Die Uebertragung elektrischer Energie auf gröſsere Entfernungen auf der Turiner Ausstellung. Mit Abbildungen. Gaulard's Uebertragung elektrischer Energie. Die Uebertragung elektrischer Energie zur Beleuchtung, Kraftausnutzung und für metallurgische Zwecke wurde in den letzten Jahren von industriellen und Fachkreisen mit dem gröſsten Interesse verfolgt, indem die endgültige Lösung der Aufgabe auf der einen Seite den verschiedensten Industriezweigen vortheilhafte Verwendung von sonst unbenutzten Wasserkräften gestatten und auf der anderen Seite der sich rasch emporschwingenden elektro-technischen Industrie wiederum ein neues Feld öffnen würde. Die früheren Versuche von Fontaine auf der Wiener Ausstellung 1873, von Deprez in München 1881 bezieh. auf der französischen Nordbahn und bei Grenoble 1883 waren bloſs in kleinerem Maſsstabe ausgeführt, daher als Proben sehr interessant, hatten jedoch bisher kaum erwähnungswerthe praktische Anwendung zur Folge. Gegenwärtig arbeiten auf diesem Felde namentlich Marcel Deprez in ParisDeprez wurden von einem Pariser Syndikate, an dessen Spitze das Haus Rothschild steht, ½ Mill. Franken für Versuche in gröſserem Maſsstabe zur Verfügung gestellt; man sieht den Erfolgen dieser in den nächsten Monaten stattfindenden Versuche mit der gröſsten Spannung entgegen. – Auf der französischen Nordbahn werden durch einen 112km langen Stromkreis zwischen Creil, La Chapelle und Paris 200e zu übertragen versucht und zwar mittels einer Gleichstrommaschine von 7500 Volt Spannung und 20 Ampère Stromstärke, welche sich in Creil befindet; in La Chapelle und Paris werden 2 elektrodynamische Maschinen von 40 und 60e den Strom in Kraft umsetzen, welche man nutzbar zu machen hofft. Das Kabel aus Siliciurn-Bronze ist von L. Weiller in Angoulême (vgl. 1884 254 492) und besteht aus 7 Drähten von je 1mm,9 Durchmesser, was dem Querschnitte eines einzigen Drahtes von 5mm entspricht; der Gesammtwiderstand der Linie beträgt etwas unter 100 Ohm. und Lucien Gaulard in London. Jener sucht die Frage mit Hilfe der gleich gerichteten Ströme zu lösen und dieser glaubt, daſs sie bloſs mittels Anwendung von Wechselströmen gelöst werden könne. Lucien Gaulard, Elektriker der National Company for the Distribution of Electricity by Secondary Generators in London hatte schon im J. 1883 zuerst in der Westminster Aquarium Ausstellung (vgl. 1883 248 258) einen Inductionsapparat im Gange und eine Anlage mit ähnlichen Apparaten beleuchtete im Winter 1883/84 5 Stationen der Metropolitan oder unterirdischen Eisenbahn in London mit einem Stromkreise von 24km während 5 Monaten ohne jegliche Unterbrechung. Die neuesten Versuche mit diesem Systeme fanden im Monate September 1884 gelegentlich der Internationalen Elektrischen Ausstellung in Turin vor einer internationalen Jury statt und zwar mit dem Ergebnisse, daſs Hrn. L. Gaulard der groſse Preis von 10000 Franken zuerkannt wurde, welchen die italienische Regierung ausgesetzt hatte für diejenige Erfindung, wodurch die praktische Lösung von Problemen gefördert würde, welche auf die industrielle Anwendung der Elektricität in Hinsicht der Kraftübertragung auf gröſsere Entfernungen, der Beleuchtung und Metallgewinnung Bezug haben. In den ersten Wochen befand sich auf der Turiner Ausstellung bloſs das Modell der Secundärgeneratoren, wie es auf der Metropolitan Eisenbahn vorher in London arbeitete und zwar in der Construction, wie sie in D. p. J. 1884 251 431 beschrieben