Zusammenfassung
Unter Porzellan im allgemeinen verstellt man alle Erzeugnisse, welche im wesentlichen aus Porzellanerde (Kaolin) bestehen und auf keramischem Wege, d. h. durch Formgebung aus weicher Masse und Hartbrennen hergestellt werden. In China war es seit alten Zeiten bekannt, aber seine Herstellung wurde geheimgehalten. Nach vielen vergeblichen Versuchen an verschiedenen Orten wurde es i. J. 1709 von Böttcher in Meißen neu erfunden.
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Referenzen
Die oft gehörte Ansicht, das Porzellan sei in elektrischer Hinsicht um so besser, je glasiger und muscheliger die Bruchflächen aussehen, ist, wie vom Verfasser an verschiedenen Versuchsmassen festgestellt wurde, unrichtig.
Aus A. Zöllner: „Zur Frage der chemischen und physikalischen Natur des Porzellans“. Dissertation der Universität Berlin, 1908.
Benischke, ETZ 1909, S. 95.
Nach W. Weicker, „Helios“ 1910, S. 29.
E. O. Meyer, ETZ. 1919, S. 190.
E. Rosenthal und F. Singer, ETZ. 1920, S. 705.
W. Demuth, Die Materialprüfung der Isolierstoffe der Elektrotechnik. J. Springer, Berlin 1920; ferner „Festigkeitsuntersuchungen am technischen Porzellan“. ETZ. 1920, S. 891.
Das Produkt cmkg ist die zur Zerstörung des Versuchskörpers benötigte Fallarbeit.
R. Riecke, Zeitschr. f. angew. Chem. 1915, S. 374.
Dietrich, Physik. Zeitschr. Bd. 11, S. 187, 1910.
Pirani und Siemens, Zeitschr. f. Elektrochem. Bd. 13, S. 969, 1907.
Vgl. Anmerkung 2 auf S. 9.
E. Rosenthal, „Die technischen Eigenschaften des Porzellans“. Dissertation der Technischen Hochschule Berlin 1915. Nach der Kurve von Demuth (Abb. 8) wäre der entsprechende Wert 28000 V. Der Hauptgrund dieses großen Unterschiedes liegt sicherlich in der Verschiedenheit der Wellenformen.
„Elect. Review“, 10. Dez. 1910. „Elektrotechn. u. Maschinenb.“ 1911, S. 58. Dabei dürfte es sich wohl um amerikanisches Porzellan gehandelt haben, das gegenüber unserem Hartporzellan minderwertig ist.
Die Messungen wurden mit 10000 V Spannung ausgeführt, da mit der Möglichkeit zu rechnen ist, daß die Dielektrizitätskonstante bei niedriger Spannung etwas anders ist. Die Messung geschah in der Weise, daß ein aus ebenen Eisenplatten von 1 m2 Fläche bestehender Luftkondensator durch Einschieben von Porzellan- und Glimmerstückchen dem aus einer Porzellanplatte und Stanniolbelegungen bestehenden Versuchskondensator gleichgemacht wurde. Zur Einstellung der Gleichheit bei Hintereinanderschaltung dieser Kondensatoren dienten zwei miteinander verglichene statische Voltmeter von verschwindend kleiner Kapazität.
„The Electrician“ vom 1. Jan. 1909. „Elektrot. u. Maschinenb.“ 1909, S.168.
Mitgeteilt in „Das Porzellan“. Herausgegeben von der Porz.-Fabr. Hermsdorf 1904.
Es ist zu beachten, daß es sich dabei immer um einen wahren Leitungs-strom (Wattsström der Wechselstromtechnik) handelt, wie er auch bei gleichgerichteter Spannung entsteht. Der wattlose Ladestrom, der bei wechselnder Spannung auftritt, beruht nicht auf Ionisierung und bedeutet keine Verminderung der Isolierung.
Näheres in Benischke: „Die Wissenschaft!. Grundlagen d. Elektrotechnik“. 15. Kap. 5. Aufl. J. Springer, Berlin.
Die Ionisierung eines Isolierstoffes unterscheidet sich von der einer elektrolytischen Flüssigkeit dadurch, daß bei dieser die Zerspaltung nicht im Atom, sondern im Molekül stattfindet.
Nach B. Walter, aus dem „Jahrbuch d. Hamb. wiss. Anst.“ Bd. XX.
