166 sidor antik elbok från 1927 digitaliserad av John Eklund 2003. (Tre kapitel och lite till. 139 bilder).

Hade jag vetat hur mycket jobb det skulle bli, är det inte säkert att det blivit av. Men visst anade jag. Men har man börjat, varför sluta? Själva scanningen ägde rum under en hektisk helg. (Jag vill rikta stort tack till bibliotekschef Staffan Rune). Därefter följde redigeringsjobb utsträckt över flera månader. OmniPage Pro gjorde ett imponerande jobb med OCR-läsning. Ändå är OmniPage:s inbyggda stavningskontroll inte nog och MS Word:s stavningskontroll hittade ytterligare fel varefter viss mödosam korrekturläsning vidtog. OmniPage klarar även att bibehålla textens formatering, men då den gör många misstag och dessutom genererar mycket ineffektiv HTML-kod (denna sida hade blivit mångdubbelt tyngre), bestämde jag att i stället överföra formateringen manuellt i handkodad HTML (min vana trogen)! UltraEdit är en trevlig texteditor med funktion för snabb-inläggning av HTML-tags. Jag har numera stor respekt för de gamla sättarna...

Med facit i hand kan säkert någon invända att jag kunde ha valt intressantare material. Må så vara. Å andra sidan fick jag mycket träning jag förhoppningsvis kan dra lärdom av i framtiden. Men inget utlovas. Scannar jag fler utdrag, betrakta det som en bonus. Ingen lär ju ändå läsa det här?

En sida med scanning-tips är under arbete. Man kan få förbluffande kvalitet på gamla tryckta bilder. Men tekniken känner de flesta inte till - det räcker inte att bara scanna rakt av - punktrastrerade (tryckta) bilder måste efterbehandlas! Tvärt emot vad som brukar stå i scanner-handböcker, ska man aldrig scanna som "line-art" i två-färgers svart-vitt! Jag scannar alltid i färg eller svartvit gråskala - även diagram och ritningar! Vid arbetet med scanningen utvecklade jag en metod med scanning i mycket hög upplösning (1200 DPI) + kontrasthöjning + oskärpa + gammakorrigering. Jag har senare förbättrat processen, som jag skulle påstå kan ge optimalt resultat (förstärk konturer ("oskarp mask") + ev. kontrasthöjning + oskärpa). Jag funderar som bäst (2005) på att skriva ett nytt Photoshop-filter som ska ersätta Gaussisk oskärpa för punktrastrerade tryckta bilder. Mer senare.

Disclaimer: Då förf. ej överlåtit rättigheterna till förlaget, och jag ej nått vederbörande, publiceras materialet tills vidare, med de bästa avsikter. Det är min ärliga uppfattning och förhoppning att författarna och deras efterlevande skulle betrakta denna publicering som något positivt. Publiceringen, och arbetet bakom, har skett helt ideellt. Materialet var dessutom 76 år vid web-publiceringstillfället.

UPPFINNINGARNAS BOK

III

ELEKTRICITETENS ANVÄNDNING

NY FULLSTÄNDIGT OMARBETAD UPPLAGA UNDER REDAKTION AV
SAM LINDSTEDT

Kommendörkapten

Stockholm, P. A. Norstedt & Söners Förlag
1927 Kungl. Boktryckeriet P. A. Norstedt & Söner
220535

Det elektriska ljuset (s. 133-208)
Bågljuset
Kvicksilverbåglampor
Glimljuslampor
Glödljuset
Koltrådslampan
Lampans evakuering
Nernstlampan
Volframlampor
Belysningsteknik

Beskrivning av några elektricitetsverk (s. 380-438)

Den elektriska industrins historia (s. 867-883)

Övriga korta utdrag
Vattenstrålmotstånd!

IV.

DET ELEKTRISKA LJUSET.

Av förste ingenjör K. J. Laurell.

INLEDNING.

Belysningsmedlens utvecklingshistoria. Med den större kunskap om naturföreteelserna, som kännetecknar människosläktets utveckling, har följt förmågan att fullständigare kunna utnyttja naturkrafterna, varigenom människan i viss mån gjort sig oberoende av sådana yttre naturförhållanden som värme och köld, ljus och mörker. Eldens användning kan sägas representera det första stora steget i utvecklingen. Som ljusalstrare har elden fortfarande vidsträckt användning, och vi behöva därvid som exempel endast nämna fotogen-, acetylen- och gasljuset. Särskilt för vårt land med dess långa och mörka kvällar är belysningsfrågan av mycket stor vikt. I själva verket voro belysningsanordningarna såväl i vårt land som annorstädes länge mycket enkla; en förändring till det bättre synes först ha inträtt med 1800-talet. Ett mera allmänt användande av den efter dåtida förhållanden utmärkta fotogenbelysningen kom hos oss först till synes efter århundradets mitt. Före denna tid användes för inomhusbelysningen ljusskenet från eldhärden, torrvedsstickor, tranlampor, vax- och talgljus m. fl. mer eller mindre primitiva ljuskällor, vilka gåvo ett svagt och flämtande ljus, som fordrade oavlåtlig tillsyn och skötsel. För belysningen inom större städer utomlands började lysgasen komma till användning i början av 1800-talet, men densamma infördes i Sverige först c:a 50 år senare. Dess användning ökades raskt, så att vid början av 1900-talet gasbelysning anordnats inom de flesta städer i vårt land.

Vi komma nu till den sista och för vår tid utan tvivel viktigaste artificiella ljuskällan, nämligen det elektriska ljuset. Vi ha fått bevittna, huru detsamma segerrikt upptagit striden med varje annan ljuskälla, beroende på dess hittills oanade förmåga till anpassning. Elektriska lampor kunna nämligen utan svårighet framställas från en bråkdel av ett normalljus till tusentals normalljus styrka, de kunna bekvämt tändas och släckas,


134DET ELEKTRISKA LJUSET.
de äro fullt driftsäkra med hänsyn till explosions- och eldfara, de förbruka ej det för människan så nödvändiga syret samt lämna ett i kvalitativt hänseende hittills oöverträffat artificiellt ljus. Det elektriska ljusets fördelar äro för var och en så uppenbara, att desamma ej behöva mera ingående framhållas. På tal om den elektriska belysningens överlägsenhet må i detta sammanhang erinras om att de elektriska lamporna, då de först framträdde, ej på långt när voro så fulländade som nu, utan liksom alla nya uppfinningar ledo av en mängd barnsjukdomar, vilka först efter många och långa års forskare- och uppfinnareverksamhet övervunnos.

Ehuru ljusalstringen medelst den elektriska strömmen var känd redan i början av 1800-talet, kunde det elektriska ljuset likväl ej få praktisk användning, förrän en hel del problem rörande den elektriska energiens alstring och distribuering lösts samt en användbar elektrisk lampa uppfunnits. Samtliga dessa frågor hade i det väsentligaste uppklarats intill år 1880, varför man kan räkna med den elektriska belysningens framträdande från detta år. Sedan dess hava de elektriska lamporna undergått ständigt nya, intill våra dagar fortskridande förbättringar. Mot slutet av 1880-talet började en del privata elektriska belysningsanläggningar att utföras i Stockholm. Först år 1892 färdigbyggdes stadens kommunala elektricitetsverk, varför man från denna tidpunkt kan räkna det elektriska ljusets mera allmänna införande i staden. Samtidigt började detsamma även på andra håll i vårt land att arbeta sig fram i konkurrens med befintliga ljuskällor. I själva verket har det elektriska ljuset först under de senaste åren och närmare bestämt efter år 1910 fullständigt slagit igenom i och med ett allmännare införande av de ekonomiska metalltrådslamporna och ett fullständigare utnyttjande av vår vattenkraft.

Då det elektriska ljuset numera allmänt användes icke blott i städerna utan även i de mest avlägsna platser på landsbygden, kunna nutidens människor ej undgå att i det dagliga livet komma i beröring med olika typer av elektriska lampor, varigenom behovet av att lära känna deras benämning, konstruktion och arbetssätt blivit särskilt framträdande. Givetvis måste hithörande frågor beaktas, för att det elektriska ljusets stora möjligheter skola på ett rätt sätt kunna utnyttjas. Ett studium av de elektriska lamporna blir således icke blott av teoretisk utan även av stor praktisk betydelse. För att ur såväl teknisk som ekonomisk synpunkt kunna jämföra de i marknaden tillgängliga elektriska lamptyperna måste man först och främst göra klart för sig ljusets natur och de viktigaste fotometriska enheterna och grundbegreppen.

Ljusets natur. Ljuset utgör som bekant orsaken till att vi medelst synsinnet till form och färg kunna uppfatta den yttre världen i alla dess olika yttringar. Ökat kan för människan sägas vara halva världen; intet annat sinnesorgan kan på en gång till vårt medvetande överföra så många och så skilda intryck som detta De båda frågorna, vad är ljus och vad förmedlar seendet, ha under alla tider i hög grad intresserat en stor del av mänskligheten. Trots detta har det först varit vår tid förunnat att på ett tillfredsställande sätt kunna besvara dessa frågor. Vår nuvarande uppfattning av ljuset ansluter sig i huvudsak till den av HUYGENS år 1678 uppställda undulations- eller vibrationsteorien. Sedan MAXWELL år 1865 framställt sin elektromagnetiska ljusteori, vilken av LORENZ på 1890-talet kompletterades genom elektronteorien, ha en mängd förut oförklarliga företeelser speciellt beträffande sambandet mellan ljus och elektricitet vunnit sin tydning.


INLEDNING.LJUSETS NATUR.135
Det elektriska ljuset liksom allt annat ljus vare sig det härstammar från solen från de artificiella ljuskällorna utgör en art av energistrålning och speciellt den art, som kan inverka på ögats näthinna på sådant sätt, att en bild av det lysande föremålet uppfattas. I själva verket är det tack vare de energimängder, som under årtusenden genom solljuset ha överförts och fortfarande överföras till vår planet, som densamma kunnat bibehålla en för det organiska livets fortbestånd tillräckligt hög temperatur. Så gött som varje form av energiomsättning inom såväl den döda som den levande naturen har sitt ursprung i solljuset. Våra vattenfall, vilka vi numera på grund av elektroteknikens snabba utveckling på ett ekonomiskt sätt kunna tillgodogöra oss för ljus- och kraftändamål, kolet, som hämtas upp från det djupa gruvschaktet, veden, som tages från skogen, vinden, som driver väderkvarnen, etc., samtliga dessa för den nutida kulturen så viktiga kraftkällor ha som bekant solstrålarna att tacka för sin tillvaro.

Enligt nu gängse uppfattning utgör ljuset liksom kemiska strålar, värme- och röntgenstrålar endast en avart av de vid den trådlösa telegrafien och telefonien använda elektromagnetiska vågorna, vilka med mycket stor hastighet fortplanta sig i rymden. Dessa kunna uppfattas som svängningar eller oscillationer i den s. k. etern, vilken tänkes uppfylla den oss omgivande rymden, och desamma anses på ett eller annat sätt förorsakas av elektronernas rörelse. Dessa elektroner utgöra den negativa elektricitetens minsta smådelar med en massa, som endast är c:a en adertonhundradel av väteatomens. Atomen, som förr ansågs vara materiens minsta del, antages numera bestå av en positivt laddad kärna, omkring vilken ett större eller mindre antal elektroner fritt kunna cirkulera på samma sätt som planeterna i vårt solsystem. Grundtanken vid den elektromagnetiska ljusteorien är således den, att värme-, ljus- och röntgenstrålar äro elektromagnetiska vågor, vilka samtliga förorsakas av elektronernas oscillationer. Därvid år det endast oscillations- eller svängningshastigheten, som är avgörande för strålningens art.

För att elektronen skall kunna bliva en ljuskälla, får dess svängningstal endast variera mellan c:a 430 och 750 billioner per sek. Från de självlysande kropparna, t. ex. solen, en glödlampa etc., utstråla sålunda elektromagnetiska vågor med detta periodtal. De mörka, ej självlysande kropparna, bliva synliga därigenom att ljusstrålarna återkastas i alla riktningar från deras yta. Detta fenomen benämnes diffusion eller irreguljär reflexion. Vid speglande eller reguljärt reflekterande ytor återkastas ljuset endast i en viss bestämd riktning, beroende på den infallande ljusstrålens riktning. Lagarna för diffusionen och reflexionen komma att närmare studeras i samband med de inom belysningstekniken använda reflektorerna och deras konstruktion.

Genom en mängd av olika forskare utförda sinnrika experiment har man med full visshet kunnat påvisa. att alla de ovan nämnda slagen av energistrålar, såväl värme-, ljus- och röntgenstrålar som övriga elektromagnetiska vågor, fortplanta sig i rymden (etern) med en och samma hastighet, nämligen 300 000 km. per sek. Ljushastigheten i vatten är endast ¾ och i glas 2/3 så stor som i tomrummet. Då vid varje vågrörelse fortplantningshastigheten måste vara lika med produkten av svängningstalet och våglängden, följer, att de strålar, som ha det högsta svängningstalet, måste få den minsta våglängden och tvärt om. Av denna anledning utgör således våglängden den för varje art av strålar karakteristiska storheten. Till slut några orienterande uppgifter beträffande de olika strålarnas våglängder. Med hänsyn till storhetsordningen kunna röntgenstrålar


136DET ELEKTRISKA LJUSET.
lämpligen uppmätas i milliondels mm., det vanliga ljuset i tusendels mm. och elektromagnetiska vågor för trådlös telegrafering och telefonering i meter.

Ljusa och mörka strålar. Av det föregående framgår, att vi kunna tänka om ett oändligt antal strålar, d. v. s. elektromagnetiska vågor med våglängder varierande från noll till oändligheten. Av dessa kunna endast de strålar, vilkas våglängder ligga mellan c:a 0.7 och 0.4 tusendels millimeter, uppfattas som ljus. Dessa våglängder, räknade från de större till de mindre, karakterisera de olika ljusfärgerna i följande ordning: rött, orange, gult, grönt, blått, indigo och violett. Det av synsinnet som vitt uppfattade ljuset innehåller alla dessa färger, vilket framgår av att detsamma kan uppdelas i ett s. k. spektrum medelst en glasprisma. I regnbågen förekommer en sådan uppdelning av det vita ljuset. Det röda ljuset har den längsta och det violetta den kortaste våglängden. Strålar med större våglängder än c:a 0.7 tusendels mm. kunna ej uppfattas av ögat men väl iakttagas genom sina värmeverkningar. Dessa s. k. ultraröda strålar benämnas på grund därav även värmestrålar. Å andra sidan kalla vi de strålar, som ha en våglängd mindre än 0.4 tusendels mm., ultravioletta strålar eller, på grund av deras framträdande kemiska verkningar, kemiska strålar. Ej heller dessa kunna uppfattas av synsinnet. I detta sammanhang vilja vi framhålla, att även ljusstrålarna kunna åstadkomma såväl värmeverkningar som kemiska förändringar. Skillnaden är blott, att de förstnämnda verkningarna framträda kraftigare vid värmestrålarna och de sistnämnda kraftigare vid de kemiska strålarna.

Fotometriska grundbegrepp. Ett av grundvillkoren för en riktig bedömning av de olika ljuskällorna är utan tvivel kännedomen om ögats fysiologiska egenskaper, speciellt dess ljuskänslighet för olika färger. Den å fig. 151 visade kurvan ger ett fullständigt svar på denna fråga. Densamma har erhållits genom att man på experimentell väg bestämt den strålningseffekt, d. v. s. energi per sekund, som i olika delar av spektret erfordras för samma ljusintryck. Ju mindre strålningseffekt desto större känslighet och tvärt om. Av denna kurva framgår, att ögats ljuskänslighet är störst för gröngult ljus med våglängden 0.55 tusendels mm. samt avtar för större eller mindre våglängder. Kurvan visar, att om exempelvis en lampa enbart strålar orangefärgat ljus med våglängden 0.61 tusendels mm., så skulle dess ljusstyrka endast utgöra hälften av det värde, som erhålles vid en lampa, vilken strålar gröngult ljus med våglängden 0.55 tusendels mm., oaktat den utstrålade energimängden är densamma. Med detta förhållande för


INLEDNING.FOTOMETRISKA GRUNDBEGREPP.137
ögonen skulle man frestas att söka utföra de artificiella ljuskällorna med gröngult ljus för att erhålla det bästa ekonomiska ljusutbytet. Ljuset från en sådan lampa skulle emellertid ej kunna ersätta dagsljuset, framför allt vid alla sådana tillfällen, där man önskar att föremålen skola framträda med rätt färgvalör. Detta är orsaken till att denna s. k. monokromatiska (enfärgade) lampa ej kan få någon större användning oaktat sin teoretiska överlägsenhet med hänsyn till verkningsgrad och ekonomi.

