Kurzschluss

Über einen ungeheuren Kurzschluss kabelte einmal ein eifriger Berichterstatter aus New York. An der Hochbahn sollte er sich ereignet haben. »Flüssiges Eisen und Kupfer floss in Strömen auf die Straße, meterhohe Flammen zuckten empor, dröhnende Explosionen waren weit im Umkreis zu hören, und eine halbe Meile weit war das ganze Traggerüst der Hochbahn mit Elektrizität geladen. Die Feuerwehr griff nicht ein, weil sie fürchtete, elektrische Schläge zu erhalten.«

Die Meldung klang ganz schauerlich. Damit sie aber der Laie richtig würdigt, will ich sie aus dem Elektrotechnischen in das allgemeiner verständliche Wassertechnische übersetzen. Also: »Eine ungeheure Überschwemmung fand in New York statt. In der fünften Etage eines Hauses der sechsten Avenue platzte in der Küche das Wasserleitungsrohr. Ungeheure Wassermassen ergossen sich auf die Straße, die Möbel schwammen die Treppe herunter, das Dröhnen und Rauschen der Wasserfluten wurde weit im Umkreis vernommen. Die Feuerwehr griff nicht ein, weil sie fürchtete, weggeschwemmt zu werden.«

Du lachst, lieber Leser? Ja, ich habe auch gelacht, als ich die Kabelmeldung las. Aber leider nicht alle Leser. Bei vielen lösen derartige Meldungen nicht die verdiente Heiterkeit aus, sondern Furcht und Schrecken. Und das ist nicht zu verwundern. Liest man doch in ziemlich regelmäßigen Zwischenräumen Meldungen über die fürchterlichen Wirkungen von Kurzschlüssen, bald da, bald dort. Der vielbeschäftigte moderne Mensch ist nicht in der Lage, nachzuprüfen, was davon Wahrheit und was Dichtung ist. Meist erweisen sich die Nachrichten als das letztere, aber das erfährt niemand, und so setzt sich im Laufe der Zeit eine vollständig irrige Vorstellung in weiten Kreisen fest, die geeignet ist, das Publikum in hohem Maße zu beunruhigen. Und deshalb möchte ich meine verehrten Leser zu einem kleinen Spaziergang auffordern, wir wollen den elektrischen Strom einmal in seiner Häuslichkeit aufsuchen und auf seinen Reisen begleiten, um zu sehen, was er denn da eigentlich tut und treibt, und unter welchen Bedingungen er über die Stränge schlägt und statt Nutzen Schaden stiftet.

In einer gewaltigen Maschine wird er erzeugt. Zwei dicke Kabel führen ihn von dort zur ›Schalttafel‹. (Den verehrten Kollegen vom Fach zur Notiz, dass ich hier und in der Folge mir absichtlich einige Vereinfachungen gestatte und auf die zahlreichen Nebenapparate nicht eingehe, da ich keine Anleitung zum Bau von elektrischen Zentralen schreibe.) Hier durchläuft er zunächst ein paar Sicherungen, meist feine dünne Silberdrähte, die zerschmelzen, wenn der Strom stärker anschwillt, als er soll. Dann kommt der Hauptschalter.

Denke dir, lieber Leser, über einen tiefen Fluss führe eine schmale Brücke. Sie hat nur eine gewisse Tragkraft. Um nun ein großes Unglück zu verhüten, hat der Erbauer noch auf der Landseite statt fester Gangbahn ein paar dünne Bretter eingelegt. Sobald ein zu großer Menschenhaufen sich herüber­drängen will, brechen die Bretter durch, und die Verbindung ist unterbrochen. Das Mittel ist roh, aber es ist sehr einfach und verrichtet seinen Dienst. Diese dünnen Sicherheitsbretter sind den elektrischen Sicherungen zu vergleichen. Dann aber ist noch ein Apparat da: eine Zugbrücke. Sie kann nach dem Willen des Wärters hochgezogen werden, dann ist abermals, diesmal jedoch auf regulärem Wege, die Verbindung unterbrochen. Eine solche Zugbrücke ist der elektrische Schalter.