Dagegen scheint nach amerikanischen Berichten das dort hergestellte Porzellan mit der Zeit insofern schlechter zu werden (zu altern) als seine mechanische und elektrische Festigkeit kleiner wird. Das ist offenbar kein Hartporzellan in unserem Sinne, denn dieses zeigt auch nach jahrzehntelanger Verwendung unter Spannung, unter Temperaturwechseln und atmosphärischen Einflüssen keine Veränderung seiner physikalischen Eigenschaften. Damit hat eine etwaige Überbeanspruchung seiner elektrischen Festigkeit durch eine Spannung, die knapp vor der Durchschlagsspannung liegt, nichts zu tun Eine solche kann eine dauernde Verschlechterung bewirken auf ähnliche Art wie die mechanische Festigkeit eines Baustoffes durch Überschreitung seiner mechanischen Elastizitätsgrenze verschlechtert wird. Bei Isolatoren, die im Betriebe verwendet werden, müssen daher solche Überbeanspruchungen vermieden werden (Vgl. die Anmerk. auf S. 46.)
Die Ableitung findet sich z. B. in Benischke: „Die wissensch. Grundlagen d. Elektrot.“, § 37.
Daß hierin die Dielektrizitätskonstante nicht vorkommt, erklärt sich daraus, daß die Potentialdifferenz U 1 — U 3 konstant (gleich E), und die elektrische Kraft immer gleich dem Potentialgefälle ist. Nur bei konstanter Elektrizitätsmenge ist Kraft und Potential von der Dielektrizitätskonstante abhängig.
Es ist eine grundfalsche Anschauung, daß ein Durchschlag schon erfolgt, wenn nur an einer Stelle oder in einer dünnen Schicht die Beanspruchung die Festigkeitsgrenze überschreitet. Wenn das richtig wäre, wäre es kaum möglich, höhere Spannungen hinreichend zu isolieren. Zu den besten Isolierstoffen, über die wir z. Zt verfügen, gehört Papier, das im Vakuum getrocknet und mit einer Lackschicht überzogen ist. Bei allen Anwendungen solchen Papieres wird die elektrische Festigkeit der Papierschicht weit überschritten, ohne daß ein Durchschlag erfolgt, weil eben die Lackschicht den Durchgang der Elektrizität so lange verhindert, bis auch ihre Festigkeit überschritten ist.
Solche dicke Porzellanrohre erhält man, indem man mehrere Rohre ineinanderkittet oder zusammenglasiert. Die Durchschlagsfestigkeit ist aber kleiner als bei Hintereinanderschaltung von Porzellan und Luft nach Abb. 104. Die umgekehrte Anordnung: Luft außen, Porzellan innen, wäre schlechter. Denn wie oben betont wurde, kommt es darauf an, durch eine Schicht, in welcher die elektrische Beanspruchung möglichst klein ist, eine Schirmzone herzustellen. Da bei zylindrischer Anordnung die Kraftlinien dichte außen kleiner ist als innen, wird die Beanspruchung der äußeren Schicht noch weiter verkleinert, also die Schirmwirkung verstärkt, wenn ihre Dielektrizitätskonstante größer ist als die der inneren Schicht.
Daher ist die elektrische Festigkeit des lackierten Papieres nur sehr gering, wenn die Kraftlinien nicht senkrecht zu den Schichten, sondern parallel zu ihnen verlaufen, denn dann kommt nur die elektrische Festigkeit der Papierschicht in Betracht. Verlaufen aber die Kraftlinien senkrecht zu den Schichten, so daß Hintereinanderschaltung von Papier und Lack besteht, so ist die elektrische Festigkeit vielmals größer.
Diese Beobachtung ist unrichtigerweise dahin gedeutet worden, daß das Einschieben der Platte, also eine Hintereinanderschaltung an sich eine Verschlechterung sei. Es besteht aber gerade an der kritischen Stelle Nebeneinanderschaltung mit Verzerrung des Kraftfeldes.
Bei Öl ist dies der Fall, wenn die Elektrode eingetaucht ist. Da aber die Stomzuführung zur Elektrode durch die Oberfläche des Öls bindurchgehen muß, gehen nun von ihr Entladungen aus und verlaufen auf der Oberfläche des Öls, fall die Stromzuführung nicht noch besonders isoliert ist. Daher müssen die Durchführugen bei Öl-Schaltern und Transformatoren bis unter das Öl reichen.
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Benischke, G. (1921). Allgemeines. In: Die Porzellan-Isolatoren. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-26111-8_1
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