Vi skola nu söka klargöra vad som menas med ljusstyrka och huru densamma uppmätes. Då vid varje mätning, den må vara av vad ek som helst, en normal eller likare erfordras som måttsenhet, gäller det först och främst att fastslå normalljusets storlek. Tyvärr användas olika enheter i skilda kulturländer. I vårt land liksom i Tyskland, Österrike och Schweiz angives ljusstyrkan vanligen i hefnerljus (Hlj.), utgörande ljusstyrkan i horisontell riktning vid en amylacetatlampa, utförd enligt vissa noga angivna föreskrifter och brinnande med 40 mm. låga. Denna normallampa, som även benämnes hefnerlampa, ger ett för praktiskt bruk tillräckligt konstant ljus. I detta sammanhang bör omnämnas, att det normalljus, som användes i England, Frankrike och Förenta staterna, är 11 % större än det förut nämnda. Detta s. k. internationella normalljus är således lika med 1.11 Hlj., vilket förhållande måste ihågkommas vid ekonomiska jämförelser mellan exempelvis tyska och amerikanska lampor. Ljusstyrkan vid de vanliga ljuskällorna är ej lika i olika riktningar, varav följer, att man noga måste hålla reda på, till vilken riktning ett visst angivet värde hänföres.

Om ljusstyrkan för en lampa bestämmes i olika riktningar, skall man finna, att den varierar på ett för varje lamptyp karakteristiskt sätt. Då flertalet av de i praktiken använda elektriska lamporna uppvisa en symmetrisk ljusfördelning, kan densamma åskådliggöras genom en s. k. ljusfördelningskurva, vilken erhålles genom att ett plan tänkes lagt genom symmetriaxeln, och de till detta plan hörande värdena inritas för de olika riktningarna.

Som orientering angivas två stycken typiska ljusfördelningskurvor a och b å ovanstående fig. 152. Av dessa anger (a) ljusfördelningskurvan för en 200 normalljus s. k. enwattslampa med ett effektbehov av 200 watt. Kurvan (b) anger ljusfördelningen


138DET ELEKTRISKA LJUSET.
vid en 150 watts s. k. halvwattslampa. Skillnaden i kurvornas form är beroende på glödtrådens olika, monteringssätt vid de båda lamporna.

För att kunna utföra en ekonomisk jämförelse mellan ljuskällor med olika ljusfördelningskurvor har det visat sig vara ändamålsenligt att införa begreppet sfärisk medelljusstyrka, vilket definieras som medelvärdet av ljusstyrkorna i alla tänkbara riktningar. Om en lampa förses med en passande spegelreflektor, kan ljusstyrkan i en viss riktning utan svårighet exempelvis tiodubblas. Om man samtidigt bestämmer medelljusstyrkan för den nya ljusfördelningen, skall man finna, att detta värde ej ökat utan tvärt om minskat 15-20 %, beroende på vissa ljusförluster i reflektorn. Av detta framgår, att man ej med något yttre medel kan öka lampans medelljusstyrka, vilket tyder på, att detta värde utgör det karakteristiska måttet på det totala ljusflöde, som utsändes från lampan. För lampor, avsedda att endast kasta ljuset under horisontalplanet, exempelvis gatubelysningslampor, brukar ljusstyrkan ofta angivas i det undre halvsfäriska, det s. k. hemisfäriska medelvärdet. Som orientering kan angivas, att vid t. ex. en 25 normalljus vanlig enwattslampa den största ljusstyrkan är 25 Hlj. i en riktning vinkelrätt mot lampans symmetriaxel, under det att den sfäriska medelljusstyrkan endast är c:a 20 Hlj.

Fotometrar. Att efter ögonmått bestämma en lampas storlek måste givetvis ge ett mycket osäkert värde. De apparater, med vars tillhjälp en noggrann bestämning av ljusstyrkan kan ske, benämnas med ett gemensamt namn fotometrar. Den enklaste typen är den s. k. fettfläcksfotometern (BUNSENS fotometer), vilken grundar sig på följande rön. Om ett med en fettfläck försett vanligt vitt papper belyses från två sidor, så försvinner skenbart denna fläck, då belysningen till sin storlek är lika å papperets båda sidor. Om man med exempelvis vax eller stearin bildar en rund fläck på ett stycke vitt papper samt belyser detta framifrån, skall man finna, att fläcken framträder mörk i förhållande till det övriga papperet. Däremot synes densamma ljus, om belysningen kommer bakifrån. Var och en, som är intresserad av hithörande frågor, kan med mycket enkla medel förfärdiga en dylik fotometer.

Såväl fotometerskärmen som lamporna placeras å en vanligen 3 meter lång graderad mätbänk enligt fig. 153. För att de båda sidorna av skärmen samtidigt skola kunna bekvämt iakttagas, ha tvenne speglar placerats bakom skärmen i 45° vinkel mot densamma. Härigenom underlättas en noggrann inställning. Utseendet av den belysta skärmen med fettfläcken angives å samma figur för olika placeringar, varvid den mittersta bilden anger utseendet för den rätta inställningen. Vi skola nu se, huru man med kännedom om avståndet från skärmen C till de båda lamporna A och B skall kunna erhålla förhållandet mellan deras normalljustal.

I enlighet med fig. 154 tänka vi oss en lampa, vars ljusstyrka i riktningen A-B är bekant. Vinkelrätt mot denna riktning ha tre stycken skärmar inplacerats på avstånden 1, 2 och 3 meter. Genom en första blick på denna figur övertyga vi oss lätt om


INLEDNING.FOTOMETRAR.139
att samma ljusknippe (ljusflöde) kommer att belysa olika stora ytor, vilka i detta fall förhålla sig som talen 1: 4: 9, d. v. s. som kvadraten på avståndet från lampan. Belysningen, d. v. s. ljusflödet per ytenhet å de tre planen, måste av denna anledning avta med kvadraten på avståndet. Belysningsenheten har fastställts till det värde, som erhålles, om ljusstyrkan är ett normalljus och avståndet en meter. Denna enhet benämnes en lux. Vi anföra följande exempel. En 25 nlj. lampa placeras antingen på en eller på fem meters höjd över ett bord. I förra fallet blir belysningen å bordet 25/1 d. v. s. = 25 lux och i det senare fallet 25/25 d. v. s. = 1 lux. Det ligger inom vars och ens erfarenhetsområde, att belysningen är störst, då ljusstrålarna träffa, ytan vinkelrätt, och minst, då desamma gå parallellt med ytan. I själva verket gäller, att belysningen varierar på samma sätt som cosinus för infallsvinkeln (vinkeln mellan ytans normal och ljusstrålen).

Vi återgå nu till fig. 153 för, att visa, huru ljusstyrkan hos en lampa uträknas med tillhjälp av fotometeravläsningarna. Enligt det föregående avläses skärmens avstånd till lamporna, då belysningen är lika å skärmens båda sidor. Vi anföra följande exempel. Ljusstyrkan (x) hos en lampa skall bestämmas, då en normallampa på 10 Hlj. finnes tillgänglig. Efter inställning avläses å fotometern ett avstånd frän skärmen uppgående till 1.0 meter för normallampan och 1.5 meter för provlampan. Härav följer enligt förut klarlagda lagar för belysningen, att x/2.25 = 10/1, d. v. s. x = 22.5 Hlj. Med andra ord, ljusstyrkorna förhålla sig direkt som kvadraten på lampavstånden till skärmen. Vi behöva väl knappast påpeka, att de i praktiken numera använda fotometrarna ej äro fullt så primitiva som den ovan beskrivna fettfläcksfotometern, men utrymmet medgiver ej ett närmare ingående härpå.

Så länge de använda elektriska lamptyperna uppvisade en likformig ljusfördelning, behövde man endast bestämma ljusstyrkan i en viss enligt överenskommelse fastställd riktning för att kunna jämföra olika lampstorlekar, och fabrikanterna valde därvid helt naturligt den riktning, i vilken strålningen var störst. Den påstämplade ljusstyrkan vid koltråds- och enwatts metalltrådslampor anger normalt medelljusstyrkan i horisontell riktning vid vertikalt monterade lampor. Fotometreringen utföres på så sätt, att provlampan inskruvas i en lamphållare, som med tillhjälp av en elektrisk motor kan sättas i rotation kring sin symmetriaxel. Det sökta värdet kan då erhållas genom en enda mätning.

Då de s. k. halvwatts metalltrådslamporna infördes i marknaden, vilka med hänsyn till ljusfördelningen helt och hållet avveko från de äldre lamporna, blev man tvungen att övergå till en normering grundad på den sfäriska medelljusstyrkan. Då denna,


140DET ELEKTRISKA LJUSET.
efter vad vi förut sett, ger ett riktigt begrepp om den från lampan utstrålade ljusmängden, vilar denna normeringsmetod tydligen på en fullt vetenskaplig grund och lämpar sig därför bättre för jämförelse av olika lampors ekonomi. Efter allt att döma komma alla nya lampor, även de förutnämnda äldre typerna, att inom de närmaste åren av fabrikanterna påstämplas det sfäriska medelvärdet.

Att en bestämning av den sfäriska medelljusstyrkan medelst den vanliga fotometern måste bli mycket tidsödande är uppenbart. Med detta för ögonen framstår omedelbart betydelsen av den s. k. kulfotometerns uppfinnande. Medelst denna efter uppfinnaren benämnda ULBRICHTS fotometer, som schematiskt finnes framställd å fig. 155, kan det sfäriska medelvärdet direkt erhållas genom en enda inställning.

Av fig. 155 framgår, att provlampan A monteras inuti ett vanligen av plåt utfört klotformat hölje med 1-2 meters diameter. Detta klot, som invändigt målas med matt, vit färg, är vid den mot fotometerbänken vända sidan försett med ett fönster E, i vilket en matterad glasskiva är insatt. Genom en särskild skärm D är det matterade glaset skyddat för direkta strålar från provlampan A. I enlighet med de för diffus reflexion gällande lagarna måste ljusstyrkan hos detta fönster vara direkt proportionell mot provlampans sfäriska medelljusstyrka. Fönstret E träffas endast av diffust ljus från sfärens vitmålade inneryta, vilket å fig. 155 schematiskt åskådliggöres för tre godtyckliga punkter av denna yta. Fotometreringen kan nu utföras på samma sätt, som förut beskrivits, varvid det med diffust ljus strålande fönstret betraktas som den obekanta ljuskällan och jämföres med normallampan B. Kulfotometerns konstant har förut bestämts genom att en lampa med känd sfärisk medelljusstyrka insatts i kulan och fotometrerats.

Vi komma nu till begreppet ljusflöde och dess definition. Om belysningen över en viss yta är en lux, måste varje kvadratmeter av denna yta träffas av en och samma ljusmängd eller rättare uttryckt ljusflöde, vilken enhet benämnes lumen. Om vi vidare tänka oss en ljuskälla, som i alla riktningar har en ljusstyrka av ett hefnerljus, placerad inuti ett klotformigt hölje med en radie av en meter, så blir belysningen å detta skal enligt vad vi förut sett en lux. Då nu ytan av en sfär med radien I meter är 4 π, d. v. s. 12.56 kvadratmeter, följer enligt ovan angivna definition av ljusflödets enhet, lumen, att ett normalljus utsänder ett ljusflöde av 4 π = 12.56 lumen. En lampa med exempelvis en sfärisk medelljusstyrka av 20 Hlj. utstrålar således 4 π·20 = 251.2 lumen. Inom elektrotekniken användes som bekant enheten en watt för att uppmäta effekten, d. v. s. energien per sek. En lampas ekonomi eller ljusutbyte kan på grund härav lämpligen anges i lumen/watt eller Hlj./watt, då ljusstyrkan i det senare fallet angives i sfäriskt medelvärde. Lampans specifika effektbehov angives analogt härmed i watt per hefnerljus.


INLEDNING.TEMPERATURSTRÅLNING.141
Temperaturstrålning. Om en fast eller flytande kropp upphettas till allt högre och högre temperatur, utstrålar den som bekant till att börja med endast mörka, ej synliga strålar, värmestrålar. Vid en temperatur av c:a 520°, då kroppen börjar glöda, ha även synliga strålar med stor våglängd tillkommit, de röda strålarna. Samtidigt med att temperaturen stiger, blir det utstrålade ljuset vitare på grund av att flera strålar med kortare våglängder tillkomma. Då kroppen är vitglödande, utstrålas samtliga de inom det synliga spektret befintliga våglängderna. Undersökes energifördelningen i förhållande till de olika våglängderna vid olika temperaturer hos glödkroppen, erhållas kurvor i enlighet med fig. 156. Dessa hänföra sig till 2 000°, 3 000° och 3 500° absolut temperatur. Om dessa värden minskas med 273°, erhållas motsvarande temperaturer enligt den vanliga hundragradiga termometern (Celsius' termometer).

Vid denna art av ljusstrålning, som är bunden vid hög temperatur hos lyskroppen och benämnes temperaturstrålning, är energifördelningen fullt beräkningsbar för s. k. svarta strålningskroppar. Dessa äro av särskilt intresse, på grund av att den utstrålade energimängden utgör det teoretiska övre gränsvärdet. En svart kropp har dessutom den egenskapen att fullständigt absorbera alla de strålar, som träffa densamma. Till temperaturstrålarnas grupp kunna flertalet av de använda artificiella ljuskällorna räknas, och vi behöva därvid. endast uppräkna stearinljuset, fotogen- och gaslampor samt de elektriska glödlamporna.

Återgå vi nu till kurvorna å fig. 156, så framgår, att för varje temperatur finnes en viss våglängd, vid vilken energistrålningen har sitt största värde, samt att denna våglängd minskar med ökad temperatur. Detta stämmer ju även med den förändring, som ljuset från en glödande kropp undergår med hänsyn till färgen, då temperaturen höjes. I själva verket gäller det enkla förhållandet, att våglängden ändras omvänt proportionellt mot den absoluta temperaturen. Av figur 156 framgår vidare, att ju högre temperaturen är, desto större del av den totalt utstrålade energien kommer att ligga inom det uppfattbara våglängdsområdet 0.4-0.7 tusendels mm. Detta beror på att kurvornas maximipunkter förflyttas mot allt lägre våglängder vid allt högre temperaturer. För att maximivärdet skall infalla vid den våglängd, 0.55 tusendels mm., som motsvarar ögats största ljuskänslighet, måste kroppen upphettas till en temperatur av c:a 6 000° C, motsvarande det värde, som antages för solens temperatur.

I fig. 157 visas energifördelningen vid en till 3 500° abs. temperatur upphettad svart


142DET ELEKTRISKA LJUSET.
kropp. Den del av den totala energistrålningen, som faller inom den synliga delen av spektret, har å figuren snedstreckats, samt den del, som på grund av ögats olika känslighet för olika våglängder karakteriserar ljusstrålningens styrka, korsstreckats. Förhållandet mellan den snedstreckade ytan och kurvans hela yta ger ett mått på strålningsverkningsgraden. Då ögats ljuskänslighet ej är konstant inom hela det uppfattbara spektrumområdet, blir den reducerade eller optiska verkningsgraden mindre, vilket åskådliggöres genom den korsstreckade ytans storlek i förhållande till den totala ytan. Dessa båda verkningsgrader variera med temperaturen i enlighet med de å fig. 158 angivna kurvorna.

