Exponat des Monats

Februar 2024

Drehstromtransformator – drei Phasen in einem Gehäuse?

Im europäischen Verbundnetz von Gibraltar bis Polen wird mit Dreiphasen-Wechselstrom gearbeitet. Das sind drei miteinander verkettete Spannungen – die Phasen – die untereinander als auch gegen Erde Spannung führen. Brauche ich für die Spannungswandlung durch Transformatoren nun drei davon oder kann ich das in einem zusammenfassen? Ein russischer Exil-Ingenieur bei der AEG, Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski, begründete 1890 den Begriff „Drehstrom“ und entwickelte Motoren und Transformatoren für diese Stromart. Im Vergleich mit einem kleinen Einphasentransformator (Klingeltrafo 230 V / 12 V) sehen wir die drei Phasenwicklungen eines Trafos 10.000 V (10 kV) / 400 V auf gemeinsamen Trafokern in einem mit Öl gefüllten Gehäuse. Eine geniale Entwicklung Doliwo-Dobrowolskis! Alle Transformatoren von Höchstspannung bis zur Verbraucherebene sind noch heute so aufgebaut und wir finden ein- und ausgangsseitig Isolatoren für jede der drei Phasen.

Januar 2024

Druck machen – von der Dampfmaschine zur Turbine

Am Anfang waren es bescheidene Drücke und Temperaturen, die ersten Kolbendampfmaschinen zum Antrieb von Dynamos über Riementransmission nach 1870 arbeiteten mit Nassdampf von wenigen bar und Dampftemperaturen von 120 bis 160 0C. Etwa 70 Jahre später um 1940 liefen die Turbinen mit überhitztem Dampf von 130 bar und 530 0C. Diese extremen Parameter stellten erhebliche Anforderungen an das gesamte Material vom Kessel bis zur Turbine. Dieses T-Stück aus Qualitäts-Stahl der Frischdampfleitung von Kessel 3 (Baujahr 1966) des Heizkraftwerks Charlottenburg hat eine Wandstärke von 50 mm. Pro Stunde wurden durch diese Dampfleitung 225 Tonnen Dampf transportiert. Die Nutzungsdauer eines solchen Teils betrug 250.000 Stunden, rund 28 Jahre.

Dezember 2023

Ein schwarzer Taster – hat der eine Bedeutung?

Der Original-Taster steht für einen historischen Moment in der Energieversorgung Berlins. 1948 wurden erstmalig und kurzzeitig, 1952 dann endgültig alle Stromtrassen nach Westberlin vonseiten der damaligen DDR unterbrochen. Über 40 Jahre war dieser Teil der Stadt dann eine Strominsel, die gesamte benötigte Elektroenergie musste auf eigenem Territorium erzeugt werden. Am 7. 12. 1994 wurde durch den Regierenden Bürgermeister E. Diepgen durch Druck auf diesen Taster im Beisein des heutigen 1. Vorsitzenden des Vereins Energie-Museum Berlin e.V. Dipl.-Ing. Horst D. Kreye eine Verbindung zum Europäischen Verbundnetz hergestellt. Damit endete die „Inselzeit“.

November 2023

20.000 W – wozu solche Riesenglühlampen?

Nach Edison‘s bescheidener Kohlefadenlampe von 1880 wurde der Ruf „Mehr Licht!“ immer lauter. Einen Endpunkt der Entwicklung zeigt diese 20 kW-Glühlampe, die zur öffentlichen Beleuchtung das Hardenbergplatzes in Berlin eingesetzt war. Weiteres Anwendungsfeld dieser Riesenleuchtmittel waren Filmstudios. Was im Freien noch verkraftbar war, wurde im Studio zur Qual für alle Anwesenden, weil 95% der Energie in Wärme umgewandelt werden und nur 5% in Licht. Ein einziger „20er“, wie es im Beleuchter-Jargon hieß, heizte also mit 19 kW, einer Wärmemenge, die für 3-5 Einfamilienhäuser ausreichen würde. Der Wolfram-Glühfaden wurde so heiß, daß geringe Mengen des Metalls verdampften und die Wand des Kolbens schwärzten. Mit Scheuersand im Innern des luftleeren Kolbens sollte dieser von Zeit zu Zeit gereinigt werden.