wurde. Dieser Generator hatte ein Gesammtgewicht von 800k und konnte eine elektrische Energie umsetzen, welche etwa 16e entspricht; nach den in London damit angestellten Versuchen von Prof. Hopkinson gab der Apparat einen Nutzeffect von 79,3 bis 89 Proc. Kurz nach Eröffnung der Ausstellung kam eine Anzahl weiterer Secundärgeneratoren an, welche nach dem neueren Patente (vgl. * D. R. P. Kl. 21 Nr. 28947 vom 12. März 1884) von Gaulard und Gibbs construirt waren und für dieselbe Leistungsfähigkeit gegenüber den früheren Apparaten nur 80k Gewicht hatten. Die frühere Construction der Inductionsspiralen, wobei der primäre oder Inductionsdraht zusammen mit den secundären oder inducirten Drähten ein Kabel bildeten, war bedeutend schwerfälliger und weniger wirksam im Verhältnisse zu dem groſsen Gewichte von 800k. Diese Kabel hatten den Querschnitt Fig. 1 in Naturgröſse; der innere Inductionsdraht hatte 4mm Durchmesser und war gut isolirt. Parallel zu dessen Achse lagen um denselben herum 6 Gruppen von je 8 einzeln Fig. 1. von einander isolirten Drähten von 0mm,5 Durchmesser, also im Ganzen 48 Drähte; das Ganze war zu einem Kabel von 15mm Durchmesser umflochten. – Jede der 16 Säulen, welche den Apparat bildeten, war mit 50m dieses Kabels umwickelt. Fig. 1., Bd. 255, S. 158 Fig. 2., Bd. 255, S. 158 Fig. 3., Bd. 255, S. 158 Die neueren Apparate waren aus bloſs 4 Säulen gebildet; Fig. 2 stellt dieselben im senkrechten Schnitte dar, Fig. 3 im Grundrisse und Fig. 4 die spiralen Elemente. Jede der einzelnen Säulen war in 4 Abschnitte getheilt, welche unter sich entweder parallel oder hinter einander geschaltet wurden; da dieselben Schaltungen mit den 4 einzelnen Säulen vorgenommen werden konnten, so war je nach Bedürfniſs jede erdenkliche Combination der einzelnen Abschnitte sowie der einzelnen Säulen ermöglicht. Die Modelle hatten 4, 2, 1 und ½ Säulen; die ganzen Säulen waren in 4 Abschnitte getheilt, die halben Säulen in 2 mit entsprechenden Polen. Bei etwas höherer Spannung als der vorhandenen im primären Stromkreise würde jeder Abschnitt ungefähr 1e entsprechen; im vorliegenden Falle jedoch wurden dieselben nicht ganz ausgenutzt. Ein Generator von 4 Säulen (Fig. 2 und 3) war so zusammengestellt, daſs eine hölzerne Bodenplatte a und eine hölzerne Deckplatte b die Säulen mittels 16 Bolzen c zusammenhielt; die Bolzen waren in Gruppen von je 4 Stück um jede Säule angeordnet. Im Inneren der Säulen befanden sich die aus einem Bündel feinen Eisendrahtes gebildeten Kerne d, welche etwa 40mm Durchmesser besitzen und lothrecht verstellbar sind. Fig. 4., Bd. 255, S. 159 Eine volle Säule mit 4 Abschnitten enthält zwei parallel laufende, je 500 Windungen zählende Spiralen, welche durch Papierringe von einander isolirt sind. Durch die eine Spirale p geht der primäre Strom und in der anderen s wird der secundäre Strom inducirt. Um die Spiralen billig und fabrikmäſsig herstellen zu können, sind dieselben aus einzelnen in Fig. 4 veranschaulichten Elementen zusammengestellt; die Elemente haben die Form eines flachen Ringabschnittes mit je 2 auſsen vorstehenden Ohren p bezieh. s. Die Ohren von je zwei auf einander folgenden Scheiben desselben Stromkreises werden zusammengelöthet, so daſs das Ganze eine Spirale bildet. Diese auſsen vorstehenden Ohren erlauben das Einschieben eines scheibenförmigen Papierringes zur Isolirung, welcher im Inneren dem Kerndurchmesser entsprechend ausgeschnitten ist. Zusammengestellt bilden die