Av fig. 158 framgår, att verkningsgraden med avseende på ljusstrålningen högst kan uppgå till c:a 40 % vid en absolut temperatur av c:a 7 000°, samt att den optiska verkningsgraden stiger till högst 15 % vid en absolut temperatur av c:a 6 000°. Efter ett närmare studium av dessa kurvor framgår omedelbart, att lösningen av det tekniska problemet att uppfinna en lampa med mycket hög verkningsgrad ytterst bottnar i utfinnandet av ett material, som tål högsta möjliga temperatur utan att förgasas eller smälta. Om man följer den historiska utvecklingen av de olika ljuskällorna, skall man finna, att varje gång en mer ekonomisk lampa uppfunnits, densamma karakteriserats av en högre temperatur hos lyskroppen. Som orientering kunna vi nämna följande exempel. Ett vanligt stearinljus utsänder ljusstrålar, på grund av att i den lysande lågan finnes fint fördelat kol, vilket enligt företagna mätningar har en temperatur av c:a 1 400° C. Temperaturen hos de lysande kolpartiklarna i fotogenlampans gaslåga är c:a 1 550° C. och vid acetylenlampan c:a 2 100° C. Om vi vidare uppräkna de elektriska glödlamporna i den historiska följd de kommit till användning och därvid ange glödtrådens temperatur, erhålles för koltrådslampan c:a 1 850° C, för tantallampan c:a 1 950° C, för enwatts volframlampan c:a 2 100° C. och för halvwatts volframlampan c:a 2 500° C. Den motsvarande optiska verkningsgraden blir för stearinljuset 0.017 %,


INLEDNING.LUMINISCENSSTRÅLNING.143
fotogenljuset 0.05 %, acetylenljuset 0.1 %, koltrådslampan 0.5 %, tantallampan 1.0 %, volframlampor, enwatts 1.8 % och halvwatts 3.4 %.

Av föregående orienterande sammanställning framgår omedelbart, att de lampor, som basera sig på temperaturstrålning, uppvisa en anmärkningsvärt låg verkningsgrad. Till och med de bästa elektriska lamporna tillhörande denna klass ligga med hänsyn till verkningsgraden ännu långt från det teoretiska gränsvärdet 15 %. Att man vid elektriska glödlampor tillnärmelsevis skall kunna uppnå detta gränsvärde synes föga sannolikt, då man betänker, vilka stora svårigheter hittills ha måst övervinnas och vilken intensiv uppfinnarverksamhet har utvecklats, innan de nuvarande ekonomiska halvwattslamporna med volframtråd konstruerats. Av de hittills kända grundämnena finnes intet, som kan tänkas ersätta volframmetallen. Då dess smältpunkt ligger vid c:a 3 000° C, kan man tydligen med denna metall ej på långt när uppnå den erforderliga temperaturen av c:a 6 000° C.

Beträffande det spec. effektbehovet har detsamma minskats från 3.5 watt/Hlj. vid koltrådslamporna till 0.5 watt/Hlj. vid stora halvwatts volframglödlampor, vilket motsvarar en sjundedel så stor energiåtgång för samma ljusflöde. De bästa elektriska glödlamporna uppvisa således ett ljusutbyte av c:a 2 Hlj./watt eller c:a 25 lumen/watt. Det teoretiska gränsvärdet motsvarar för en temperaturstrålare c:a 10 Hlj./watt eller 125 lumen/watt. Ljusstyrkan förutsättes härvid vara angiven i det sfäriska medelvärdet.

Luminiscensstrålning. Av det ovan angivna framgår, att om en radikal förbättring av de elektriska lamporna i ekonomiskt hänseende skall kunna uppnås, sannolikt nya hittills obanade vägar måste väljas, då de temperaturstrålande kropparna uppvisa ett så lågt teoretiskt gränsvärde för verkningsgraden som 15 %. Det gäller att uppfinna sådana lampkonstruktioner, där energistrålningen endast ligger inom den synliga delen av spektrum och vid vilka de för belysningsändamål onyttiga mörka strålarna saknas. En känd art av strålning, s. k. luminiscensstrålning, tyder på, att detta kan vara möjligt. Vid denna strålningsart, som uppträder vid gaser, då dessa exempelvis påverkas av ett kraftigt elektriskt fält, erhålles ett diskontinuerligt spektrum, vid vilket strålar med endast vissa våglängder finnas. Till denna typ av strålning kan ljuset effektbåglampor, kvicksilverlampor, kvartslampor och glimljuslampor räknas. Luminiscensstrålningen är ej beroende av temperaturen utan endast av ämnets natur.


144DET ELEKTRISKA LJUSET.
Till detta ljus kan, även räknas det av vissa insekters och fiskars lysapparater utsända ljuset. Som exempel nämnes lysmaskar, eldflugor etc.

Följande frågor äro i detta sammanhang av intresse. Vilken verkningsgrad skulle erhållas vid en tänkbar ännu ej uppfunnen lampa, som utstrålar hela den tillförda energimängden som ljusstrålar med våglängden 0.55 tusendels mm., d. v. s. det gröngula ljus, som med hänsyn till ögats känslighet enligt föregående är den mest ekonomiska ljusfärgen? Vad blir denna s. k. monokromatiska lampas spec. effektbehov och ekonomi? Enligt vår nuvarande kunskap skulle det specifika effektbehovet bli c:a 0.02 watt per Hlj. och lampans ekonomi c:a 50 sfär. Hlj./watt d. v. s. c:a 625 lumen/watt.

Huru ställer sig saken, om s. k. selektiv strålning förutsättes, d. v. s. om all energi utstrålas inom våglängdsområdet 0.4-0.7 tusendels mm., varigenom ett i kvalitativt hänseende bättre ljus erhålles, nämligen ett mot dagsljuset i färg svarande ljus. Enligt den å fig. 151 visade ljuskänslighetskurvan för ögat blir verkningsgraden c:a 40 %. Det teoretiska gränsvärdet för specifikt effektbehov och ekonomi blir för en ljuskälla av denna typ resp. c:a 0.05 watt/Hlj., c:a 20 Hlj./watt och c:a 250 lumen/watt.

Belysningsteknikens mål och möjligheter. För att vi bekvämt skola kunna jämföra de ovan angivna karakteristiska storheterna, specifikt effektbehov och ekonomi, hava dessa värden sammanförts i nedanstående tabell.

Strålningsart och lamptyp
Spec. effektbehov i watt pr sfär. medelljusstyrka
Ljusutbyte i sfär. medelljusstyrka pr watt
Ljusutbyte i lumen pr watt
a) Teoretiska gränsvärden.
Temperaturstrålning vid c:a 6 000°, vitt ljus . .
0.10 W./Hlj.
10 Hlj./W.
125 Lm/W.
Selektiv strålning vid c:a 4 000°, vitt ljus . . .
0.05 »
20 »
250 »
Monokromatisk strålning med gröngult ljus . .
0.02 »
50 »
625 »
b) Värden från utförda elektriska lampor.
Koltrådslampa för 3.5 W. per horis. hefnerljus
4.0 »
0.25 »
3.2 »
Tantallampa för 1.6 W. per horis. hefnerljus .
2.00 »
0.50 »
6.3 »
Nernstlampa . . . . . . . . . . . . . . . .
2.40 »
0.42 »
5.3 »
Volframlampa, »enwatt», vakuumlampa . . . .
1.25 »
0.80 »
10.0 »
Volframlampa, »halvwatt», gasfylld lampa . . .
0.63 »
1.60 »
20.0 »
Kvartslampa, kvartsglas kvicksilverbåglampa . .
0.50 »
2.0 »
25.0 »
Effektbåglampa med impregn. kol för gult ljus
0.42 »
2.4 »
30.0 »
Effektbåglampa med impregn. kol för vitt ljus
0.50 »
2.0 »
25.0 »
Äldre båglampor med ej impregn. kol för vitt ljus
1.00 »
1.0 »
12.6 »

För bedömning av huru långt tekniken kommit i utvecklingen av de vanliga lamptyperna, och huru mycket som återstår i lampornas förbättring för att desamma i ekonomiskt hänseende skola närma sig de teoretiska gränsvärdena, har tabellen kompletterats med motsvarande värden för några av de i praktiken använda elektriska lamporna. Då dessa värden i hög grad äro beroende på de undersökta lampornas storlek, göra desamma endast anspråk på att vara orienterande med avseende på de övre gränserna.


BÅGLJUSET.HISTORIK.145
Vid båglamporna har ej tagits hänsyn till de förluster, som erhållas genom de erforderliga seriemotstånden, varför de angivna värdena vid dessa äro något högre än de, som erhållas i praktisk drift.

Av ovanstående tabell framgår, att de nuvarande elektriska lamporna böra avsevärt kunna förbättras, innan den teoretiska gränsen för ljusutbytet tillnärmelsevis uppnås.

Då belysningsteknikens viktigaste mål kan sägas vara uppfinnandet av en lampa, i vilken den största möjliga del av den tillförda energien omsättes till ljus, följer av det föregående, att ett medel måste uppfinnas, varigenom de mörka strålarna avskärmas. Man skulle härigenom kunna erhålla en ljuskälla, som för samma energiförbrukning lämnar c:a 10 gånger så mycket vitt ljus som de bästa nu tillgängliga lamptyperna.

Att nedlägga arbete och kostnad på utvecklandet av den med hänsyn till ljusutbytets storlek lockande monokromatiska ljuskällan, d. v. s. en lampa, som endast utstrålar gröngult ljus av våglängden 0.55 tusendels mm., är utan tvivel ändamålslöst, då denna ljuskälla ej uppfyller de fordringar, som i kvalitativt hänseende måste ställas på ett artificiellt ljus, som skall kunna ersätta det naturliga ljuset, solljuset.

BÅGLJUSET.

Historik. Upptäckten av det elektriska bågljuset sammanfaller i det närmaste med tidpunkten för Voltas upptäckt av den galvaniska stapeln, nämligen år 1800. Detta år kan sägas utgöra en vändpunkt i elektroteknikens utvecklingshistoria. Voltastapeln, som bestod av ett större eller mindre antal serie- eller parallellkopplade kopparzinkelement, utgjorde en efter dåtida förhållanden mycket kraftig strömkälla. Vid experimenterandet med sin av 2 000 plattpar bestående voltastapel upptäckte SIR HUMPHRY DAVY år 1808, att om tvenne i ledningskretsen insatta kol långsamt avlägsnas från varandra, en intensivt lysande ljusbåge erhålles. Davy betjänade sig därvid av små spetsade träkol, vilka förut glödgats och avkylts i kvicksilver, för att genom det inträngande kvicksilvret bliva bättre ledande. Under förutsättning att kolen äro placerade horisontellt, erhålles en bågformad ljusflamma mellan desamma. Härav namnet ljusbåge. Vid en annan placering av kolen erhålles ej denna form, men ifrågavarande benämning bibehålles för varje liknande strömövergång i gaser, oberoende av ljusbågens utseende. Vid närmare undersökning fann man, att en ljusbåge kunde erhållas vid ett relativt litet antal element, nämligen 25-30 stycken. Vid en spänning mindre än den, som motsvarar detta antal, kunde ej någon ljusbåge utbildas mellan kolelektroderna.

Som ljusbågskol visade sig det av Davy använda träkolet mindre lämpligt, då detsamma mycket hastigt förbrukades. Betydligt bättre för ifrågavarande ändamål var det av FOUCAULT 1844 föreslagna retortkolet, som erhålles vid lysgasfabrikationen. Båglampskolen utföras numera fabriksmässigt på samma sätt som kolen till galvaniska element enligt Bunsens metod, varigenom ett mera likformigt material erhålles. GROVE och CASSELMANN visade, oberoende av varandra, att man kunde erhålla en betydligt längre ljusbåge och ett lugnare ljus, om kolen indränktes med vissa saltlösningar. Dessa kol utgöra förebilden till de nu mest använda s. k. effektkolen.

Till följd av kolspetsarnas fortgående förtäring växer avståndet dem emellan och

10-220535. Uppfinningarnas bok. III.


146DET ELEKTRISKA LJUSET.
blir slutligen så stort, att strömmen icke längre kan ledas över. Men redan vid mindre avstånd är bågen orolig; det i början vita och stadiga ljuset antager en blåaktig färg och blir fladdrande. För att erhålla en bestående ljusbåge är det därför icke nog att, sedan kolspetsarna fått beröra varandra, inställa dem på ett visst inbördes avstånd. Detta avstånd måste bibehållas oförändrat, såvida det i ljusbågen alstrade ljuset skall kunna erhålla praktisk användning.

Ifrågavarande problem, att erhålla en automatisk frammatning av kolen, har i hög grad intresserat ett stort antal uppfinnare, vilket haft till följd, att under årens lopp en mängd mer eller mindre lämpliga konstruktioner framkommit. Problemet kan först år 1878 sägas vara fullständigt löst, då v. HEFNER-ALTENECK detta år konstruerade den efter honom benämnda differentiallampan, vilken oklanderligt reglerade kolen även vid seriekoppling av ett större antal lampor. Regleringsmekanismen vid flertalet nu använda båglampor är i princip baserad på denna uppfinning. Den närmast vår tid liggande utvecklingen av båglamporna kännetecknas huvudsakligen av en strävan efter mera fulländade konstruktioner och mera ekonomiska kolsorter (effektkol). Oaktat de moderna båglamporna uppvisa en mycket god ekonomi, uttryckt i normalljus per watt, vilken åtminstone vid de större enheterna överträffar alla andra elektriska ljuskällors, ha desamma under de senaste åren allt mer undanträngts av halvwattsglödlamporna. Numera hava båglampor med såväl vanliga kol som effektkol, vad den allmänna elektriska belysningen beträffar, huvudsakligen historiskt intresse. För vissa speciella ändamål såsom till strålkastare etc. användas fortfarande båglampor. Under de första utvecklingsåren av det elektriska ljuset ha de båda ljuskällorna, glödlampor och båglampor, på ett mycket fördelaktigt sätt kompletterat varandra, i det att glödlampan till att börja med endast kunde utföras med en ljusstyrka av högst 50 normalljus, då däremot båglampan normalt utfördes från ett par hundra till flera tusen normalljus styrka.

Samtidigt med att kolbåglamporna utvecklades och fulländades, ha en del andra båglampor kommit till praktisk användning, såsom kvicksilverbåglampan (Cooper-Hewitt 1901), magnetitlampan (Steinmetz 1904), kvartslampan (Küch 1906), Moorelampan (1904) och glimmlampan (1918).

Ljusbågen. Vi ha i det föregående i korta drag följt den elektriska ljusbågens historia. Som redan påpekats, anordnade Davy vid sina experiment elektroderna horisontellt. Då vi nu skola övergå till att studera utseendet av en ljusbåge och dess arbetssätt, förutsätta vi däremot, att kolstavarna äro placerade vertikalt, vilket monteringssätt så gott som uteslutande användes vid de vanliga båglamporna.

Då det är omöjligt att med blottade ögon betrakta de glödande kolspetsarna, begagnar man till skydd ett mörkt glas. Ännu bättre kan man dock lära känna förloppet, om man genom en svagt förstorande lins kastar en bild av ljusbågen på en skärm.

För att en lugnt brinnande ljusbåge skall erhållas, förutsättes följande anordning. Det till batteriets positiva pol anslutna övre kolet (anoden) är utfört som s. k. vekkol med en central urborrning, fylld med en blandning av grafit och vattenglas. Det undre kolet (katoden) är anslutet till strömkällans negativa pol och utfört som homogenkol med en yttre diameter mindre än det övre kolets. Dessa olika diametrar betingas av att pluskolet avbrännes fortare än minuskolet. Vi urskilja lätt följande zoner i själva ljusbågen, vilka schematiskt återgivas å fig. 159. En inre, violett lysande kärna a, vilken i form av en upp- och nedvänd kon förbinder anodens A s. k. krater med katodens


BÅGLJUSET.LJUSBÅGEN.147
K spets. Denna kärna omgives av ett gröngult lysande hölje c. Dessa delar av lågan äro vid ej alltför liten ström åtskilda av ett ej lysande mörkt skikt b.

Vi urskilja vidare, att den huvudsakliga ljusmängden utstrålar från den vitglödande kratern k, som utbildas vid anodens spets. Katoden utformas av ljusbågen till en vitglödande konisk spets p. Hos de närliggande delarna m, n, o av elektroderna är temperaturen hastigt avtagande. En relativt liten del av ljuset utstrålar från gaserna i själva ljusbågen. Vid användandet av de med lämpliga salter preparerade s. k. effektkolen är däremot ljusbågen intensivt lysande, varigenom ljusutbytet flerdubblas. För att ljusbågen skall brinna lugnt och utan fräsande ljud samt för att det utsända ljuset skall bliva konstant, erfordras en viss normal spänning, beroende på kolens diametrar och ljusbågens längd.