Von ihm aus durchfließt der elektrische Strom vielleicht noch ein Messinstrument, das anzeigt, wie viel in jedem Augenblick hindurchgeht, gleichwie eine Briefwaage das aufgelegte Gewicht anzeigt. Dann ist er fertig zur Abfahrt.

Er tritt in die Leitung. Nehmen wir an, er wähle zunächst den Weg quer durch die Luft über blanke Kupferdrähte. Schon in seiner Erzeugungsstation hatte er beständig Neigung, Verbindung mit dem Erdboden zu suchen. Daran hindern ihn aber die dicke Umhüllung des Maschinenkabels und die vorzüglich isolierende Eigenschaft der marmornen Schalttafel. Jetzt unterwegs auf dem blanken Draht sucht er auch Gelegenheit zu einer kleinen Extratour. Vom Draht herunter in die Luft kann er nicht. Ihr Widerstand ist für einen Strom von nicht abnorm hoher Spannung unüberwindlich. Aber dort, wo der Draht aufliegt und befestigt ist, böte sich wohl die Möglichkeit des Entrinnens. Doch auch da ist ihm der Weg durch starke Porzellanglocken verlegt. Ein Baumzweig, der sich an den Draht anschmiegt, verschafft dem Strom dagegen die Möglichkeit, zu einem kleinen Teil sich seitwärts in den Busch zu schlagen. Ist es abgestorbenes trockenes Holz, so ist der Verlust sehr gering, ist es dagegen voll­saftiges Holz, und kommt gar noch Regen hinzu, so kann unter Umständen eine beträchtliche Menge auf diese Weise ungenutzt verloren gehen.

Noch schlimmer wird die Sache, wenn sich ihm gar eine metallische Ableitung bietet. Ich erlebte einmal, dass ein Knabe, recht modern, seinen Drachen nicht am Bindfaden, sondern an dünnem Eisendraht in die Lüfte steigen ließ. Der Drache fiel, und der Draht berührte eine elektrische Starkstromleitung. Im selben Moment bekam der Junge einen starken elektrischen Schlag, der für ihn wahrscheinlich sehr gefährlich abgelaufen wäre, wenn er nicht sehr gutes trockenes Schuhwerk angehabt hätte. So lief die Sache leidlich ab, doch zeitlebens wird er sich wohl merken, dass bei metallischer Verbindung zwischen einer Starkstromleitung und der Erde oder einem auf der Erde stehenden Menschen sofort ein bedeutender Strom abfließt.

Wir gelangen jetzt an eine Stelle, wo die blanke Luftleitung übergeht in ein Kabel, ähnlich dem, das den Strom aus der Maschine nach der Schalttafel führte. Dieses Kabel selbst liegt gewöhnlich in einem kleinen Kanal, der mit Sand angefüllt und mit Ziegelsteinen zugedeckt ist, damit bei Erdarbeiten nicht die Hacke oder der Spaten der Arbeiter das Kabel verletzen. Die dicke Umhüllung des Kabels, Gummi und asphaltierte Jute, hindern den Strom am Austritt, eine Umhüllung aus Blei oder Eisenband schützt die Isolierung gegen äußere mechanische Beschädigungen, u. a. durch Ratten und Bohrkäfer. Diese kleinen Tierchen haben den Elektrotechnikern schon manchmal zu schaffen gemacht. Sie betrachten es als ihr gutes Recht und als ein sehr willkommenes Vergnügen, die Kabel anzunagen, die Isolierung herunterzufressen und bloß den blanken Kupferdraht übrigzulassen. Gelingt ihnen das, dann ist natürlich dem Strom die Gelegenheit geboten, in die Erde zu entweichen.