primären und secundären Spiralen eine Art doppelgängiger Schraube und sind die vorstehenden Ohren so combinirt, daſs immer ein primäres p mit einem secundären Ohre s abwechselt. Nachdem der Apparat zusammengestellt ist, werden die Ohren der beiden Spiralen mit verschiedenen Farben angestrichen, so daſs allenfallsige Beschädigungen, wie sie leicht beim Versandt vorkommen, mittels Galvanometer rasch aufgefunden und gut gemacht werden können. Die Spiralelemente sind aus 0mm,25 dickem Kupferblech ausgestanzt, haben auſsen 115mm und innen 54mm Durchmesser. Die Vortheile dieser Einrichtung gegenüber der älteren mittels Kabel bestehen darin, daſs die Massen der beiden Spiralen nicht allein durchweg vollkommen gleich sind, sondern auch daſs alle Punkte der secundären Spirale gleichweit von der parallel laufenden Primärspirale entfernt sind. Der Construction der Spiralen liegt ein so einfacher und äuſserst geistreicher Gedanke zu Grunde, daſs daran schwerlich viel zu verbessern sein wird. Die von der Jury in Turin mit den Secundärgeneratoren angestellten Versuche ergaben einen Nutzeffect von 85 bis 90 Proc. und bestätigten somit vollkommen die oben erwähnten Versuche von Hopkinson. Die Turiner Messungen geschahen mittels Mascart's Elektrometer nach der Methode von Joubert, welche man vom theoretischen Standpunkte als nicht absolut zuverlässig bezeichnete. Die in Aussicht stehenden weiteren Versuche mittels der calorimetrischen Methode dürften die früheren Versuche mit unbedeutenden Abweichungen bestätigen, welche für die Praxis von durchaus keinem Belange sein werden. – Es mag hier noch erwähnt werden, daſs bei dem älteren Systeme mit Kabel der Kern fest gelagert war und durch Auf- oder durch Abschrauben eines rohrförmigen Schildes der secundäre Strom je nach Bedürfniſs regulirt werden konnte. Bei den neueren Generatoren hingegen war der Kern selbst verstellbar und erleichtert diese Anordnung eine selbstthätige Regulirung des secundären Stromes, indem im Nebenstrome Solenoide, welche zugleich als Gegengewichte des Kernes dienten, letzteren in höhere oder tiefere Stellung brachten, je nach dem gerade erforderlichen elektrischen Strome; dieser Regulator gibt zugleich ein sehr einfaches Mittel ab, durch eine Zählvorrichtung den Verbrauch elektrischer Energie zu vergleichen, indem die jeweilige höhere oder tiefere Stellung des Kernes dem Verbrauche entspricht; ein damit in Verbindung gebrachter Papierstreifen empfängt einfach die graphische Darstellung des jeweiligen Verbrauches. Dieser Apparat hätte somit gegenüber den bereits für ähnliche Zwecke bekannten den groſsen Vortheil, äuſseren Einflüssen durchaus nicht unterworfen zu sein. Die Beleuchtungsanlagen, womit die Versuche in Turin stattfanden, erstreckten sich auf 4 Stellen, wovon die letzte: die Station Lanzo 40km, dem Stromkreise entlang gemessen, von der Dynamomaschine entfernt war; letztere, eine Wechselstrommaschine von Siemens in London, Modell W0D2 mit 24 Stück Ankerspulen, gab bei 750 Umdrehungen in der Minute 18000 Stromwechsel und sollte mit Erreger 63e verbrauchen. Dieselbe arbeitete mit 3000 Volt und 12 Ampère, was einer vollen Leistung von 40e,76 entspricht. Um die Leistung der Dynamomaschine dem Verbrauche an den entfernten Stationen anzupassen, wurde die Erregungmaschine durch selbstwirkend sich einschaltende Widerstände regulirt und in Folge dessen auch die Wechselstrommaschine. Der Stromkreis hatte eine Länge von 80km. Der Leitungsdraht