Om ljusbågen omgives med en tätt slutande glaskupa (vid s. k. långtids- eller sparlampor), förminskas kolstiftens avbränning genom att luftens syre ej har fritt tillträde. Därvid erhålles dock en orolig ljusbåge och ett mindre ljusutbyte. Ljusets färg blir mera violett och ljusbågsspänningen c:a den dubbla mot vid vanlig öppen ljusbåge. Såväl över- som underkolet avbrännas lika hastigt. Detta är även förhållandet om ljusbågen matas med växelström, varför de båda kolstiften vid sparlampor och växelströmslampor ut föras med samma diametrar.

Enligt vår nuvarande uppfattning förmedlas strömövergången i ljusbågen av de i densamma befintliga fria elektronerna och jonerna. I detta sammanhang hänvisas till den längre fram givna beskrivningen av kvicksilverljusbågen (sid. 170) och dess arbetssätt, där hithörande frågor närmare belysas. Vi kunna ej undgå att omnämna katodens betydelse för upprätthållandet av ljusbågen, då det är från den glödande katoden, som de för joniseringen erforderliga elektronerna (negativa elektricitetsatomer) utstråla. Då katoden måste vara vitglödande, för att en tillräcklig mängd elektroner skola utsändas, förklaras härav det kända förhållandet, att man endast med stor svårighet kan tända en ljusbåge mellan en metallelektrod, ansluten till den negativa polen, och en kolelektrod, ansluten till den positiva polen. Vid omkoppling av elektroderna, då kolstiftet blir katod och metallstiftet anod, kan däremot en ljusbåge lätt åstadkommas. På grund av metallelektrodens goda värmeledningsförmåga kan densamma ej lika lätt som kolelektroden anta en tillräckligt hög temperatur.

Ljusbågens ström och spänning. Vi skola nu bestämma sambandet mellan de elektriska storheterna ström och spänning samt ljusbågens längd och kolstiftens diameter. Vi antaga, att följande prov göres. Till ett batteri med exempelvis 110 volts polspänning anslutes ett reglerbart motstånd i serie med den ljusbåge, som skall undersökas. I ledningskretsen inkopplas vidare en ampèremeter och parallellt med ljusbågen en voltmeter. Till positiv elektrod (anod) väljes exempelvis ett kolstift med 11 mm. diameter och till negativ elektrod (katod) ett 9 mm. kol. Om nu ljusbågens längd inställes på låt oss säga 4 mm., erhålles vid en strömstyrka på resp. 2, 6, 10, 14, 18, 22, 26 och 28 ampère följande ljusbågsspänningar, nämligen 78, 55, 52, 50, 49, 39, 39, 39 volt. Om vi nu tillämpa Ohms lag, erhålles, att ljusbågens skenbara motstånd avtar med växande ström; för det ovan angivna exemplet faller således motståndet från 39 till 1.4 ohm. En ändring av båglängden åstadkommer en ändring av ljusbågsspänningen. Vid exempelvis 10 ampère och samma kolspetsar som i föregående exempel varierar spänningen från 42


148DET ELEKTRISKA LJUSET.
till 61 volt, om bågens längd ändras från 1 till 7 mm. Kort sagt, ljusbågsspänningen avtar vid växande strömstyrka och tilltar vid förlängning av ljusbågen.

Vid vårt föregående exempel visar spänningen en oväntat stor minskning mellan 18 och 22 ampère. Inom detta område brinner ljusbågen mycket oroligt och avger ett väsande ljud. Denna kritiska ström är beroende på ljusbågens längd och den kolsort, som användes.

Då det skenbara motståndet hos ljusbågen minskar med ökad ström, måste densamma alltid seriekopplas med ett motstånd för strömmens stabilisering. Enligt vad vi sett av det förut angivna exemplet, utgjorde ljusbågsspänningen vid 6 ampère 55 volt för 4 mm. ljusbågslängd. Man skulle därför kunna vänta, att två sådana ljusbågar i serie skulle kunna anslutas till ett ledningsnät med 110 volts spänning och att därvid 6 ampère skulle erhållas. Detta är som lätt inses ej förhållandet, utan strömstyrkan kommer att alltmer ökas, till dess kortslutning sker. Vi behöva endast beakta, att om av en eller annan orsak strömmen ökas litet, så faller bågspänningen, så att vid exempelvis 14 ampère densamma endast är 50 volt. Enligt Ohms lag är strömmen lika med spänningen 110-100 d. v. s. 10 volt dividerad med motståndet i kretsen, som praktiskt taget är noll, varför strömmen teoretiskt sett skulle bli oändligt stor, d. v. s. kortslutning inträffar. Om vi däremot inkoppla ett motstånd på 0.712 ohm i serie med ljusbågen, erhålles 10/0.712 = 14 ampère. Detta för ljusbågsströmmens stadgande nödvändiga motstånd förorsakar extra förluster och nedsätter därför ljusbågens ekonomi med hänsyn till ljusutbytet. Vid de automatiskt reglerande båglamporna balanseras denna ljusbågens egenskap delvis genom ändring av båglängden, men även vid dessa fordras ett litet motstånd i serie, för att regleringen skall arbeta väl.

Båglampor av äldre typ med vanliga oimpregnerade kolstift äro normalt utförda för en lampspänning av c:a 45 volt. Då distribueringsspänningen för likström vanligen är 110 eller 220 volt, kunna högst 2 resp. 4 lampor seriekopplas. Genom förkopplingsmotstånd måste således i förra fallet borttagas 20 volt och i senare fallet 40 volt. Då ljusbågsspänningen vid de nyare s. k. effektbåglamporna vanligen endast är c:a 30 volt, kunna i de båda ovan angivna fallen 3 resp. 6 lampor kopplas i serie. Givetvis kan även endast en lampa inkopplas, men ett betydligt större seriemotstånd måste då användas, varigenom verkningsgraden och lampans ekonomi högst väsentligt nedsättes. Det måste anses vara en mycket stor olägenhet, att ej båglamporna liksom glödlamporna kunna utföras för de normala nätspänningarna.

Båglampskol. Så länge det elektriska ljuset ännu betraktades endast som en kuriositet och blott användes vid högtidliga tillfällen eller vetenskapliga förevisningar, begagnades i båglamporna kolstänger ur retortgrafitstycken. Detta material lämnar dock endast helt korta bitar, enär det blott kan erhållas i jämförelsevis tunna och oregelbundna plattor. Det är dessutom svårt att bearbeta och innehåller föroreningar, vilka göra ljuset oroligt. Det blev därför nödvändigt att på artificiell väg framställa en passande massa, vilken kunde användas för fabriksmässig tillverkning av kolstänger. Det förfaringssätt, som numera nästan uteslutande användes för sådan tillverkning, är uppfunnet av Bunsen. Enligt detsamma söndermales retortgrafiten, vilken emellertid fortfarande utgör det huvudsakligaste råämnet, och förvandlas genom lämpliga tillsatser till en plastisk massa, vilken genom särskilda maskiner formas till runda stänger, som genom glödgning göras hårda och starka.

De så kallade vekkolen ha en centralkärna bestående av grafit och vattenglas.


BÅGLJUSET.BÅGLAMPSKOL.149
Ändamålet därmed är att åstadkomma en likformig förbränning av kolspetsen åt alla sidor och förhindra ljusbågens störande vandring från kolets ena sida till den andra, som vanligen inträffar vid oregelbunden förbränning. Tillverkningen av båglampskol har intill de senaste åren varit en betydande industri, men har numera avsevärt minskat på grund av båglampornas allt mindre användning.

Ljusutbytet vid olika båglampskol. Vid den vanliga ljusbågen med elektroder av rent kol utstrålar den största ljusmängden från anoden (pos. polen) och närmare bestämt c:a 90 % av det totala värdet. Detta beror på den utomordentligt höga temperatur, som anoden uppvisar i själva kratern. Härav följer, att det positiva kolet bör placeras överst, för att ljuset skall kastas nedåt, beroende på att kratern verkar som en ljusreflektor. Temperaturen inuti kratern uppskattas till 5 000°, antagligen den högsta på konstgjord väg framställda temperatur. Principiellt kan den vanliga ljusbågen räknas tillhöra de s. k. temperaturstrålande kropparnas grupp. Helt annorlunda förhåller sig effektljusbågen, vid vilken den huvudsakliga ljusmängden utstrålas från de i ljusbågen befintliga gaserna. Denna ljusbåge tillhör luminiscensstrålarnas typ och ger ett diskontinuerligt spektrum.

Å figur 160 visas schematiskt utseendet av ljusfördelningen för en del olika ljusbågstyper, nämligen a, b och c för vanliga ej impregnerade kol samt d och e för effektkol. Fig. 160 a hänför sig till öppet brinnande och b till slutet brinnande kol för likström. Fig. 160 c visar utseendet av ljusfördelningskurvan för växelström vid öppet brinnande kol. Fig. 160 d och e hänföra sig till bredvid resp. över varandra placerade effektkol.

Utförandet av noggranna fotometriska mätningar försvåras dels av att ljusbågen ofta brinner oroligt, varvid ljusstyrkan kan variera 10-20 %, dels av att ljusets färg stöter i blått eller violett och därför avsevärt skiljer sig från normallampans ljus. Detta senare gäller naturligtvis i ännu högre grad kvicksilverljuset, som i det följande närmare kommer att studeras.

Enligt vad vi förut sett måste man vid lampor, som uppvisa en så olika ljusfördelning som båglamporna, ange ljusstyrkan i det sfäriska medelvärdet för att erhålla en riktig uppfattning av ljusutbytet. Vi påminna oss, att man med detta värde förstår ljusstyrkan hos en tänkt lampa, som har en konstant ljusstyrka i alla riktningar och som


150DET ELEKTRISKA LJUSET.
utstrålar samma ljusmängd som ifrågavarande båglampa. Vid båglampor angives emellertid enligt överenskommelse vanligen lampans storlek i det undre hemisfäriska medelvärdet, på grund av att dessa lampor i allmänhet äro så anordnade, att hela ljusmängden utstrålas under horisontalplanet genom lampan. Detta värde blir enligt föregående för en och samma lampa dubbelt så stort som det sfäriska medelvärdet. Det totala ljusflödet erhålles nämligen genom att multiplicera det sfäriska medelvärdet med 12.56 och det hemisfäriska medelvärdet med 6.28. Då ljusstyrkan angives i hefnerljus, erhålles ljusflödet i lumen.

Enligt utförda mätningar ökas icke blott ljusstyrkan utan även ljusutbytet, vilket angives i hefnerljus per watt, med ljusbågens strömstyrka. För att åskådliggöra detta anföres följande sammanställning, hänförande sig till utförda båglampor av äldre typ, med kolstift utan saltimpregnering samt vid öppet brinnande båge.

Strömstyrka i amp.
Lampsp. i volt.
Effekt i watt
Hemisf. ljusstyrka i Hlj.
Sfärisk ljusstyrka i Hlj.
Ljusutbyte i Hlj./watt.
Hemisfär.
Sfäriskt.
3
41.0
123
140
70
1.14
0.57
10
45.2
452
860
430
1.90
0.95
20
48.0
960
2 300
1 150
2.40
1.20
30
50.0
1 500
4 140
2 070
2.75
1.38
40
52.0
2 080
6 400
3 200
3.08
1.54

De i ovanstående tabell angivna värdena måste anses vara övre gränsvärden, då båglamporna i praktisk drift, inkopplade till 110 eller 220 volts nät, måste seriekopplas med motstånd och dessutom till förhindrande av bländningen förses med en ljusabsorberande glob av opalglas eller matterat glas. Den av lampan förbrukade elektriska energimängden måste för ovan angivna lampserie på grund av motståndet ökas med ett belopp varierande mellan 34 och 6 % för 3 resp. 40 ampères lampor. Då i allmänhet ett mera diffust och mindre bländande ljus önskas, måste c:a 30 % av den utstrålade ljusmängden uppoffras genom användandet av en båglampsglob. Det praktiska ljusutbytet, räknat i sfäriska hefnerljus per watt, varierar således vid båglampor med oimpregnerade kol mellan 0.3-1.0 Hlj./watt. Som normalt värde vid de vanligaste lampstorlekarna erhålles 0,5 sfär. Hlj. per watt, motsvarande 2 watt per normalljus. Då de större glödlamporna av enwattstyp uppvisa ett sfäriskt ljusutbyte av 0.8 Hlj. per watt, motsvarande 1.25 watt per normalljus, inses omedelbart, att i och med volframlampornas införande de äldre båglamporna vore satta ur spelet. Även de största båglampstyperna med 1 Hlj./watt d. v. s. med 25 % större ljusutbyte än enwattsglödlamporna kunna ej i ekonomiskt hänseende konkurrera med dessa glödlampor, på grund av de stora kostnaderna för kolstift, kolning, rengöring m. m.

Båglampornas ljusutbyte förbättrades avsevärt genom införandet av de s. k. effektkolen, d. v. s. lampkol indränkta med lämpliga salter (Bremerkol). Konstruktivt skilde sig de första effektbåglamporna från de äldre typerna därigenom, att kolen monterades snett bredvid varandra, då man till att börja med ej lyckades framställa lämpliga effektkol för annan placering. Emellertid lyckades det BLONDEL att utexperimentera effektkol (T.B.-kol), vilka kunde monteras på samma sätt som kolen vid de äldre båglamporna.


BÅGLJUSET.LJUSUTBYTET VID OLIKA BÅGLAMPSKOL.151
Dessa effektkol äro utförda på snarlikt sätt som vekkolen, men skilja sig från dessa därigenom, att kärnan är större och att densamma består av de omnämnda metallsalterna. Det positiva kolet utföres med 1-2 mm. större diameter än det negativa.

Som orientering angives följande sammanställning över ljusutbytet vid T.B.-kol för vitt ljus (Albakol), gällande för en öppen likströmsbåglampa, brinnande dels utan kupa, dels med klarglas- och dels med opalglaskupa. Koldiametrarna voro 14-18 mm.

Strömstyrka i ampère.
Lampsp. i volt.
Effekt i watt.
Hemisfärisk ljusstyrka i Hlj.
Utan kupa.
Klarglaskupa.
Opalglaskupa.
8
30
240
1 300
1 150
900
10
30
300
1 600
1 400
1 100
12
30
360
2 000
1 750
1 400

Av ovanstående tabell framgår, i vilken hög grad ljusstyrkan nedsättes genom användandet av en skyddsglob. En klarglasglob minskar således ljusstyrkan omkring 10 % och en opalglasglob omkring 30 %. Vidare se vi, att vid en 10 ampères lampa det sfäriska ljusutbytet uppgår till 1.83 och 2.34 hefnerljus per watt vid användandet av opalglas- resp. klarglasglob. Detta motsvarar 0.55 och 0.43 watt per normalljus (sfäriskt). Då i praktisk drift 3 och 6 lampor kopplas i serie till 110 resp. 220 volts nät, blir lampans energiförbrukning 22 % större än som erhålles av ovan angivna värden. Då dessutom opalglaskupa vanligen användes till förhindrande av bländningen, nedgår det praktiska ljusutbytet till c:a 1.5 Hlj. per watt (sfärisk medelljusstyrka).

Ljusutbytet är vid denna effektbåglampa praktiskt taget 3 gånger så stort som vid de äldre båglamporna med rent kol. Detta beror på att själva ljusbågen avger den huvudsakliga ljusmängden. Ännu större ljusutbyte erhålles, om effektkol för gult ljus användas. Detta framgår av följande sammanställning, gällande för effektbåglampor med bredvid varandra ställda kol vid 7-11 mm. diameter. Lampkupan är borttagen.

