Forum

Hi,

für meine Arbeit an der Hochschule wollen wir einen Hochspannungswiderstand konstruieren. Dieser soll für 300kV
und einer Leistung von 200W Dauerleistung bei einem Widerstand von ca. 500MOhm ausgelegt werden.
Dafür wird ein PET Schlauch von 27m Länge genommen und mit destilliertem Wasser gefüllt. Verschlossen wird der Schlauch an beiden Seiten mit Kupferelektroden, die gleichzeitig als Anode und Kathode dienen. Das destillierte Wasser soll durch seinen sehr geringen Leitwert als Widerstandsmaterial fungieren. Soweit spricht auch von der Theorie nichts dagegen. Allerdings stellt sich nun die Frage, ob die hohen elektrischen Feldstärken dafür sorgen, dass Ionen vom Kupfer ins Wasser übergehen und somit den Leitwert erhöhen. Da kommt wohl Elektrochemie ins Spiel, von der ich keine Ahnung habe.

Hat einer von euch eine Idee, ob es zur "Verschmutzung" von Kupfer Ionen im Wasser kommen wird? Hängt dieser Prozess von der elektrischen Feldstärke oder auch von der Stromstärke ab?

Ich wäre sehr froh wenn jemand von euch mir da weiter helfen könnte, bzw. eine Einschätzung abgeben könnte.

Viele Grüße hawkpmullins

» 300kV

DC oder AC, und wenn AC welche Frequenz?

Die Temperaturabhängigkeit hast du schon berücksichtigt?

Oh ja, das hätte ich erwähnen sollen. Es handelt sich um Wechselspannung 50Hz. Danke für die schnelle Antwort.

Zur Spannung:

Sind es 300 kVDC oder 300 kVAC?

Sind es 300 kVDC gibt es elektrolytische Effekte. Da werden ganz bestimmt Kupferionen ins Wasser abgegeben und Wasser- und Sauerstoff entstehen. Ich denke, da hört der Spass auf, bevor er beginnt.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Die Temperaturentwicklung ist in der Tat ein Problem. Aber eine grobe Berechnung der Wärmeentwicklung im adiabatischen Fall erlaubt einen Betrieb von 15 min auf jedenfall.

» Es handelt sich um Wechselspannung 50Hz.

Dann kannst du nacktes Kupfer als Elektrodenmaterial vergessen, lass die Dinger platinieren. Aber selbst dann wirst du noch das Problem der Elektrolye haben, es wird also in geringem Umfang gasförmiger Wasserstoff und Sauerstoff entstehen, der muss entweichen können, oder zumindest ein MAG muss her.
Und PET als Schlauchmaterial halte ich auch für wenig geeignet, PE ist da schon wesentlich besser.

Danke für die Info x y

In wie weit verhindert eine platinierte Elektrode den Ionenaustausch? Ist es reaktionsarm genug um einen Ionenaustausch bei so hohen Spannungen zu verhindern?

» » Es handelt sich um Wechselspannung 50Hz.
»
» Dann kannst du nacktes Kupfer als Elektrodenmaterial vergessen, lass die
» Dinger platinieren. Aber selbst dann wirst du noch das Problem der
» Elektrolye haben, es wird also in geringem Umfang gasförmiger Wasserstoff
» und Sauerstoff entstehen,

Welche Frequenz wäre hoch genug, dass die Zeiten zu kurz sind um H und O2 zu erzeugen.

Früher gab es energiefressende Luftbefeuchter wo zwei Kohlen-Elektroden Wasserkontakt hatten. Direkt an 230 VAC mit 50 Hz. Gab es denn dabei auch ein wenig H und O2?

» der muss entweichen können, oder zumindest ein
» MAG muss her.

Was ist ein MAG?

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» In wie weit verhindert eine platinierte Elektrode den Ionenaustausch? Ist
» es reaktionsarm genug um einen Ionenaustausch bei so hohen Spannungen zu
» verhindern?

Davon kannst du ausgehen.

» Welche Frequenz wäre hoch genug, dass die Zeiten zu kurz sind um H und O2
» zu erzeugen.

Das hängt auch vom Elektrodenmaterial ab, bei schwarz platiniertem Platin (Leitfähigkeitsmesszelle für Flüssigkeiten) hat man schon bei 50Hz keine nennenswerte Gasentwicklung mehr. Dennoch verwendet man bei Präzisionsmessungen 1kHz.


» Früher gab es energiefressende Luftbefeuchter wo zwei Kohlen-Elektroden
» Wasserkontakt hatten. Direkt an 230 VAC mit 50 Hz. Gab es denn dabei auch
» ein wenig H und O2?

Aber sicher doch.


» Was ist ein MAG?

Membranausdehnungsgefäß, so wie an der Zentralheizung.

Gibt es noch andere billigere Materialien, die als Elektrode dienen könnten und nicht so teuer sind wie Platin?

» Gibt es noch andere billigere Materialien, die als Elektrode dienen könnten
» und nicht so teuer sind wie Platin?

Hallo,

Kohle oder Graphit z.B.
Für einen aller-allerersten Versuch reicht vielleicht schon eine dicke Bleistiftmine.

Grüße.

» Kohle oder Graphit z.B.

Ganz schlechte Idee, das gibt CO_2 --> pH sinkt --> Leitfähigkeit steigt gewaltig.

» Gibt es noch andere billigere Materialien, die als Elektrode dienen könnten
» und nicht so teuer sind wie Platin?

Ein paar µm Platin sind nicht teuer.

» » Kohle oder Graphit z.B.
»
» Ganz schlechte Idee, das gibt CO_2 --> pH sinkt --> Leitfähigkeit steigt
» gewaltig.

Bitte versteh mich nicht falsch! Er soll nicht mit zwei Zentnern davon das Labor heizen, sondern zwei kleine Stäbchen als Elektroden verwenden .

Ich würde das einfach mal ausprobieren und schauen. Immerhin handelt es sich um einen 28 m langen Schlauch mit vermutlich 15 litern irgendwie "ionenarmen" Wassers.

Grüße.

Ich habe mich mal erkundigt wie viel verplatinieren kostet. Für 100€ kann ich mir 30 Elektroden beschichten lassen. Das ist mehr als genug um zu experimentieren. Doch bevor ich das im Auftrag gebe muss ich sicher sein, dass das auch funktioniert. Gibt es im Internet eine zuverlässige Quelle, die den Sachverhalt noch einmal ausführlich erläutert? Wikipedia ist da nicht eine große Hilfe...

Ein Buchtip wäre auch nicht schlecht.

Auf jedenfall vielen Dank für die zahlreichen Antworten.