aus Chrombronze von J. O. Mouchel in Paris war 3mm,7 Durchmesser, dessen Leitungsfähigkeit 98,5 Proc. und die Bruchfestigkeit 44 k/qmm. Der Widerstand des Stromkreises betrug 130 Ohm und diesem entsprechend wurden 17e,66 in der äuſseren Leitung absorbirt; somit verbliebe für die Beleuchtungsanlage 23e,10. Die Anordnung der Lampen geht aus folgender Zusammenstellung hervor: Entfernungkm Normal-kerzen Volt Ampère 0 1) Ausstellung (Dynamomaschine)   1 Soleil-Lampe 1000 110 9   9 Swan-Lampen     20 110     0,68 14 Bernstein-Lampen     50   50 3 Entfernungkm Normal-kerzen Volt Ampère   8 2) Station Turin   1 Siemens-Lampe   500   50 12 34 Edison-Lampen     16 100       0,75 38       „          „       8   50       0,75 15 3) Station Veneria   2 Siemens-Lampen   500   50 12 40 4) Station Lanzo   2 Siemens-Lampen   350   45   9   1 Soleil-Lampe 1000 110   9 16 Swan-Lampen     20 110       0,68   9 Bernstein-Lampen     50   50   3 Obige Lichtstärken und Stromverhältnisse waren nicht durch Messung bestimmt, sondern beruhen einfach auf Annahme der nominellen Zahlen; die Lampen brannten durchweg viel heller als mit normaler Lichtstärke. Auf der Ausstellung befanden sich verschiedene Generatoren mit einer einzigen Säule, ebenso in Veneria; auf den Stationen Turin und Lanzo war je ein 4säuliger Generator. Aus dieser Anlage ersieht man sofort die auſserordentliche Theilbarkeit des Stromes, welche mittels direkter gleichgerichteter Ströme nicht durchzuführen wäre. Bei dieser speciellen Anlage waren die Verluste in der Leitung allerdings bedeutend im Verhältnisse zur Leistung, was jedoch auf finanzielle Gründe zurückgeführt werden muſs, indem der 3mm,7 dicke Chrombronzedraht von Mouchel ohne Vergütung zur Verfügung gestellt war; wäre der Querschnitt des Drahtes der doppelte gewesen, also 5mm,2 Durchmesser, was keine auſsergewöhnliche Dicke ist, so wäre der Verlust auf die Hälfte vermindert worden. Wenn anstatt der Entfernung von 40km diese bloſs 20km betragen hätte, so wären die Verluste in der Leitung wiederum nur die Hälfte gewesen. Da es sich in der Praxis meistens um Fälle von wenigen Kilometer handelt, so können die Leitungsverluste gewöhnlich auf wenige Procent herabgezogen werden, um so mehr, als bei kleineren Entfernungen gröſsere Drahtquerschnitte in Bezug auf Anlagekosten bloſs eine sehr untergeordnete Rolle spielen.In Bezug auf die vermeintliche Gefährlichkeit hochgespannter elektrischer Ströme, namentlich der Wechselströme, sei noch bemerkt, daſs man die einzelnen Drähte während der Arbeit berühren konnte, sobald der Stromkreis metallisch geschlossen war und keine Verluste in der Leitung vorkamen; zur Vorsicht war der Boden um Maschine und Generatoren noch mit Gummiplatten belegt. Die dabei beschäftigten Arbeiter, welche eine genaue Kenntniſs der Verhältnisse haben und dabei die nöthige Ruhe und Besonnenheit bewahren, sind nicht der geringsten Gefahr ausgesetzt. Die wenigen Unglücksfälle, welche in den letzten Jahren durch hochgespannte elektrische Ströme verursacht wurden, sind gröſstentheils auf Unvorsichtigkeit zurückzuführen. Es ist bedeutend weniger Gefahr in der Behandlung hochgespannter Ströme, als in vielen chemischen Industrien, dem Bergbaue, dem Eisenbahnwesen, der Schifffahrt u. dgl., namentlich wenn die Anlagen mit Sachkenntniſs und Gewissenhaftigkeit ausgeführt sind. Auſserdem ist die Gefährlichkeit individuell, da ein kräftiger Mann unbeschädigt davonkommen kann, wo ein Herzleidender