Strömart.
Strömstyrka i ampère.
Lampsp. i volt.
Effekt i watt.
Hemisfärisk ljusstyrka i Hlj.
Gult ljus.
Vitt ljus.
Likström . . .
8
45
360
2 500
1 900
» . . .
10
46
460
3 400
2 700
» . . .
12
47
564
4 500
3 600
Växelström
8
44
350
2 100
1 700
» . .
10
45
450
2 700
2 100
» . .
12
46
550
3 400
2 700

Effektkol för gult ljus ge således i runt tal 25 % mera ljus än sådana för vitt ljus. Det övre gränsvärdet för ljusutbytet, omräknat till det sfäriska medelvärdet, blir för gult ljus 3.5-4.0 hefnerljus per watt vid likström. Då av dessa lampor 2 eller 4 st. kopplas i serie för 110 resp. 220 volt, blir lampspänningen i praktiken 55 volt, och då opalglaskupor


152DET ELEKTRISKA LJUSET.
vanligen användas, blir det praktiska ljusutbytet endast 2.0-2.4 Hlj. per watt (sfäriskt medelvärde).

En stor olägenhet, som vidlåder användandet av effektkol, är att glaskupan kraftigt nedsmutsas genom den rök, som bildas av salterna under ljusbågens inverkan. Delvis kan denna nackdel avhjälpas genom att en kraftig ventilation av lampkupan anordnas. Emellertid visar erfarenheten, att kuporna till effektbåglampor hastigare nedsmutsas än vid de äldre båglamporna, och att desamma äro svåra att rengöra på grund av gasernas etsande inverkan å glaset. Genom kupans nedsmutsning minskas ljusutbytet lätt med 20-30 %. Ljusutbytet vid växelströmslampor är 20-25 % mindre än vid likströmslampor. Effektbåglampor kunna ej användas inomhus på grund av den rök, som bildas.

Kolens reglering. På grund av den intensiva värmeutvecklingen vid ljusbågen sker en förbränning av kolen genom inverkan av luftens syre. Brinntiden kan mer eller mindre förlängas genom att lufttillförseln på ett eller annat sätt försvaras, exempelvis genom att förutom den vanliga båglampskupan en inre kring bågen lufttätt slutande lampkupa användes. I varje fall skall regleringsmekanismen vara så anordnad, att kolspetsarna successivt frammatas alltefter den hastighet, varmed förbränningen sker. Beroende på kolstiftens dimension varierar brinntiden från 5-20 timmar vid öppna båglampor och från 50-100 timmar vid slutna båglampor. Beträffande regleringsapparaten fordrar man givetvis, att den skall såväl frammata kolen alltefter deras avbränning som tända lampan vid tillslagning av strömbrytaren. Regleringsmekanismens hjärta kan man med fog säga utgöras av en elektromagnet, som antingen är inkopplad i serie med ljusbågen vid serielamporna eller i parallell med densamma vid shuntlamporna. Har elektromagneten två spolar, en i serie och en i parallell med ljusbågen, benämnes lampan differentiallampa, vilken lamptyp mest användes. De tre olika kopplingssätten visas schematiskt å fig. 161 a, b och c.

Flertalet äldre lampkonstruktioner arbetade som serielampor, vilka tyvärr endast kunde brinna ensamma i varje ledningskrets. Till denna grupp höra de av STAITE (1846), ARCHERAU (1848), FOUCAULT (1849), SERRIN (1860) m. fl. uppfunna båglamporna. Serielampan har för närvarande endast historiskt intresse.

Vi återgå till fig. 161 a, som schematiskt visar strömspolens inkoppling. Arbetssättet blir följande. Vid strömlös lampa ligger överkolet i kontakt med underkolet. Vid inkoppling av lampan går strömmen genom spolen och magnetiserar den rörliga järnkärnan, som därvid drages uppåt. Då överkolet är fäst vid detta järnankare, kommer därvid en ljusbåge att utbildas mellan kolspetsarna. Vid kolstiftens förbränning ökar ljusbågens längd, varigenom strömmen minskas. Överkolet måste då skjutas nedåt, eftersom jämvikten mellan de mekaniska och magnetiska krafterna är störd, och denna sänkning sker, till dess att strömmen återtagit sitt normala värde. Serielampan reglerar således


BÅGLJUSET.KOLENS REGLERING.153
konstant strömstyrka. Vid de i praktiken utförda lamporna är solenoidens kärna genom utväxling indirekt förbunden med kolstiften, varigenom en finare reglering erhålles. För att rörelsen skall bliva lugn, användes mest en på ett eller annat sätt anordnad luftdämpning. Vid de äldre lamporna var underkolet vanligen fast men överkolet förskjutbart i förhållande till ankaret, så att det genom en lämplig spärranordning frammatades vid ankarets rörelse. Härom mera vid beskrivning av några typiska lampkonstruktioner.

Om man kopplar två serielampor efter varandra i en och samma strömkrets, och om man därvid närmar den ena lampans kol mot varandra, så stiger strömstyrkan i ledningskretsen. Den andra lampan kommer då att reglera på sådant sätt, att ljusbågen förlänges och återverkar härigenom i sin tur på den första lampan. De båda lamporna komma att oavbrutet reglera och kunna därför ej brinna lugnt. Serielampan är tydligen oanvändbar för seriekoppling med andra liknande lampor och kan därför endast användas i parallellkoppling. Då enligt vad vi förut sett det för en ekonomisk drift av båglampor fordras att 2 till 6 st. skola kunna sammanföras i en ledningskrets, förklarar detta, varför denna lamptyp snart fick lämna plats för andra konstruktioner, vilka tilläto seriekoppling.

Shuntlampans utarbetande av LOUTIN, FONTAINE och MERSANNE kan sägas vara ett steg i rätt riktning. Lampans principschema framgår tydligt av fig. 161 b. Regleringsspolen är här kopplad i parallell med ljusbågen och utförd av många varv fin tråd, varför dess motstånd är stort. Strömmen genom shuntspolen, som enligt Ohms lag är proportionell mot ljusbågens spänning, är mycket liten i förhållande till ljusbågsströmmen. Då lampan ej är inkopplad, hålles det övre kolet genom en spiralfjäder eller en motvikt på ett avstånd av c:a 5 mm. från underkolet. Vid tillslagning av lampkretsen erhålles i första ögonblicket endast en ström genom shuntspolen. Därvid indrages järnkärnan i magnetspolen, och kontakt åstadkommes mellan kolen. Samtidigt kortslutes tydligen shuntspolen, varigenom magnetströmmen försvinner. Anodkolet föres därvid uppåt av fjädern, och den önskade tändningen av ljusbågen inträffar. Vid normalt brinnande lampa har ankaret intagit ett visst medelläge i spolen och om nu genom kolens avbränning ljusbågen blivit längre, minskar strömmen men ökas spänningen enligt de förut genomgångna karakteristiska egenskaperna hos ljusbågen. Magnetspolen verkar då kraftigare på ankaret och skjuter ned kolet, varigenom strömmen ökas och ljusbågsspänningen återgår till normalt värde. Shuntlampan reglerar således konstant ljusbågsspänning. För att denna reglering skall vara möjlig vid en strömkälla med konstant spänning, fordras ett betydande förkopplingsmotstånd. Spänningen vid ljusbågen måste enligt Ohms lag vara lika med nätspänningen minskad med spänningsfallet i förkopplingsmotståndet, som är proportionellt mot strömstyrkan. Dessa shuntlampor kunna seriekopplas i mindre antal, under förutsättning att tillräckligt motstånd finnes insatt i ledningskretsen. De reglera ej fullt oberoende av varandra, som lätt inses av det föregående och giva på grund därav gärna upphov till blinkningar i ljuset. Först med uppfinnandet av differentiallampan (v. HEFNER-ALTENECK) blev regleringsproblemet fullständigt löst.

Differentiallampan, som kan sägas vara en kombination av en serie- och en shuntlampa, är försedd med två magnetspolar, en i serie och en i parallell med ljusbågen. Kopplingsschemat framgår av fig. 161 c. Är lampan strömlös, ligger överkolet genom tyngdkraftens inverkan i kontakt med underkolet. Inkopplas lampan, kommer huvudströmmen, som genomgår ljusbågen, att magnetisera seriespolen, varigenom


154DET ELEKTRISKA LJUSET.
kolet upplyftes och ljusbågen bildas. Då kolen voro i kontakt med varandra, förefanns ingen ljusbågsspänning och således ej heller någon ström i shuntspolen. I samma ögonblick, som ljusbågen utbildas, erhålles en spänning mellan shuntspolens klämmor, varigenom densamma magnetiseras och motverkar ankarets rörelse. Ankaret kommer därvid att inta ett läge, som är bestämt såväl av strömmens som spänningens storlek. Vi anta nu, att på grund av kolens förbränning ljusbågen förlänges. Enligt vad vi förut sett, måste strömmen därvid minskas och spänningen ökas. De båda spolarna samverka därvid till att minska ljusbågens längd, till dess ett jämviktsläge uppnåtts, nämligen då ström och spänning återgått till normalt värde. Differentiallampan reglerar således på konstant förhållande mellan spänning och ström, d. v. s. konstant ljusbågsmotstånd. Den kan på grund härav seriekopplas till vilket antal lampor som helst, utan att de enskilda lamporna störa varandra. Med hänsyn till regleringen erfordras ej något seriemotstånd.

Schemat för inkoppling av en lampserie på 4 st. lampor till 220 volts nätspänning framgår av fig. 162. Vid effektbåglampor kunna 6 st. på samma sätt inkopplas. Vid moderna lampor är kolens matning så fulländad, att spänningsvariationen högst uppgår till c:a 1 volt, varför dessa lampor karakteriseras av ett fullständigt konstant ljus, vilket på ett mycket förmånligt sätt skiljer sig från de äldre båglampornas blinkande ljus.

Om kolet av en eller annan orsak hakar upp sig för en viss lampa och ljusbågen på grund härav slocknar, komma även de övriga lamporna i serien att bliva strömlösa. Detta är givetvis en stor olägenhet. Man brukar därför förse varje lampa med ett s. k. ersatsmotstånd, som automatiskt inkopplas i stället för lampan, om denna slocknar. Vid inkoppling av en båglampserie användes ofta ett pådragsmotstånd, för att säkerhetsapparaterna vid inkopplingsögonblicket, då kolstiften ligga i kontakt med varandra, ej skola smälta. Detta pådragsmotstånd visas även å fig. 162.

Äldre båglampor. Givetvis ha flertalet av alla de lampkonstruktioner, som under årens lopp sett dagens ljus, endast ett rent historiskt intresse. Andra däremot kunna sägas vara av banbrytande betydelse för utvecklingen av den elektriska belysningstekniken, varför det i detta sammanhang kan vara väl motiverat att ge en mera ingående beskrivning av dessa.

Vid de första försöken att använda ljusbågen för praktiska belysningsändamål användes handreglerad mekanism. Att detta sätt skulle ställa sig dyrbart och ge ett ojämnt ljus är uppenbart. De första båglampor som voro försedda med automatiskt verkande mekanism, uppfunnos i England och Frankrike på 1840- talet. Sedan dess hava dessa regulatorer alltmer förbättrats. En olägenhet hos flertalet regulatorlampor var, att de ej kunde seriekopplas. En annan väg för erhållandet av ett användbart bågljus föreslogs redan år 1846 av STAITE. Han försökte erhålla en konstant ljusbåge utan regleringsmekanism på analogt sätt som senare JABLOCHKOFF. Det var emellertid först denne, som år 1876 lyckades framställa en användbar båglampa, som på sin tid väckte mycket stort uppseende. Detta s. k. Jablochkoffska ljuset erhölls på så sätt, att en ljusbåge fick utbildas mellan tvenne vertikalt uppställda kol. Dessa voro sinsemellan parallella och isolerade genom ett gipsskikt enligt fig. 163. Det av de två kolstavarna bestående stiftet kunde bekvämt nedsättas i en hållare för strömanslutning.


BÅGLJUSET.ÄLDRE BÅGLAMPOR.155
De enklaste anordningarna för reglering av de båda kolspetsarnas inbördes avstånd utgöras av apparater, där närmandet och avlägsnandet sker för hand. En sådan handregulator av enklaste slag består av två horisontella metallarmar anbragta på tvenne vertikala ståndare, så att de kunna skjutas mot eller från varandra. Kolstiften fasthållas av klämmor å de båda inre ändarna, medan de båda yttre äro förenade med strömkällan. Man låter kolspetsarna först beröra varandra och skiljer dem sedan åt, varefter man med någon övning snart lyckas reglera bågen på önskat sätt.

Man kan naturligtvis icke tänka sig att under någon längre tid åstadkomma elektrisk bågljusbelysning med dylika handregulatorer, då människohänderna äro en alltför dyrbar och därtill icke synnerligen god regleringsmaskin. Emellertid inträffar ännu i dag, fastän vi hava tillgång till förträffliga självverkande regulatorer, vid flera tillfällen, att man begagnar handregulatorer, i synnerhet när elektriskt bågljus behöves endast under en kortare stund och på olika platser. Exempel härpå erbjuda de tillfälliga effektbelysningarna på teatrar, för vilka handregulatorer ofta användas. En sådan regulator är avbildad i fig. 164; kolspetsarnas avstånd regleras medelst ett litet drev, som ingriper i en med det övre kolet förenad kuggstång.

Det ligger emellertid nära till hands att låta regleringen verkställas medelst ett urverk. Detta måste tydligtvis frammata kolspetsarna med en hastighet noga motsvarande deras avbränning, eljest skulle avståndet efter hand bliva för litet eller för stort. Men som kolspetsarnas förbränning icke kan på förhand noga bestämmas och även är beroende av en del tillfälligheter, så måste urverket, om det över huvud taget skall vara användbart för ändamålet, på sådant sätt göras beroende av kolens förbränning, att


156DET ELEKTRISKA LJUSET.
frammatningen äger rum endast när mellanrummet blivit for stort, men upphör, Där den riktiga ställningen blivit uppnådd. Detta låter sig utan svårighet göra, och därmed komma vi till de första självverkande regulatorerna för elektriskt bågljus. Redan på 1850-talet, således före dynamomaskinens uppfinning, kom FOUCAULT-DUBOSCQS serielampa till användning för åstadkommande av elektriskt ljus.

Denna lampa, som var försedd med tvenne urverk, det ena för kolens sammanförande och det andra för deras avlägsnande från varandra, var emellertid behäftad med många ofullkomligheter. Den undergick år 1859 en väsentlig förbättring genom SERRIN, vars regulator med åtskilliga senare vidtagna detaljförändringar erbjuder så stora företräden, att den väl kunnat uthärda tävlan med de nyare apparaterna för samma ändamål, så vitt dessa nämligen äro avsedda för blott en lampa i samma ledning. Serrins med seriereglering försedda lampa har ock med mycken fördel blivit använd för elektriska fyrapparater.

I denna lampa (fig. 165) finnes icke mer än en hjulmekanism för kolspetsarnas rörelse. Den övre kolhållaren är genom armen y fäst vid en uti hylsan B innesluten stång, som genom sin och kolhållarens sammanlagda tyngd ständigt har benägenhet att glida nedåt. Den å dess nedre del anbragta kuggstången A ingriper därvid uti kugghjulet F, så att en vid valsen G fäst stålkedja, löpande över rullen J, samtidigt drager den undre kolhållaren uppåt. Kolen närmas sålunda till varandra. Den elektriska strömmen inkommer genom lamphusets botten och passerar kring den där liggande elektromagneten E, som attraherar ankaret Z, vilket då drager stången US nedåt, varvid stycket K och rullen J medfölja, så att stålkedjans nedre fäste sänkes. Denna vrider då kugghjulet F åt motsatt håll, så att kuggstången A och därmed även övre kolspetsen höjes. Kolen avlägsnas således nu från varandra, och ljusbågen bildas till lagom längd. Det övre kolets nedsjunkande hindras nu av spärrtanden d, som ingriper i hjulmekanismen och hejdar dess vidare rörelse. Men då övre kolet förtärts så mycket, att avståndet mellan spetsarna och därmed även motståndet i strömbanan blivit så stort och strömstyrkan så försvagad, att elektromagneten icke längre förmår kvarhålla ankaret Z, så lösryckes detta av fjädrarna r och den till stångens K höjning verkande dragningen i stålkedjan l, som genom hjulet F utövas av motvikten A. Övre kolspetsen börjar då följaktligen att sjunka och den nedre stiger, såsom ovan beskrivits. Fjädrarnas spänning regleras genom ställskruven b, och detta kan ske så fint, att även den minsta ändring i strömstyrkan förmår bringa hjulverket i rörelse och ljusbågen sålunda bibehålles vid oförändrad styrka och plats. Denna lampa brinner därför mycket lugnt och jämnt, men till följd av sin konstruktion måste den alltid stå lodrätt och kan icke begagnas för växelströmmar.