Alle die ›Entgleisungen‹ bezeichnet man fachmännisch als ›Erdschlüsse‹. Wie stark sie sind, das hängt ab von der elektrischen Spannung des betreffenden stromführenden Drahtes ›gegen Erde‹ und von der Güte der unvorschriftsmäßigen Verbindung. Je höher die Spannung, je besser die Verbindung ableitet, desto stärkere Ströme entweichen. Kleine, geringfügige Erdschlüsse bleiben oft lange Zeit unbemerkt, weshalb man sie wohl auch ›schleichende Erdschlüsse‹ benamst. Größere machen sich dadurch bemerkbar, dass das Messinstrument in der Erzeugungsstation plötzlich weit höhere Stromstärke verzeichnet als gewöhnlich. Ein besonders guter (im ethischen Sinne schlechter) Erdschluss wird sofort im ganzen Netz verspürt. Er erzeugt ein derartiges momentanes Anwachsen der Stromstärke in der Leitung, dass die oben genannten Sicherungen durchschmelzen und damit die ganze Leitung im nächsten Moment stromlos wird. Ein solcher Erdschluss ist einem Kurzschluss sehr nahe verwandt. Und damit komme ich auf diesen übel­berüchtigten Gesellen.

Bisher sprach ich immer bloß von einem Draht. Bekanntlich kann man damit nicht viel anfangen. Wenn ich an irgendeiner Stelle Elektrizität verwenden will, sei es zur Beleuchtung oder zum Betrieb von Motoren, so muss ich einen völligen Stromkreis schließen können, das heißt, eine ununterbrochene metallische Verbindung von der Maschine bis zu meiner Lampe oder meinem Motor, durch diesen hindurch und durch einen zweiten Draht wieder zurück zur Maschine. Sonst ›fließt‹ kein Strom. (Das ist die Stelle, wo die sonst sehr beliebten Vergleiche der Elektrizität mit Wasserleitungen versagen oder nicht mehr streng durchgeführt werden können.)

Man braucht also wenigstens zwei Drähte (Es können natürlich auch Schienen oder Rohre sein). In beiden ist die Elektrizität ›gespannt‹, sieht ›unter Druck‹, und zwar kann man davon sprechen, dass jeder Draht eine gewisse elektrische Spannung gegenüber dem Erdboden und außerdem eine andere gegenüber seinem Kollegen hat. Letztere ist oft weit größer, in der Regel doppelt so groß wie die erstere. Hieraus ergibt sich, dass bei einer gegenseitigen unvorschriftsmäßigen Berührung zwischen beiden Drähten ein weit bedeutenderer Spannungsausgleich stattfindet als zwischen einem Draht und Erde, wovon ich oben sprach. Die Neigung zu diesem Ausgleich ist stets vorhanden. Genau dieselben Mittel, die den Draht nun vor seiner unerlaubten Erdliebe bewahren sollen, wendet man auch an, um die unerlaubte Liebe beider Drähte untereinander zu verhindern (außer dieser unerlaubten gibt es noch eine erlaubte, legitime Verbindung, das ist die, die vor unseren Augen zu Zwecken der Beleuchtung, Heizung und Kraftgewinnung in besonderen Apparaten vor sich geht.)

Die beiden Drähte werden also bei Freileitungen jeder für sich getrennt auf Isolatoren geführt. Geht der Strom durch Kabel, so erhält erst jeder Draht für sich allein eine elektrisch isolierende Umhüllung, und dann erst umgibt man beide zusammen mit einem metallischen Schutzmantel gegen die schon erwähnten Bewohner des Bodens.