Oktober 2023

Fassungssteckdosen – auch Stromdieb genannt

In der Anfangszeit der Stromversorgung privater Haushalte standen, wie vorher im öffentlichen Raum, Beleuchtungs-zwecke im Vordergrund. Kostengründe führten dazu, auf Stromzähler und Steckdosen zu verzichten und nur die Zahl der Brennstellen zu zählen. Später, ab etwa 1925, wurden Zähler in den Wohnungen installiert, Treppen, Böden, Nebenräume, Keller hingegen auf allgemeine Kosten der Mietshäuser zwar beleuchtet, aber keine Steckdosen angebracht. Bis in die 60er Jahre des vorigen Jahrhunderts hielten sich dann Adapter, die in eine E27-Lampenfassung geschraubt werden konnten und neben der verlängerten Glühlampenfassung über ein oder zwei Steckverbindungen zum Anschluss elektrischer Geräte verfügten. Neben der unerlaubten Stromentnahme („Stromdieb“) waren damit weitere Gefahren verbunden. Dazu gehörten mangelnde Berührungssicherheit und die Kabelbrand-Gefahr, konnten doch höhere Leistungen über Leitungen transportiert werden, die nur für Beleuchtung vorgesehen waren.

 

September 2023

Sofittenleuchter aus dem Shell-Haus Berlin

Eine Architektur-Ikone der Neuen Sachlichkeit findet sich in Berlin, das Shell-Haus 1930/32 von Emil Fahrenkamp. Die Beleuchtung sollte dem Zeitgeist entsprechen. Dazu gehörte ein von Franz Haegele für die Firma Schwintzer & Gräff entworfener Sofitten-Kronleuchter. Sofittenlampen boten vor Entwicklung der Leuchtstoffröhre die Möglichkeit, langgestreckte Leuchtelemente herzustellen und ästhetisch zu nutzen. Erste Entwürfe von W. Gropius und G. Rietfeld entstanden im Bauhaus Dessau und zwischen 1927 und 1930 bestand eine enge Zusammenarbeit mit Schwintzer & Gräff.

Halbverspiegelte Sofittenlampe,

diese Lampen wurden neben Raumbeleuchtung für Regal- und Gemäldebeleuchtung sowie Schminktische verwendet. LED-Ausführungen dieser fast 100 Jahre alten Entwicklung werden noch hergestellt.

August 2023 

Drei Meßwerte in einem Instrument – wie soll das gehen?

In den 20er Jahren des vorigen Jahrhunderts gründete Paul Gossen in Göttingen ein Unternehmen für elektrische Messtechnik. Die Drehstromerzeugung und –übertragung wurde in dieser Zeit perfektioniert. Dabei wird der Strom in drei getrennten Leitern – den „Phasen“ - transportiert, die aber zu einem gemeinsamen System gehören. Die Strombelastung der drei Phasen sollte möglichst gleichmäßig erfolgen, kann aber auch unterschiedlich sein, der Fachmann spricht von Schräglast. Anstelle dreier Einzelinstrumente entwickelte Gossen Asymmeter, die mit drei federkompensierten und durch Fäden gekoppelten Messwerken eine zentrale rote Scheibe statt Zeigern in einem Dreieck bewegen konnten. Mit einem Blick kann die Lage im Drehstromnetz hinsichtlich Leistung, Blindleistung, Erdschluss kontrolliert werden, je nachdem, wo sich der rote Punkt im Dreieck befindet.

Juli 2023

Nockenwelle, mehrere Ventile – warum an einer Dampfturbine ?

Original-Ventilreihe einer Dampfturbine aus dem Heizkraftwerk Charlottenburg. Für eine möglichst lineare Steuerung des Dampfzustroms einer Turbine ist ein einzelnes Ventil ungeeignet, weil die Öffnungscharakteristik nicht linear verläuft. Deshalb werden mehrere Ventile über eine Nockenwelle betätigt, wodurch deren Öffnung einzeln gesteuert werden kann. Die Regelgröße Drehzahl wird von einem Fliehkraftregler hydraulisch auf das Stellglied mit den Ventilen übertragen. Ein Beispiel für Regelkreise ohne elektrische oder elektronische Komponenten.

Juni 2023

Trommelwaschmaschine – wieso kohlebeheizt ?

Dieses seltene Exemplar einer gewerblichen Waschmaschine stammt aus den 1930erJahren.Gelochte Waschtrommel, von einem Elektromotor gedreht, alle Komponenten wie heute, doch warum Kohleheizung? Strom war in weiten Gebieten verfügbar, für eine Laugenerwärmung mit elektrischen Heizelementen stand aber nicht überall genug Leistung zur Verfügung. Deshalb wurden bis in die 1950er Jahre gewerbliche Waschmaschinen mit allen verfügbaren Heizungsarten gebaut - Festbrennstoffe, Gas, Dampf, seltener Strom. Anfänglich mechanische Bewegungseinrichtungen wurden ab 1920 zunehmend durch Elektromotoren ersetzt. Waschmaschinen im Privathaushalt werden heute ausschließlich elektrisch beheizt, gewerblich werden bis heute – je nach Verfügbarkeit - auch Öl, Gas und Dampf genutzt.