Den fortgående utvecklingen av båglampornas mekanism medförde, att urverket för kolspetsarnas sammanförande utelämnades och ersattes av strömmens egen förmåga


BÅGLJUSET.ÄLDRE BÅGLAMPOR.157
att åstadkomma rörelse. Sådana båglampor hava konstruerats av JASPAR och v. HEFNER-ALTENECK.

De nu angivna lamporna uppvisa emellertid åtskilliga olägenheter, bl. a. lämpa de sig icke för seriekoppling. Härmed komma vi till det problem, som mot slutet av 1870-talet ivrigt sysselsatte elektroteknikerna och jämväl slutligen blev lyckligt löst, nämligen problemet om seriekopplingen av flera båglampor i en och samma ledningskrets.

Den första lösningen av problemet vanns genom uppfinningen av det ur rent historisk synpunkt intressanta och förut omnämnda Jablochkoffska ljuset. Om två kolstänger ställas parallellt bredvid varandra och så, att bågen endast bildas mellan deras yttersta ändar, så erhålles utan regleringsmekanism en konstant båglängd, som tydligen icke ändras vid kolstängernas förbränning. Denna tanke ledde den i Paris bosatte ryske ingenjören Jablochkoff till konstruktionen av det efter honom benämnda elektriska ljuset (fig. 163). Som vi redan förut sett, består detta ljus av två 3 till 5 mm. grova kolstänger mekaniskt förenade men elektriskt isolerade medelst ett mellanlägg av gips eller kaolin. Detta tjänar dock även ett annat ändamål. Då detsamma endast smälter genom ljusbågen, kommer denna alltid att hålla sig vid stängernas ändpunkter; först i samma mån som kolen förbrännas och bågen sänker sig, bortsmälter en motsvarande del av gipslagret, så att de yttersta ändarna av kolstängerna ständigt lämnas fria på några millimeter. Gips eller liknande ämnen äro i kallt tillstånd oledare, men bliva vid upphettning till glödning ledare. För att möjliggöra tändningen äro de översta spetsarna förenade genom en tunn grafitskiva, som, då strömmen påsläppes, smälter bort och lämnar spetsarna fria, så att ljusbågen kan bildas.

Det väckte stort uppseende, när den första elektriska gatubelysningen med dylika brännare anordnades i Paris 1877. Vid det följande årets stora världsutställning hade ett betydligt antal ingenjörer och affärsmän tillfälle att se denna briljanta belysning, och därigenom kom anläggningen att giva impulsen till en omfattande och livlig verksamhet inom den elektriska belysningstekniken. Här i Sverige gjorde man första gången bekantskap med de Jablochkoffska lamporna hösten 1878, då Blanchs kafé i Stockholm upplystes på detta sätt. Lamporna, som brunno 4 st. i serie, användes först inne i rummen, men, då ljuset visade sig mindre stadigt och skiftande i olika färger och således var föga lämpligt för innebelysning, flyttades de ut i trädgården. Efter någon tids begagnande slopades de helt och hållet.

Att de Jablochkoffska ljusen snart försvunno, berodde på vissa brister hos denna uppfinning. Till en början bör ihågkommas, att dessa lampor måste matas med växelström, så att båda kolen oupphörligt byta om poler och förbränningen blir jämn även med lika grova kol. Det var denna användning av växelströmmen, som delvis föranledde konstruerandet av Grammes växelströmsmaskin. Större betydelse hade ljusens jämförelsevis korta brinntid av blott två timmar. För att erhålla ungefär åtta timmars brinntid måste man således ha fyra ljus i en lampa och inrätta denna så, att det utbrända ljuset genom en självverkande omkopplare ersattes med ett nytt. Slutligen var det en betänklig brist hos hela systemet, att, om ett ljus slocknade, detta medförde hela strömkretsens avbrytande, varvid samtliga lampor, som voro inkopplade i denna strömkrets, släcktes.

Någon tid efter Jablochkoff lyckades det v. HEFNER-ALTENECK att konstruera en regulatorlampa, den s. k. differentiallampan vilken frammatar kolstängerna i mån av deras förbränning, men utan att den ena lampan härvid blir beroende av den andra.


158DET ELEKTRISKA LJUSET.
Detta ernådde uppfinnaren genom att låta regleringen påverkas av såväl en serie- som en shuntmagnet.

Differentiallamporna kunna delas i tvenne grupper, den ena omfattande sådana, uti vilka kolhållaren förflyttas av spolarna till hela sin längd, den andra däremot de lampor, uti vilka spolarnas verksamhet inskränker sig till blott den reglerande rörelsen, medan den egentliga frammatningen åstadkommes på sådant sätt, att den övre kolhållaren löskopplas från den egentliga regleringsmekanismen och får nedsjunka av sin egen tyngd, till dess kolspetsarna kommit på det rätta, avståndet från varandra, då den åter fastkopplas.

Fig. 161 c har visat ett exempel på det första slaget lampor. Å fig. 166 framställes schematiskt, huru en lampa av det senare slaget kan tänkas vara anordnad. En tämligen kort ihålig järnkärna E, som balanseras av lämpligt avpassade motvikter, påverkas av de båda spolarna på förut beskrivet sätt. Kolhållarstången s är så noga inpassad, att den kan stadigt glida genom urborrningen. Järnkärnan har nedtill en vinkelhävstång w, vars ena ben medelst en fjäder tryckes mot kolhållaren och således hindrar denna att av sin egen tyngd glida nedåt. Ju mera kolen förbrännas, desto längre sjunker järnkärnan för att hålla ljusbågen på det bestämda avståndet. Till sist har den sjunkit så långt, att vinkelhävstångens w övre arm stöter emot en klack n, varvid kolet löskopplas och glider nedåt. Men därigenom förkortas ljusbågen, spänningen sjunker och järnkärnan drages åter uppåt av huvudströmspolen. Hävstångens övre arm upplyftes från klacken, och den andra trycker åter mot kolhållaren, som på nytt fastkopplas med kärnan. En fullt så enkel anordning skulle ej visa sig lämplig men har här beskrivits blott för att utgöra ett exempel på huru kopplingsinrättningen verkar.

Man inser lätt, att båglampor med sådan från- och tillkoppling bliva något komplicerade, och det vore därför måhända lämpligast att först redogöra för den förstnämnda gruppens lampor. Men redan den första differentiallampan var försedd med dylik mekanism. För att bibehålla den historiska ordningsföljden börja vi med denna grupps lampor.


BÅGLJUSET.ÄLDRE BÅGLAMPOR.159
Den första båglampa, som med fördel kunde seriekopplas, uppfanns som vi förut sett år 1878 av v. Hefner-Alteneck och användes första gången 1879 under industriutställningen i Berlin.

Lampans anordning skiljer sig endast obetydligt från den typiska form, som fig. 166 angiver. Den av spolarna påverkade järnkärnan S (fig. 167) är nämligen förenad med den övre kolhållaren medelst en hävstång, vars ena arm är direkt fäst vid dennas mitt, medan den andra håller själva kolet. Spolarnas inkoppling och lindning äro de förut beskrivna (fig. 161 c).

Förutom de båda spolarna R och T med den däruti rörliga järncylindern S utgöres mekanismen av ett spärrhjul r, en kuggstång Z och en pendel P med ett ankare E. Kuggstången förenas med järncylindern genom en hävstång c, i vars andra ände hänger ramen A A, vilken uppbär spärrhjulet med dess lilla drev. Å kuggstångens nedre ände sitter hållaren a med kolet g.

När ramen A A böjes, nedtryckes en vid densamma fäst liten klinka y och. omfattar pendelns övre ände m, så att pendel, ankare och spärrhjul låsas och kuggstången följaktligen fast förenas med ramen A A och följer dennas rörelse. När ramen åter sänkes och därvid nått en viss punkt, upplyftes spärrklinkan y, pendeln blir fri, och kuggstången kan till följd av sin tyngd glida nedåt, därvid försättande spärrhjulet i rörelse. Denna regleras genom pendelns ankartänder, så att kolstången jämnt och sakta glider nedåt. Detta är tydligen vad till en början måste ske till följd av hela mekanismens tyngd, när lampan är utan elektrisk ström. Då denna påsläppes, blir förloppet följande. Genom kolspetsarna, som då beröra varandra, går huvudströmmen till den undre spolen, varemot den övre tills vidare endast får en mycket svag ström. Järnkärnan neddrages, dess hävstång höjes vid X, lyfter ramen A A med fastkopplad kuggstång och överkol. Ljusbågen bildas därvid och utdrages till en viss bestämd längd, d. v. s. till dess spänningen å övre spolen giver denna kraft att kvarhålla järncylindern och således hämma kolets vidare höjning. Men då den fortgående förbränningen ökar avståndet och därmed även motståndet hos ljusbågen, växer även övre spolens dragningskraft, järnkärnan drages ytterligare uppåt, ramen sänkes, pendeln frigöres och härmed även spärrhjulet, så att kuggstång och kolspets åter kunna sjunka. Mekanismen är så noga avpassad, att sänkning och höjning kring jämviktspunkten icke behöva uppgå till mer än en bråkdel av en millimeter, förrän kopplingen träder i verksamhet, återställande det normala avståndet och därmed även motståndet i ljusbågen.

Ojämförligt mycket enklare och mera lättfattlig är den av BRUSH konstruerade båglampan (fig. 168). Regulatorn till denna lampa avbildas i fig. 168 a. Kring den finpolerade kolhållarstången B1 ligger med obetydligt spelrum en metallring C1. Så länge denna förbliver horisontell, kan stången glida fritt ned, men om ringen lyftes vid sin ena sida, så, att den kommer snett mot stången, måste den till följd av friktionen snart fastna och kvarhålla denna samt vid fortsatt rörelse uppåt taga stången med sig. Ringens rörelse åstadkommes genom ett gaffelformat stycke D, vilket höjes och sänkes av spolarnas järnkärnor. Men om ringen och stången, sålunda hopkopplade, åter sjunka så långt, att ringens lägsta del ånyo får stöd mot lamphusets botten, så kommer tydligen vid fortsatt sjunkande ringens läge att så småningom bliva fullt horisontellt. Trycket och friktionen mellan stången och ringen minskas alltmera, och slutligen blir den förra ånyo fullkomligt fri och kan glida ned genom ringen.

Anordningen av spolarna i Brushs lampa avviker väsentligt från den, som begagnas av v. Hefner-Alteneck. De båda trådlindningarna ligga nämligen utanpå varandra å


160DET ELEKTRISKA LJUSET.
samma spole men i olika riktningar, den grövre innerst i få varv, den finare ytterst i många varv. Om således huvudströmmens spole (fig. 168 b) strävar att draga järncylindern in i den gemensamma rullens kärnrör, så motverkas denna rörelse av strömmen i grenledningen, och denna kan slutligen vinna övertaget, så att kärnan kommer att sjunka ned. Det nu sagda torde vara tillräckligt för att förstå Brushlampans konstruktion. Dess utseende i sin helhet visas av fig. 168 c.

Å nyare Brushlampor förekomma alltid två par kolhållare och således två par kolspetsar, av vilka det ena paret kommer i verksamhet, när det andra brunnit slut. Därigenom fördubblas bränntiden, så att denna lampa kan lysa oavbrutet i 16 timmar, i stället för att äldre lampor med endast ett par kolspetsar icke kunde komma längre än till åtta timmar, vilket icke är nog för belysning under en hel natt. När strömmen påsläppes och börjar verka, lyftes först den ena av de båda övre kolhållarna, så att dess kol skiljer sig från den motsvarande undre kolstången. Strömmen kan då passera endast genom det andra paret kolspetsar, vilka ännu äro i beröring med varandra. Men då det gaffelformiga stycket höjes ännu mer, fattas slutligen även den andra kolhållarstången och medföljer uppåt, så att ljusbågen bildas mellan det senare parets kolspetsar. Det förra parets kolspetsar förbliva åtskilda utan någon ljusbåge, ända tills det andra kolparet slutbrunnit. Denna olika höjning åstadkommes helt enkelt därigenom, att gafflarna, som omfatta ringarna, hava olika vidd, så att den enas nedre klo ligger något djupare an den andras.

Brush kan anses vara den, som hittills drivit båglampornas seriekoppling längst; han insatte ända till 60 båglampor i samma strömkrets och behövde naturligtvis därtill


BÅGLJUSET.ÄLDRE BÅGLAMPOR.161
maskiner med mycket hög spänning. Brushlampan, som för närvarande knappast torde hava någon praktisk användning hos oss, har däremot i England och Amerika begagnats i rätt stor utsträckning. - Den är dock nära förbunden med den elektriska belysningens historia i vårt land. På hösten 1881 utfördes nämligen genom ingenjör L. FREDHOLMS försorg en provbelysning i Stockholm med 16 st. Brushlampor, uppsatta å Gustav Adolfs torg, Norrbro och Mynttorget. Provbelysningen fortgick en månads tid och utföll på det hela taget till allmän belåtenhet.

Principen för en differentiallampa utan koppling och av enklaste slag är redan framställd i fig. 161 c. Den frågan ligger utan tvivel nära till hands, varför man skall använda den mera invecklade mekanismen med koppling, då man på ett enklare sätt omedelbart kan åstadkomma kolspetsarnas rörelse förmedelst de båda spolarna. Orsaken är den, att en trådspoles verkan på en järnkärna beror icke endast av spolens antal trådvarv och strömstyrka utan även av järnkärnans ställning i spolen. Denna verkan blir allt svagare, ju mera järncylinderns mitt närmar sig spolens mitt. I följd härav skulle vid en anordning sådan som den å fig. 166 visade förhållandet mellan de båda spolarnas inverkan på järnkärnan bliva väsentligt olika, om kärnans mitt befinner sig inom shuntspolen eller inom seriespolen. Härigenom kommer ljusbågens reglering att äventyras.

Denna olägenhet skulle naturligtvis också göra sig märkbar i den Hefner-Alteneckska differentiallampan, därest den icke motverkades av att järnkärnans rörelse här är mycket liten, vilket möjliggöres genom den invecklade regleringsmekanismen.

Ett annat, mycket enkelt sätt att övervinna denna svårighet uppfanns år 1880 av KRIZIK, vid den tiden österrikisk telegraftjänsteman i Pilsen. Han gjorde järnkärnan icke cylindrisk utan dubbelkonisk, från mitten avsmalnande åt båda ändar. En magnetspoles verkan på en sådan kärna blir nära nog konstant för alla dess lägen, och därför kunde Krizik med denna modifierade anordning åstadkomma en lampa, vilken otvivelaktigt är en bland de allra enklaste av båglampor. Han hade också turen att finna en förlagsman för uppfinningen - hans namn var PIETTE - och båda förenade nu sina ansträngningar för att göra lampan fullt praktiskt användbar. På detta sätt uppstod Krizik-Piette-lampan, efter sin härkomstort även kallad Pilsenlampan. Till förklaring av dess arbetssätt behöva vi icke yttra något vidare utöver vad som blivit sagt angående fig. 166. Den enda olikheten härrör av järnkärnans säregna form (fig. 169). Såsom här synes, intager järnkärnan tre olika ställningar till de båda spolarna S1 och S2, vilka sträva att draga den inåt, och den befinner sig i alla tre lägena i jämvikt, naturligtvis under förutsättning att strömstyrkan i de båda spolarna betingar jämvikt. Spolarnas inverkan har således blivit oberoende av kärnans ställning, visserligen icke taget i strängaste mening men inom praktiska gränser.

I sin första form med spolarna över varandra var lampan dock behäftad med olägenheten av betydlig längd och var därför vid flera tillfällen obekväm att använda. Firman Schuckert & C:o i Nürnberg, som övertog tillverkningen av denna lampa, vidtog därför den förändringen att dela kärnan på mitten och hänga de båda hälfterna bredvid varandra, förenade genom ett snöre, löpande över en rulle. Spolarna behövde nu icke

11-220535. Uppfinningarnas bok. III.


