Nachweis von Potenzialdifferenzen bei der Netzstromversorgung

Ole Massow, 19 Jahre, JgStf. 13, Gymn.
Torsten Bruns, 19 Jahre, JgStf. 13, Gymn. (2000)

Die Idee

Kraftwerke, Umspannstationen und die Häuser der Endverbraucher elektrischen Stromes sind über Erdanschlüsse mit dem Erdboden verbunden, um einen Potenzialausgleich zu gewährleisten.
Unter bestimmten Bedingungen fließen hier Ausgleichsströme, die wir mit unserer Versuchsanordnung nachweisen wollten.

Kurzfassung

Wir sind zu unserem Thema durch folgende Idee gekommen: Wir hatten gehört, dass die Stromnetzbetreiber den Erdboden als vierten leiter benutzen, über den folglich auch ein Strom fliesst. Daran wollten wir einen Kleinstverbraucher wie z.B. eine Uhr betreiben. Nun hört sich diese Idee utopisch an und deshalb machten wir es uns zum Ziel, erst einmal die Grundlagen zu klären, Modelle zur Verdeutlichung zu finden und diese in Simulationen umzusetzen. Dabei beschäftigten wir uns mit folgenden Fragen: Woher kommt dieser Stromfluss? Wie groß sind Spannung und Stromstärke? Welche Rolle kommt dem Boden als elektrischer Leiter zu?
Idealisierter Potenzialtopf in der Umgebung einer Stromquelle
Die Ergebnisse aus den theoretischen Überlegungen ergaben, dass im Boden tatsächlich ein Stromfluss zu erwarten ist. Nun galt es, die gewonnenen Erkenntnisse durch Freilandmessungen zu untermauern. Nach einigen Fehlversuchen gelang es uns, die Spannungen im Boden und seinen Widerstand zu bestimmen, woraus sich die fliessende Stromsträke berechnen ließ. Somit haben wir auch eine Antwort auf unsere Anfangsidee: der Betrieb eines Kleinstverbrauchers in der Nähe von Transformatorstationen ist in der Theorie möglich, der Beweis steht aber noch aus.