wahrscheinlich schon bei relativ schwachen Strömen Schaden nehmen würde. – Man kann hier den Vergleich ziehen, daſs Jemand von einer Leiter 5m hoch fällt und sofort todt sein kann, während ein Anderer 20m hoch fällt, ohne groſsen Schaden zu erleiden; und sobald es sich um gröſsere Höhen handelt, ist es ziemlich einerlei, ob man 100m oder 1000m hoch fällt; das Ende bleibt sich in beiden Fällen gleich und ebenso verhält es sich mit hochgespannten Strömen. Es war noch beabsichtigt, auf der Station Lanzo einen 10pferdigen elektro-dynamischen Motor in Thätigkeit zu setzen, wovon jedoch abgesehen werden muſste, da der einzige vorhandene Motor in groſser Eile hergestellt war und in Folge von Mängeln in der Ausführung nicht lange in Betrieb erhalten werden konnte. Die Frage der Kraftübertragung mittels des Gaulard'schen Systemes muſs noch weiter ausgebildet werden und es ist zu hoffen, daſs aus fortgesetzten Versuchen bald ein praktischer Apparat hervorgehen werde. Die Schwierigkeit lag im Umsetzen der Wechselströme in gleichgerichtete. Fig. 5., Bd. 255, S. 162 Diese Umsetzung der in den Secundärgeneratoren erzeugten Wechselströme in gleichgerichtete ist ebenfalls noch in den letzten Tagen der Ausstellung von Gaulard veranschaulicht worden und ging ohne Unterbrechung mittels des in Fig. 5 dargestellten Versuchsapparates vor sich. Auf einer hölzernen Platte ist auf 3 Böcken eine Welle gelagert, welche einen Commutator E und eine runde Scheibe F mit 12 wagerechten Elektromagneten trägt; gegenüber den letzteren waren 12 ähnliche Elektromagnete auf einer feststehenden Scheibe G angebracht. Die beiden Pole der eintretenden Wechselströme sind mit A und B bezeichnet; ein Nebenzweig derselben umläuft die 12 Elektromagnete der festen Scheibe G, wodurch abwechselnd Anziehung und Abstoſsung der Elektromagnete der beweglichen Scheibe F erzeugt und diese Scheibe nebst dem Commutator E in Umdrehung versetzt wird. Die gegenüber liegenden kreisenden Elektromagnete F werden durch den vollen gleichgerichteten Strom magnetisirt, oder besser durch einen Stromzweig desselben in einem abgezweigten Nebenschlüsse. Sobald der Synchronismus zwischen dynamoelektrischer Maschine und dem Umsetzer E hergestellt war, was gewöhnlich schon wenige Secunden nach Ingangsetzung des Apparates geschieht und zwar bei 1500 Umdrehungen (1500 × 12 = 18000 Stromwechsel), während die Maschine 750 × 24 = 18000 Stromwechsel gab, lief der Apparat ungestört schritthaltend weiter und die bei A und B eintretenden Wechselströme wurden durch den Umsetzer E gleichgerichtet und traten mittels der Bürsten H und J in die Leitung C und D, um dann für solche Zwecke verwendet zu werden, welche Wechselströme ausschlieſsen, z.B. für Elektrolyse oder zum Betriebe von elektrodynamischen Maschinen. Der wichtige Erfolg der Versuche auf der Turiner Ausstellung war jedenfalls die Lösung der Aufgabe der Uebertragung elektrischer Energie auf sehr bedeutende Entfernung zum Zwecke der Beleuchtung und zwar nach Angabe der Jury in vollständiger, einfacher und ökonomischer Weise.Soweit die Berichte vorliegen, fehlen zu einem endgültigen sicheren Urtheile über die Zweckmäſsigkeit derartiger Anlagen die erforderlichen Zahlenunterlagen. Dazu gehören zuverlässige Angaben über den Verlust an Energie bei Umsetzung der Wechselströme in den Inductoren und über die Anschaffungskosten der Apparate selbst, worauf auch Deprez in den Annales industrielles, 1884 Bd. 2 S. 567 hinweist. B.