Wand) Leistungs- und Lichtstromkreise

[A] [A] [A] A

A1 A2 B1 B2 C [mm²]

13 13 16 16 16 1,5

16 16 20 20 25 2,5

20 20 25 25 32 4

32 25 32 32 40 6

40 40 50 40 50 10

50 50 63 63 63 16

63 63 80 80 80 25

80 80 100 100 100 35

100 100 125 100 125 50

125 125 160 125 160 70

160 125 200 160 200 95

160 160 225 200 250 120

200 200 250 200 250 150

250 200 250 250 315 185

250 250 315 250 400 240

315 250 400 315 400 300

38

, 8 mm

10mm

A 13 5

,

1 mm

10mm

60

RE 1.1105

Bauabschrankung

Zur Beleuchtung einer Bauabschrankung sollen 15 Glühlampen 25 W / V

36 verwendet werden. Der Anschluss an das Netz ( 230 V ) kann in einer 60 m entfernten Baubaracke erfolgen. Der Spannungsabfall soll

%

6 nicht überschreiten. Für die beiden Lastfälle ist je ein Schema zu zeichnen!

I 60m, Cu

f=50Hz 15 Verbraucher

36V 25W

Es ist der Leiterquerschnitt zu berechnen:

a) wenn der Trafo 230 V / 36 V in der Baracke montiert ist und b) wenn er bei der Abschrankung montiert ist!

13

, 10 mm

248

,

0 mm

61

RE 1.1106

Hochspannungs-Leuchtstoffröhrenanlage

Der Streutrafo einer Hochspannungs-Leuchtstoffröhrenanlage hat VA

600 Leistung ( cos ϕ = 0 , 78 ) und wird über eine 128 m lange Leitung (Cu) gespiesen (Schema zeichnen!). Der Spannungsabfall soll 2 % nicht überschreiten.

I 128m, Cu

f=50Hz

6kV 600VA 220V 230V

a) Welcher Querschnitt für die Zuleitung ergibt sich?

b) Wie gross ist der nächst genormte Querschnitt?

c) Welcher Querschnitt wäre in bezug auf die vorgeschaltete Siche- rung zulässig?

Aufbau Streufeldtrafo

Beim Streufeldtransformator verringert man die Primär- und Sekundärströme im Kurzschluss, indem man dem magneti-

schen Fluss einen Ausweichpfad bietet und somit die Streuinduktivität erhöht.

Im Leerlauf wird die Primärspannung annähernd wie bei einem normalen Transformator übersetzt, da der Neben- schluss einen vergleichsweise hohen magnetischen

Widerstand darstellt.

Aufbau konventioneller Trafo

Wird ein gewöhnlicher Transformator kurzgeschlossen, fließen sehr hohe Primär- und Sekundärströme, die sich aus der geringen Streuinduktivität und den Wicklungswi- derständen ergeben. Damit verbunden sind hohe Verluste.

Ersatzschaltbild eines realen Transformators

41

, 3 mm

4mm

5

, 1 mm

Streufeldtrafo Hochspannungstrafos

für Neonröhren

Streutrafos sind kurzschlussfest und liefern konstanten Strom.

Während die Streuung bei normalen Trafos ein unerwünschter Effekt ist,

wird er Bei Streutrafos gezielt genutzt. Dabei ist mit Streuung nicht die Abstrahlung magnetischer Felder nach außen, sondern die künstliche

Erhöhung der Streuinduktivität gemeint. Der Sinn der Streuinduktivi- tät, die effektiv in Serie zum Verbrau- cher liegt, besteht darin, den Innen-

widerstand des Trafos stark zu erhöhen, ohne den Spannungsabfall im Innenwiderstand als Wirkleistung verheizen zu müssen. Die Streuin- duktivität kann dabei so hoch sein, dass der Trafo kurzschlussfest wird.

Im Prinzip vereint der Streutrafo einen normalen Trafo und eine Vorschalt- drossel, ist aber wesentlich kleiner und leichter als beide Komponenten

zusammen. Streutrafos sind für Verbraucher gedacht, die aufgrund

ihrer Kennlinie oder sonstiger Eigenheiten eher mit einem konstan-

ten Strom als mit einer konstanten Spannung versorgt werden müssen.

Die bekanntesten Anwendung dürfte wohl die Versorgung von Gasentla- dungslampen sein (z.B. Hochspan- nungstrafos für Neonröhren). Das Funktionsprinzip des Streutrafos besteht darin, dass der magnetische

Fluss, der durch die Primärspule fließt und von der Primärspannung erzwungen wird, über ein sogenann- tes Streujoch der Sekundärspule

ausweichen kann, wenn diese belastet wird.

62

RE 1.1107

Kurzschlussankermotor

Ein Einphasen-Kurzschlussankermotor mit Kondensator gibt 1 , 1 kW bei einem Leistungsfaktor von ^{0 , 9} und einem Wirkungsgrad von ^{75 %} ab.