Bedeutet nun ein Erdschluss die nicht gewollte elektrisch leitende Verbindung eines Drahtes mit der Erde, so spricht man von Kurzschluss, wenn die beiden zugehörigen Leitungsdrähte, die Hin- und die Rückleitung, sich gegenseitig unmittelbar berühren oder durch einen dritten metallischen Körper unmittelbar miteinander verbunden werden. Wäre der drachen­haltende Draht des spielenden Knaben nicht nur auf den einen leitenden Draht gefallen, sondern über beide, so wäre ein wundervoller Kurzschluss entstanden, der in diesem Falle, wo es sich um einen dünnen Verbindungsdraht handelte, höchstwahrscheinlich das sofortige Durchschmelzen dieses und damit die vorläufige Erledigung des Zwischenfalles zur Folge gehabt hätte. Ist die verhängnisvolle Verbindung stärker, will es zum Beispiel ein unglücklicher Zufall, dass ein Draht zerreißt und auf den anderen fällt, oder dass beide mit einem eisernen Mast oder dergleichen gleichzeitig in Berührung kommen, dann tritt der oben skizzierte Fall ein: Der durchgehende Strom wächst augenblicklich zu solcher Stärke an, dass wiederum die Sicherungen an den Strom erzeugenden Maschinen durchschmelzen und die Leitung unterbrochen wird.

Handelt es sich um Leitungen, die sehr starke Ströme führen, wie zum Beispiel die von elektrischen Bahnen, so geht das selten ohne starke Feuererscheinungen ab, die auch in der Regel von einem lauten Knall gefolgt sind. Wenn die elektrische Leitungsanlage aber nicht direkt leichtfertig gebaut worden ist, wenn vor allem die Sicherungen in der vorschriftsmäßigen Größe eingesetzt sind, dann ist der Unfall im Handumdrehen erledigt, wenigstens was die elektrischen Erscheinungen anbetrifft. War brennbares Material in der Nähe, so kann dieses natürlich inzwischen Feuer gefangen haben, das ist aber eine Sache für sich.

Bei kleineren Anlagen, vor allem bei den elektrischen Beleuchtungsanlagen in unseren Wohnräumen sind ›Kurzschlüsse‹ ausgeschlossen, solange nicht grobe Fahrlässigkeit oder Mutwille die Leitungen zerstört; ist daher bei einem Brand wirklich einmal Kurzschluss die Ursache‚ was in Wirklichkeit fast niemals mehr vorkommt, so trifft nicht die Elektrizität die Schuld, sondern die Menschen, die die Leitungen grob fahrlässig beschädigten. Das natürlich muss der Benutzer elektrischen Stromes sich merken: so gut, wie man ein schadhaftes Gas- oder Wasserleitungsrohr umgehend wieder abdichten lässt, ebenso ist es notwendig, schadhaft gewordene elektrische Leitungen und Apparate sofort wieder herstellen zu lassen. Wer zerrissene Schuhe trägt, darf den Schuhmacher nicht beschuldigen, wenn er sich infolge nasser Füße eine Erkältung zuzieht.

Wenn sich das alles überlegt, wird man selbst zu der Überzeugung kommen, dass Kurzschlüsse etwas sehr Unwahrscheinliches sind und in der Regel nur in der Fantasie um die Ursache eines Brandschadens verlegener Berichterstatter existieren, so dass der Reim verbrochen werden konnte:

Was man sich nicht erklären kann,
Das sieht man für 'nen Kurzschluss an.

Entnommen aus dem Buch:

• Neuerscheinung •

Siegfried Hartmann

Naturwissenschaftlich-Technische Plaudereien

Naturwissenschaft und Technik bilden die Grundpfeiler unserer Kultur. Alles, was das moderne Leben von früheren Epochen der Menschheit in charakteristischer Weise unterscheidet, beruht in letzter Linie auf den Fortschritten des Naturerkennens und der wachsenden Fähigkeit, Kräfte der Natur in den Dienst der Menschen zu zwingen.
Der Ingenieur und technische Publizist Siegfried Hartmann (1875 – 1935) bewegte die größeren Tageszeitungen dazu, regelmäßig allgemeinverständliche Artikel zu veröffentlichen, die in unterhaltender Form die wichtigsten technischen und naturwissenschaftlichen Erscheinungen dem Verständnis des Lesers näherbringen. Aus diesen Aufsätzen stellte Hartmann für dieses Buch einen repräsentativen Querschnitt zusammen.

  PDF-Leseprobe € 18,90 | 182 Seiten | ISBN: 978-3-695-71317-2

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