 

Mai 2023

E 27 - warum sieht das Gewinde so grob aus?

E 27 steht für Edisongewinde 27 mm. Thomas A. Edison ließ sich dieses einfache und grobe Blechgewinde am 27.12.1881 in den USA patentieren. Eine der ältesten elektrotechnischen Entwicklungen hat es also bis in unsere Zeit geschafft. Edison erfand einen Schraubsockel für Glühbirnen, der einfach und billig aus Blech herzustellen war, dessen Gegengewinde, die Glühlampenfassung, einigermassen berührungssicher war und den Wechsel leicht machte. Die Gewindeform, ein Zollgewinde und geadelt durch eine DIN-Norm, findet man noch an heutigen Leuchtmitteln mit LED-Technologie. Vorher trug der Schraubsockel zuerst Kohlefäden, später Metallfäden in evakuierten Glaskolben, gefolgt von miniaturisierten Gasentladungsröhren. Gleichzeitig stieg die Lebensdauer der Leuchtmittel von einigen 10 bis 100 Stunden auf weit über 10.000 Stunden an. Die Strahlungsquellen wechselten – das Edisongewinde blieb !

 

 

April 2023

Glühlampe – was glühte zuerst ?

Das Geburtsjahr der Glühlampe wird heute mit 1879 angegeben. Viele Entwickler und Erfinder versuchten damals mit Hilfe des neuen Energieträgers Strom alltagstaugliche Lösungen für Beleuchtung zu finden. Gas und Petroleum dominierten, Bogenlicht erwies sich für kleine Lichtquellen als ungeeignet. Nach unzähligen Versuchen vieler Erfinder ließ sich Th. A. Edison Kohlefäden, die aus Bambusspänen hergestellt wurden, in luftleeren Kolben patentieren. Die Lebensdauer dieser Lampen lag bei einigen 10 bis 100 Stunden.

März 2023

Laufschaufel 1 Stufe einer 175 MW Gasturbine

Die Leistung einer von 63 Laufschaufeln beträgt ca. 1000 kW und ist aus einer warmfesten Superlegierung. Vor der 1 Leitstufe herrscht eine Gaseintrittstemperatur von ca. 1100 °C. Zum Schutz hat die Schaufel-Luftkühlung mit einer Keramik-Wärmedämmschicht. Eine Schaufel kostet ca. 40 – 50 TEuro.

Februar 2023

 

110 000 V im Kabel – kann man so etwas anbohren?

Am 19. Februar 2019 wurden in Berlin-Köpenick zwei 110 kV-Kabelsysteme mit 6 Einzelkabeln mit einer einzigen Horizontalbohrung beschädigt. Damit war die Stromversorgung für ein großes Stadtgebiet mit 31.000 Haushalten, Krankenhaus, Industrie und Verkehr für 31 Stunden vollständig unterbrochen. Die Sicherheits-technik beim Abschalten war so schnell, dass unmittelbar an der Baustelle nichts bemerkt wurde. Das Kabelstück zeigt ausschließlich mechanische Beschädigungen, jedoch keinerlei Spuren von Kurz- oder Erdschluss. Ein Hochspannungskabel kann nicht einfach „geflickt“ werden. Tag und Nacht arbeiteten die Monteure von Stromnetz Berlin GmbH, um 6 Kabelstücke mit insgesamt 12 Verbindungsmuffen einzufügen. Eine Meisterleistung! Es war der längste und größte Stromausfall der Nachkriegsgeschichte Berlins.

Exponat des Monats

Januar 2023


Schnellwaschkugel - was soll das sein ?


Eine Tischwaschmaschine aus Aluminium, die für kleines Geld und in 20 l Lauge bei der Bewältigung der kleinen Wäsche helfen sollte.
Tauchsieder zum Erhitzen, separater Verschlussdeckel und Handkurbel sollten die große und um 1965 noch sehr teure Waschmaschine ergänzen.

Ein Produkt der Firma Reese-Technik GmbH & Co. Elektrogerätefabrik Berlin. Ingenieur Reese ließ es sich als Gebrauchsmuster (DBGM, das sogenannte „kleine Patent“) schützen. Ganz unbedeutsam kann diese Entwicklung nicht gewesen sein, wovon eine Reihe von Handelsmarken zeugt:

Consul, WAKULUX 20, Waschwunder 20, Cortina 20, meist ergänzt um die Erläuterung „Schnellwaschkugel“

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