162DET ELEKTRISKA LJUSET.
anbringas över varandra utan kunde ställas jämsides (fig. 170). Huvudströmmen går genom spolen S1, grenströmmen genom S2, Utrymmet medgiver ej närmare ingående på denna intressanta lampkonstruktion.

I de differentiallampor, vilkas huvudtyper vi i det föregående lärt känna, avser regleringsmekanismen både att höja och sänka kolet. Mest utpräglad framträder denna dubbelrörelse uti Kriziklampan. Vid lampor med kopplad rörelse försiggår kolens frammatning periodvis. Ganska många nya lampor arbeta med matning endast åt ena hållet, i det att kolen, i mån av förbränningen, skjutas fram eller få nedsjunka, vilket ju emellertid sker även vid lampor med koppling, nämligen för den längre förflyttningen eller grövre inställningen. Vid lampor av denna art förekommer, med undantag blott för ljusbågens första bildande, intet lyftande av kolhållaren.

Ett enkelt exempel på en lampa av denna typ utgör, den av SELLON konstruerade shuntlampan. Det övre kolet är förenat med en kuggstång, som vid sitt nedsjunkande sätter ett drivhjul i rörelse. Genom ett hjulverk meddelas denna rörelse till ett hastigt roterande vinghjul, som på grund av luftfriktionen reglerar nedsjunkandet till en passande, långsam rörelse. En fintrådig spole är inkopplad i en grenledning till själva ljusbågen. I denna spole kan en vertikal järnkärna röra sig upp och ned, vilken med sin övre ände är fäst vid en fjäder. Ju större spänningen blir i ljusbågen, desto kraftigare verkar spolen till att neddraga järnkärnan. Men med järnkärnan är förenad ena armen av en liten hävstång, vars andra arm spärrar vindfånget, till dess denna vid järnkärnans neddragning slutligen släpper vindfånget fritt. Detta inträffar, då ljusbågens längd överskridit den normala och därmed även spänningen stigit för högt. Kuggstången kan nu sjunka ned, och därmed sjunker även spänningen uti ljusbågen; järnkärnan höjes ånyo ur spolen och vindfånget hämmas av hävarmen. På detta sätt frigöres kuggstången med korta mellantider och sjunker för varje gång en bråkdel av en millimeter, motsvarande kolens förbränning.

Till båglampor med ensidig rörelse är även att räkna SIEMENS & HALSKES s. k. bandlampa (fig. 171), vilken erhållit detta namn, därför att den övre kolhållaren hänger i ett kopparband, som dessutom för strömmen till kolet. Spolen, som utföres av fin tråd, är kopplad i parallell med ljusbågen.

En lutande arm r, nedtill vridbar kring tapparna a, uppbär en trumma eller rulle b och ett hjulverk samt vid sin övre ände ett järnankare c. Trumman kan rotera kring axeln d och står genom ett kugghjul i utväxling med hjulverket. Kring densamma ligger kopparbandet k, som vid avlindning sätter löpverket i rörelse. Ankaret c är rörligt mot elektromagneten m och attraheras av denna. Den övre kolhållarens tyngd och spolens attraktion sträva att vrida ramen nedåt och sålunda sänka kolet. Denna rörelse motverkas av fjädern f. Då ramen höjes, ingriper en balans g till hjulverkets spärrande, varemot om ramen vridit sig ett litet stycke hjulverket blir fritt, kopparbandet kan avlindas och kolhållaren sänkas. Balansen g verkar som en hastighetsreglerande pendel.

Mekanismen reglerar på följande sätt. När strömmen påsläppes, intager ramen i följd av spolens starka magnetisering sin lägsta ställning och kopparbanden avlindas ända tills kolen beröra varandra. Då tar strömmen sin väg genom kolen, och spolen förlorar nästan hela sin attraktionskraft. Fjädern f drager ramen uppåt, ljusbågen bildas, och hjulverket hämmas. Men i samma mån som kolen förbrännas och bågen förlänges, växer småningom spolens magnetiska kraft, och ramen kommer efter en stund till ett slags jämviktsläge, som den bibehåller, så länge lampan brinner, och vid vilket den minsta ytterligare nedvridning av ramen genast har till följd, att bandet avvecklas


BÅGLJUSET.ÄLDRE BÅGLAMPOR.163
ett litet stycke. Detta upprepas oavbrutet med korta, regelbundna mellantider. Dessa lampor ha i stor utsträckning använts i vårt land. De voro nämligen icke så dyra som differentiallamporna och hade den stora fördelen att lätt kunna regleras för olika ström styrkor samt även kunna användas i samband med glödlampsbelysning. De tillverkades både för likström och växelström.

Bland äldre lampkonstruktioner kan nämnas en differentiallampa, som vunnit en mycket stor spridning såväl i Europa som i övriga världsdelar, och som fördes i marknaden av firman Körting & Mathiesen i Leipzig, vilken firma har en betydande specialverkstad


164DET ELEKTRISKA LJUSET.
för tillverkning av båglampor. Vid följande beskrivning av nyare båglampor komma en del lampor från denna firma att beskrivas.

Vi komma nu till en typisk representant för äldre båglampor med omsluten ljusbåge. Under en följd av år ha strävandena inom båglampstekniken i all synnerhet varit riktade på att framställa lampor med lång bränntid. Föregångaren på detta område torde vara amerikanaren JANDUS. Framför de äldre båglamporna erbjuder Janduslampan den fördelen, att den kan brinna ensam på spänningar ända upp till 220 volt, då man däremot vid de förra måste koppla flera i serie. En annan och kanske större fördel är den långa bränntiden, vilken under bästa förhållanden kan uppgå till närmare 200 timmar för samma kolpar.

Mest utmärkande för lampan är ljusbågens dubbla hölje, en yttre och en inre glob. Den yttre globen är över allt lufttätt förenad med lampan, undantagandes nedtill, där en öppning finnes, tillräckligt stor för handens införande vid lampans iordningställande, rengöring och kolning. Denna öppning tillslutes av ett utåt fjädrande plåtlock, som medgiver luft och gaser att fritt utströmma, men däremot insläpper endast en begränsad mängd luft. Kolning och rengöring kunna verkställas genom nämnda öppning, utan att någon lufttät tillslutning behöver rubbas. Globens övre del är genom en asbestpackning lufttätt förenad med ramen, som uppbär den undre kolhållaren, och hela denna underdel påskruvas lampans överdel, som innehåller regleringsmekanismen.

Innergloben, som omsluter ljusbågen, har formen av en cylinder men är icke lufttätt sluten utan medgiver gasernas fria utlopp i den yttre globen. Den tjänstgör såsom ett slags luftförtunningskammare, medan den yttre globen avser att mottaga och magasinera förbränningsgaserna från den inre och därigenom hindra den syrehaltiga luftens tillträde till kolspetsarna. Då lampan tändes och ljusbågen bildas, upphettas och förtunnas luften inom cylindern, och en del utströmmar till den yttre globen, utdrivande en motsvarande kvantitet kall luft genom den fjädrande plåtbottnen. Syret i innergloben förenar sig snart med kolet till koloxid, och denna bildar jämte det kvarvarande kvävet en indifferent gasblandning, vilken såsom en skyddande mantel omgiver innergloben och motverkar syrets tillträde till kolspetsarna. Detta är orsaken, varför kolen kunna brinna så länge, utan att några nämnvärda fällningar av sot avsatta sig å den inre globen.

Effektbåglampor. Vi skola nu övergå till några typiska representanter för de under de senaste 10 åren mest använda båglamporna. Dessa tillhöra så gott som samtliga effektbåglampornas klass och kunna med hänsyn till kolstiftens placering uppdelas i tvenne grupper, nämligen lampor med kolen bredvid eller över varandra. Med hänsyn till brinntiden brukar man vidare skilja på lampor med normal eller förlängd brinntid.

Av fig. 172 framgår det allmänna utseendet av tre normala båglampstyper från


BÅGLJUSET.EFFEKTBÅGLAMPOR.165
firman Körting & Mathiesen. Fig. 172 a visar en effektbåglampa med normal brinntid och med lampkolen placerade bredvid varandra, fig. 172 b en liknande lampa med förlängd brinntid, som åstadkommes genom att dubbla kupor användas, så att luftens fria tillträde förhindras. Cylindern under själva lampkupan tjänstgör som kondensationskammare för den vid effektkolens förbränning alstrade röken. Den å samma figur visade lampan (c) är en effektbåglampa med normal brinntid och med kolen placerade över varandra. Då det kan vara av ett visst intresse att lära känna arbetssättet och regleringsmekanismen vid en likströmslampa med bredvid varandra stående kol, visas å fig. 173 en sektion av föregående lampa enligt fig. 172 a med tillhörande kopplingsschema.

Vid det av porslin eller chamotte utförda ljusbågsrummet i alstras genom en över detsamma placerad elektromagnet ett magnetfält med sådan styrka och riktning, att ljusbågen hindras att stiga uppåt och tvingas nedåt. Detta porslinsstycke i tjänstgör dels som reflektor, dels som värmeskydd för de mera ömtåliga delarna i båglampan. Å fig. 173 kunna två stycken vinkelrätt mot varandra monterade elektromagneter h och n iakttagas, mellan vilkas poler ankaret e kan förflyttas. Den s. k. strömspolen h är kopplad i serie med ljusbågen och blåsmagnetens ena lindning, vilken synes strax ovanför ljusbågen. Spänningsspolen n är normalt kopplad parallellt med ljusbågen. Kolstiften uppbäras av snören lagda kring en trumma, vilken tillsammans med ett löpverk (kuggutväxling) är monterad i en fast ram. Det vridbara ankaret e står i förbindelse med spärren f. Då denna är frigjord, sänka sig de båda kolen samtidigt. Å metallfattningen, som uppbär den eldfasta reflektorn i, är anbragt en anordning för ljusbågens tändande. Denna består av ett länksystem d för kolets förskjutning i sidled samt en kopplingsstång b, som manövreras av ankaret e.

När lampan inkopplas, kommer under första ögonblicket endast en ström att genomgå shuntspolen n, som attraherar ankaret e. Härvid drages kopplingsstången b uppåt, till dess det högra kolet förskjutits så långt, att detsamma kommit i beröring med det andra kolet. Så fort kolen beröra varandra, genomgås serielindningen h av huvudströmmen, varigenom ankaret tvingas tillbaka. Kolen dragas nu isär, och en ljusbåge bildas. Det arbete, som regleringsmekanismen har att uträtta vid normalt brinnande lampa, är relativt litet, varför regleringen blir mycket noggrann.

Om vi nu förutsätta, att kolen brunnit så länge, att ljusbågens längd börjar överskrida det tillåtna värdet, ger sig detta till känna på så sätt, att ljusbågens spänning stiger


166DET ELEKTRISKA LJUSET.
och strömmen faller, varigenom ankaret e vrides mot shuntmagneten. Detta har till följd, dels att kolen närmas varandra på grund av rörelse hos stången b, dels att spärren f frigöres, så att kolen kunna frammatas genom sin egen vikt. Då normala förhållanden beträffande strömmen och spänningen inträtt, intar ankaret e ett mellanläge, vid vilket frammatningen är spärrad. Å figuren visas dessutom den för rörelsens dämpning erforderliga s. k. luftkataraktern, en kolv, fritt rörlig i en cylinder med reglerbart lufttillträde.

Regleringsmekanismen vid växelströmsbåglampan kan göras något enklare än den förut beskrivna, vilket tydligt framgår av fig. 174.

Två växelströmsmagneter H och N äro monterade på sådant sätt relativt en motorskiva, att de normalt motarbeta varandra. Denna enkla typ av motor, vilken ofta användes för manövrering av reläer i växelströmstekniken, är till sitt verkningssätt beroende på det förhållandet, att om en koppar- eller aluminiumskiva, som är fritt rörlig kring sitt centrum, placeras i luftgapet till en växelströmsmagnet, och en del av polytan övertäckes med en kopparplatta, så erhålles ett vridningsmoment, som tvingar kopparskivan att rotera. Vi kunna enklast tänka oss de elektromagnetiska krafterna uppkomma genom att i de fasta och rörliga metallplattorna uppkomma virvelströmmar, som inverka på varandra.

Vid strömlös lampa beröra kolspetsarna varandra. Inkopplas lampan, så blir först endast seriemagneten H verksam, varigenom motorskivan kommer i hastig rotation, och kolstiften upplyftas. Vid ljusbågens utbildande stiger spänningen å shuntspolen, som allt kraftigare börjar motverka seriespolens vridningsmoment. Härigenom saktar skivan sin rotation och stannar, då ljusbågsspänningen antagit normalt värde. Krafterna från de båda spolarna upphäva nu varandra. Vid en fortskridande avbränning av kolstiften stiger spänningen, varför shuntspolens kraft tilltar, och motorskivan vrides, så att kolen sänkas motsvarande stycke. I shuntledningen är en skyddsströmbrytare U insatt vid såväl denna lampa som likströmslampan. Då kolhållaren sänkes, upplyftes en i mittelröret befintlig bult, som är försedd med ett utskjutande stift. Då kolen äro utbrända, når stiftet till strömbrytaren U, som därvid upplyftes och avbryter shuntkretsen. Seriespolen blir då ensam verkande, varför skivan kommer i rotation, kolen upplyftas och ljusbågen släckes.

Fig. 175 visar utseendet av ljusbågsrummet för bredvid varandra placerade effektkol. Strax över ljusbågen synes tydligt den s. k. blåsmagnetens spole. Å fig. 176 visas en sektion av en Körting & Mathiesens båglampa av den typ, som förut avbildats å fig. 172 a. En ytterglob av klarglas b omger en s. k. diopterkupa a, vilken på utsidan är refflad


BÅGLJUSET.EFFEKTBÅGLAMPOR.167
på sådant sätt, att då ljuset går genom densamma, ljusstrålarna brytas i önskad riktning. Denna brytning sker på samma sätt som i en vanlig glasprisma. Vid båglampor för ytterbelysning är det ofta önskvärt att erhålla en ljusfördelningskurva med en sådan form, att den största ljusstyrkan erhålles i en riktning c:a 20° under horisontalplanet. Fig. 177 visar tvenne typiska ljusfördelningskurvor för en effektbåglampa med kol bredvid varandra. Av dessa framgår tydligt diopterkupans inverkan. Å fig. 176 visas cirkulationsvägen för de av effektkolen bildade rökgaserna. Därigenom att en kondensationskammare anordnats vid c å fig. 176, förhindras att gaserna avsätta sig på glaset. Båglampskuporna behöva vid denna anordning ej putsas så ofta som i annat fall.

Fig. 178 visar det yttre utseendet av en effektbåglampa med över varandra placerade kol av Siemens-Schuckerts konstruktion. De å tabellen sid. 151 angivna värdena å ljusutbytet hänföra sig till denna lampa vid användandet av s. k. Albakol (Blondelkol för vitt ljus).

Å fig. 179 visas anordningen av lampkuporna och ventilationen vid en långtidseffektbåglampa av samma firmas konstruktion.


168DET ELEKTRISKA LJUSET.
Båglampor från andra firmor utföras med praktiskt taget samma regleringsmekanism som förut beskrivits. Vid effektbåglampor med över varandra placerade kol är regleringen av ljusbågen lika med den, som beskrivits vid båglampor för vanliga kol. Utrymmet medgiver ej att vi ingå på andra konstruktioner; de förut beskrivna kunna anses vara typiska. Beträffande ljusutbytet och ekonomien hänvisas till de i det föregående angivna värdena vid studiet av olika båglampskol.

Till effektbåglampornas klass kan även räknas den s. k. magnetitlampan, vilken utföres av den kända amerikanska firman GENERAL ELECTRIC CO. Denna lampa, som endast kan användas för likström, har i Amerika fått en ganska vidsträckt användning. Den undre negativa polen består av ett tunt järnrör, fyllt huvudsakligen med magnetitpulver, uppblandat med en mindre del titanoxid. Den övre positiva elektroden består av en massiv kopparstav, som sällan behöver utbytas. Ljuset, som är vitt, utstrålas huvudsakligen från själva ljusbågen. Ljusbågsspänningen är c:a 80 volt. Ljusutbytet är ungefär detsamma som vid effektbåglamporna. Dessa lampor användas vanligen för gatubelysningsändamål, därvid ett stort antal kopplas i serie. De hava ej fått någon nämnvärd användning i vårt land.