Die Spannung am Motor beträgt 230 V . Die Motorleitung ist 37 m lang und aus Kupfer. Der zulässige Spannungsabfall sei 4 % .

a) Welcher rechnerische Querschnitt für die Zuleitung ergibt sich?

b) Wie gross ist der nächst genormte Querschnitt?

c) Auf welchen Wert ist der Überstromauslöser des Motorschutz- schalters einzustellen?

9973

,

0 mm

5

, 1 mm

A

085

,

7

63

RE 1.1108

Kurzschlussankermotor

Ein Einphasen-Kurzschlussankermotor mit Kondensator gibt 1 , 1 kW bei einem Leistungsfaktor von ^{0 , 9} und einem Wirkungsgrad von ^{75 %} ab.

Die Spannung am Motor beträgt 230 V . Die Motorleitung ist 74 m lang und aus Kupfer. Der zulässige Spannungsabfall sei 4 % .

a) Welcher rechnerische Querschnitt für die Zuleitung ergibt sich?

b) Wie gross ist der nächst genormte Querschnitt?

c) Auf welchen Wert ist der Überstromauslöser des Motorschutz- schalters einzustellen?

d) Welche Spannung muss am Leitungsanfan angelegt sein, damit sich der gegebene Fall einstellt?

995

,

1 mm

5

, 2 mm

A 085 , 7

Wie ist der Motor am Motorschutzschalter

anzuschliessen?

64

RE 1.1109

Leistungsübertragung

Über eine 100 m lange, zweidrähtige kupferne Leitung sollen bei 230 V Spannung 5 kVA übertragen werden. Der Spannungsabfall soll hiebau

%

4 nicht überschreiten.

A

ϕ cos

1 [mm ]²

[-]

0

Der Leistungsfaktor sei:

a) ¹ b) 0 , 9 c) ^{0 , 8} d) 0 , 7 e) 0 , 6

Es sind für diese Fälle je der Mindestquerschnitt zu bestimmen.

f) Stellen Sie das Ergebnis grafisch dar (Querschnitt in Abhängigkeit des Leistungsfaktors)!

g) Um sicher zu gehen, dass die Leitung genügend Querschnitt auf- weist sollte mit welchem Leistungsfaktor die Leitung dimensioniert werden?

27

, 8 mm

44

, 7 mm

62

, 6 mm

79

, 5 mm

96

,

4 mm

65

RE 1.1110

Strassenkreuzung

Eine Strassenkreuzung soll mit 230 V -Leuchten ausgeleuchtet wer- den. Hiezu sind 12 Masten mit je einer 250 W ( 268 W ) Hg-Hoch- drucklampen und je einer 90 W ( 118 W ) Natriumdamplampe nötig. Der Leistungsfaktor beträgt unkompensiert 0 , 46 , kompensiert 0 , 95 . Der Spannungsabfall darf maximal ^{4 %} betragen. Es sind je der rechneri- sche und der nächsthöhere genormte Querschnitt kompensiert und unkompensiert zu bestimmen! (Leistung inklusive Drossel)

Spektrumfarben Queksilberdampf-Hochdrucklampe

Spektrumfarben Natriumdampf-Hochdrucklampe

Spektrumfarben Sonnenlicht, Tageslicht

Das von der Sonne kommende Licht ähnelt dem Spektrum eines schwarzen Körpers. Aus der gesamten Strahlungsleistung würde man nach dem Gesetz von Stefan Boltzmann eine Temperatur von 5770 K berechnen, dies nennt man die effektive Temperatur der Sonne.

Spektrumfarben Glühlampenlicht

18mm

25mm

18mm

25mm

Queksilberdampf-Hochdrucklampe Sie haben Ähnlichkeit mit den Leuchtstoff-

lampen. Sie dienen zur Beleuchtung von Hallen und Straßen. Im Brenner ist flüssiges

Quecksilber das mit den Hilfselektroden gezündet wird, sich erwärmt, der Druck steigt,

dieHauptelektroden übernehmen, das Licht ändert sich von bläulich in grell Weiß. Nach dem Ausschalten muß das Quecksilber erst abkühlen und flüssig werden bevor erneut gezündet werden kann. Der Brenner ist aus Quarzglas wegen der hohen Temperaturen.

Der Glaskolben besteht aus Hartglas ist innen evakuiert und mit Leuchtstoff beschichtet.

Leuchtdauer 10 000 Stunden, hohe Lichtaus- beute, Temperaturunempfindlichkeit.

E -Hauptelektroden H -Hilfselektroden W -Widerstände B -Brenner L -Lampenkolben

1 Drossel

2

Natriumdampf-Hochdrucklampe Die Natriumdampf-Hochdrucklampe hat eine sehr hohe Leichtausbeute und wird vor allem zur Straßenbeleuchtung eingesetzt. Im Innern einer Natriumdampf-Hochdrucklampe befindet sich ein Entladungsgefäß (Brenner), welches aus transparenter Aluminiumoxid- Keramik besteht. Das Entladungsgefäß ist mit Natrium und einem weiteren Edelgas

gefüllt.

1 Drossel

2 Zündgerät 3