Kvicksilverbåglampor. Samtliga de förut beskrivna lamporna hava haft det gemensamt, att vid dem ljusbågen alstras mellan kolspetsar. Emellertid kan man utan svårighet erhålla en elektrisk ljusbåge mellan elektroder av andra ledande ämnen och sär- skilt sådana, som lätt kunna förgasas. Av dessa har kvicksilvret som ljusbågsalstrare fått en viss praktisk användning i de s. k. kvicksilverbåglamporna.

Ljuset från dessa lampor är ej fullt vitt, utan har en blågrön färgton, beroende på att detsamma framför allt saknar röda strålar. Detta är en av de viktigaste orsakerna till, att dessa lampor trots litet specifikt effektbehov hittills ej kunnat få någon större användning inom belysningstekniken. I kvicksilverljuset komma föremål, vilka i det naturliga ljuset framträda med röd färg, att synas svarta, då som bekant ett rött föremål har egenskapen att absorbera alla strålar utom de röda. Endast om rött ljus finnes de strålar, som träffa föremålet, kan detsamma framträda med röd färg. Däremot har kvicksilverljuset på grund av sin rikedom på violetta och ultravioletta s. k. kemiska strålar fått stor praktisk användning för såväl fotografiskt som medicinskt bruk. Kvicksilverbåglamporna ha sitt stora intresse såsom typiska representanter för ljuskällor av luminiscenstyp, vilka karakteriseras av att de utstråla ett ljus, som ger ett diskontinuerligt spektrum och som endast innehåller ljusstrålar av vissa bestämda våglängder, oberoende av ljuskällans temperatur. Ljuset från kvicksilverbåglampan kunna vi tänka


BÅGLJUSET.KVICKSILVERBÅGLAMPOR.169
oss förorsakas av elektriska krafter, som verka på gaspartiklarnas elektroner i ljusbågen. I själva verket antages detta fenomen bero på den i ljusbågen skeende sönderslagningen av molekylerna i fria elektroner och elektriskt laddade delar, s. k. joner, vilka förmedla strömövergången. Vid denna s. k. jonisering alstras dessa som ljus uppfattbara elektromagnetiska etervågor. Då temperaturen hos den strålande ljusbågen endast är 200-500° C., ha vi här ett exempel på s. k. kallt ljus genom luminiscensstrålning, vilket har sitt speciella intresse, då denna strålningsart, enligt vad vi förut lärt, synes peka på nya hittills obanade vägar för ernåendet av en radikal förbättring av den elektriska ljusalstringens ekonomi. Vi påminna oss i detta sammanhang, att vid s. k. temperaturstrålning erfordrades minst 520° C. temperatur, för att några för ögat uppfattbara strålar skola utsändas.

Sedan år 1860, då WAY beskriver, huru en ljusbåge kan erhållas mellan kvicksilverelektroder, ha under årens lopp en hel del personer intresserat sig för frågan, huruvida kvicksilverljusbågen ej skulle kunna användas som praktisk ljuskälla. Särskilt kan nämnas ARONS, som åren 1892 och 1896 utförde en del mera ingående försök med denna båglampstyp. Det var först år 1901, som en praktiskt användbar elektrisk kvicksilverbåglampa utfördes av amerikanen COOPER-HEWITT. Denna efter uppfinnaren benämnda lampa utföres i tvenne typer, nämligen en äldre lågtrycks- och en yngre högtryckslampa. I sin ursprungliga form kunde denna lampa endast användas för likström, men har på senare tiden även konstruerats för växelström.

Ljusbågen i såväl lågtrycks- som högtryckslampan utbildas i ett lufttomt slutet rör, som är fullständigt evakuerat men innehåller kvicksilvergas. Ljusbågen tändes antingen därigenom att kärlet lutas, så att kvicksilvret kortsluter båda polerna, eller


170DET ELEKTRISKA LJUSET.
därigenom att en högspänningsstöt på lämpligt sätt alstras, vilken joniserar gasen och tänder ljusbågen. Ljusbågsspänningen hålles konstant genom ett seriekopplat motstånd av järntråd. Röret utföres vanligen av glas vid lågtryckslamporna och av kvarts vid högtryckslamporna, varför dessa senare ofta benämnas kvartslampor. Kvartstuben infördes år 1906 av KÜCH.

Lågtryckslampan karakteriseras av en betydande längd, varierande mellan 0.5-1.5 meter, beroende på lampans ljusstyrka och spänning. Det rör, inom vilket ljusbågen utbildas, har en diameter av c:a 30 mm. och utföres vanligen av glas. I rörets båda ändar äro tilledningstrådarna insmälta. Strax ovanför den negativa polen är röret kulformigt utblåst, varigenom en s. k. kondensationskammare för kvicksilvergasen erhålles. Det är storleken på detta kondensationsrum, som reglerar gastrycket och temperaturen samt därigenom indirekt rörets volt- och ampèretal. Som katod (negativ pol) tjänstgör det kondenserade kvicksilvret, som anod (positiv pol) användas kroppar av kol, järn eller volfram. Vid de normala utföringsformerna anordnas röret horisontellt eller svagt lutande samt monteras vanligen vridbart, för att ljusbågen bekvämt skall kunna tändas.

Å fig. 180 visas glasrörets och elektrodernas utseende dels för en likströmslampa a och dels för en växelströmslampa b.

Kvicksilverljusbågen. Vår nuvarande uppfattning av de elektriska fenomenen i ljusbågen ger en klar och lärorik bild av kvicksilverbåglampans arbetssätt. Vi antaga att den lysande glastuben är fylld med kvicksilvermolekyler, kvicksilverjoner och elektroner. Joner benämnas de positivt eller negativt laddade molekyler, som förlorat resp. upptagit en eller flera elektroner. Det är dessa joner, som tillsammans med elektronerna möjliggöra strömmens passerande genom gasmassan. I denna förflytta sig de ovannämnda molekylerna, jonerna och elektronerna med mycket stor hastighet i olika riktningar och under ständiga sammanstötningar och ombildningar. Under inverkan av det elektriska fältet, d. v. s. de elektriska krafterna, alstras ljusbågsströmmen, som således kan uppfattas som en kontinuerlig förskjutning av negativa joner och fria elektroner från katoden till anoden och en relativt mycket långsammare ström av positiva joner i motsatt riktning mot katoden. På ytan av det som katod tjänstgörande kvicksilvret utbildas en intensivt lysande punkt, vilken hastigt förflyttas på kvicksilverytan under livlig förgasning av metall. Från denna punkt utslungas med stor hastighet de verksamma elektronerna, de s. k. katodstrålarna, vilka förmedla ljusbågens bildande. Den höga temperaturen bibehålles genom bombardemanget mot denna punkt av de positiva jonerna, vilka ha en massa, som är flera tusen gånger större än elektronernas. Om en metall upphettas tillräckligt högt, utkastas nämligen från densamma fria elektroner (neg. elektricitetsatomer), och desto flera ju högre temperaturen är. I förbigående kan nämnas att detta förhållande fått mycket stor praktisk användning vid konstruerandet av de moderna röntgenrören samt de för telefonen så viktiga ventilrören. De från katoden utslungade elektronerna träffa under sin väg molekyler eller joner, vilka under ljusutveckling splittras i nya joner och elektroner. Detta fenomen, som på ett påtagligt sätt utvecklas inför våra ögon i den lysande kvicksilverljusbågen, brukar benämnas stötjonisering.

Då fria elektroner dels utkastas från katoden, dels nybildas i själva ljusbågen, måste deras antal alltmer ökas. Då storleken av strömmen är beroende på antalet nybildade elektroner, måste härav följa, att ljusbågens motstånd alltmer minskas, vilket förklarar


BÅGLJUSET.KVICKSILVERLJUSBÅGEN.171
varför ljusbågsspänningen faller med ökad ström. Av det föregående framgår även, varför en glödande katod ovillkorligen fordras, för att en ljusbåge skall kunna utbildas och upprätthållas vid normal spänning.

Vid ett visst strömvärde blir ljusbågsspänningen minst, vid ytterligare ökning av strömmen ökas spänningen För att den största ljusverkningsgraden skall erhållas, låter man tuben arbeta med denna spänning. Då strömmen kan variera inom ganska vida gränser för en och samma tubspänning, användas följande två sätt för reglering av ljusbågen. Hastiga strömändringar på grund av oundvikliga variationer i ljusbågens motstånd bromsas på ett effektivt sätt genom en induktionsspole, som vid varje ändring av strömmen i ledningskretsen alstrar en spänning, som enligt Lenz' lag motsätter sig strömmens ändring. Den fallande spänningskarakteristiken hos ljusbågen såväl som störningar genom variationer av linjespänningen kompenseras av ett ohmskt motstånd (R1), vilket i enlighet med kopplingsschemat i fig. 181 insättes i serie med det induktiva motståndet (L) och ljusbågen.

Fig. 181 visar såväl det yttre utseendet som kopplingsschemat för en Cooper-Hewitt-lampa med induktiv tändning. Då strömbrytarna tillslås, går en ström genom startmotståndet R2, kvicksilverströmbrytaren C, induktionsspolen L och regleringsmotståndet R1. I samma ögonblick som järnet i spolen uppmagnetiserats, attraheras ett järnankare, tillhörande strömbrytaren C, varigenom ett kort avbrott av strömmen erhålles. Den därvid uppträdande extra spänningen (självinduktionsspänningen), som är av mycket kort varaktighet, har ett relativt den normala spänningen högt värde. Den gnista, som på grund härav slår från katoden, har förmåga att jonisera gasen, så att densamma blir ledande och den normala ljusbågen kan utbildas. Den extra förbindningen från strömbrytaren till rörets katodsida, som synes å figuren, är ansluten till ett kopparbleck, som omger glaset invid katodens intag och är isolerat från detsamma. Genom införandet av detta bleck erhålles en förstärkning av tändningsgnistan. Av figuren framgår tydligt, att då lampan tänts, måste ankaret attraheras, så att strömbrytaren C permanent bryter strömkretsen för motståndet R2.

Man måste mycket noga hålla reda på polariteten vid inkoppling av en kvicksilverbåglampa till en likströmskälla. Den sida av röret, vid vilken kvicksilvret finnes, måste alltid anslutas till den negativa polen. Strömmen i ljusbågen är således riktad mot kvicksilvret. Vid omkastning av polerna slocknar lampan. Av detta skulle man kunna sluta, att kvicksilverlampan endast kan användas vid sådana platser, där likström finnes tillgänglig. Detta är även förhållandet vid en lampa enligt ovanstående beskrivning.


172DET ELEKTRISKA LJUSET.
Vi komma nu till konstruktionen av växelströmslamporna. Dessa basera sig på det förhållandet, att en växelström medelst en kvicksilverljusbåge kan rättvändas, d. v. s. omvandlas till likström (se likriktare sid. 128). Förutom de vid den förut beskrivna lampan använda apparaterna inbygges tillsammans med lampan en liten transformator, vilken tjänstgör som spänningsdelare. Själva glastuben förses med två anoder, vilka inkopplas enligt principschemat i fig. 182.

Å fig. 182 visas transformatorn inkopplad mellan punkterna a-c. Mittpunkten b har anslutits till katoden. Växelströmspolerna äro anslutna till de båda anoderna. Mellan dessa kan ej någon ljusbåge uppkomma, på grund av att deras temperatur ej är tillräckligt hög för jonisering av gasen. Om vi betrakta det ögonblick, då spänningen har sitt största värde i riktningen a-e, d. v. s. a är +pol och c -pol, kan en ljusbågsström utbildas från den övre anoden till katoden. Efter en halv period, d. v. s. efter 1/100 sekund vid en 50 perioders växelström, har polariteten omkastats, varför en ljusbåge nu kan alstras från den undre anoden till katoden. Följden blir, att strömmen växelvis under den ena halvperioden går från den övre och under den andra halvperioden från den undre anoden. I ljusbågen och förbindelseledningen till transformatorns mitt framgår således en pulserande likström. De s. k. likriktarna för omvandling av växelström till likström arbeta enligt detta schema. Till den fullständiga utrustningen för växelströmslamporna höra även de förut omnämnda reglerings- och manöverapparaterna, motstånd R, induktionsspole L och startningsströmbrytare.

Vid fabrikationen av ett rör till en kvicksilverlampa är det två faktorer, som äro av särskilt intresse, nämligen evakueringen och behandlingen av metallanoderna. När en glastub är färdig för evakuering, fylles den med ungefär dubbla den kvicksilvermängd, som normalt skall finnas vid katoden. Tuben upphänges vertikalt i en gas- eller varmluftsugn samt inkopplas medelst det invid anoden befintliga anslutningsröret till en vanlig vakuumpump. När tuben upphettats till kvicksilvrets kokpunkt, stiger den tunga kvicksilvergasen upp, undanträngande alla främmande gaser. Denna process fortsättes så länge, att kvicksilvret kokar mycket våldsamt, varvid glaset befinner sig nära smältpunkten. Sedan den önskade kvantiteten kvicksilver bortkokats, igensmältes anslutningsröret. Gastrycket inuti tuben är nu endast beroende på kvicksilvrets temperatur och uppgår vid brinnande lampa till c:a 1 mm. (1 atm. = 760 min.). För att frigöra metallelektroderna från eventuellt absorberade gaser upphettas dessa under pumpningsprocessen till vitglödande temperatur genom att en växelspänning på c:a 5 000 volt anslutes till lampans elektroder.

Temperaturen hos den lysande gasen uppgår till c:a 125° C. vid ytan och c:a 500° C. vid centrumlinjen. Vid anoden förefinnes ett spänningsfall av c:a 6 volt, och dess temperatur uppgår till c:a 350° C. Spänningsfallet i ljusbågen är c:a 0.7 volt per cm.

Kvartslampan. Denna skiljer sig från den förut beskrivna, glaslampan huvud. sakligen i följande avseenden: Ljusbågstemperaturen är mycket högre, varierande från c:a 1 400° C. i centrum till c:a 450° C. vid tubens yta. Gastrycket är c:a en atmosfär vid normalt brinnande lampa. Spänningsfallet är c:a 10 volt per cm. Anodens temperatur är även mycket högre än vid föregående lampa; i själva verket är anoden vitglödande och måste därför utföras av den svårsmälta volframmetallen. Kvartstuben är ej försedd med någon kondensationskammare, då strålningen är tillräckligt stor för att ge den erforderliga kylningen. Ofta användas kylflänsar av kopparplåt, monterade vid elektroderna.


BÅGLJUSET.KVARTSLAMPAN.173
Å fig. 183 visas en sektion av en kvartstub för 220 volt under arbete. Katodytan är här betydligt mindre än vid glaslampan, för att vandringen av den »varma punkten vid kvicksilverytan skall förhindras och därigenom ett jämnare ljus erhållas. När lampan är kall, har praktiskt taget allt kvicksilvret kondenserats vid katoden. Lampan tändes bekvämt genom en svag vickning av tuben. Denna åstadkommes vanligen genom en elektromagnet, som arbetar vid lampans inkoppling. Det yttre utseendet av några kvartslampor för inom- och utomhusbelysning framgår av fig. 184. Av dessa äro a och c ytterbelysningslampor, som tydligen mycket likna vanliga båglampor. Fig. 184 b visar en inomhuslampa, som kombinerats med 4 vanliga glödlampor, för att ljuset från kvartslampan skall uppblandas med det från glödlamporna utstrålade mera röda ljuset.

Regleringsmekanismens utseende samt kopplingen framgå av fig. 185, som visar en sektion av en kvartslampa.

Själva kvartstuben, som har en längd varierande mellan 7-15 cm., uppbäres av en på lämpligt sätt bockad metallstav a-x, vid vilken en reflektor är fästad. Denna metallstav är vid ändarna försedd med tappar och vickbart upplagrad. Kvartsrörets poler äro medelst böjliga ledningar förbundna med kontakterna b och w. Medelst den å figuren visade öglan y är den vid elektromagnetens ankare r fästa dragstången u påhakad det vridbara kvartsröret. Mellan metallplattorna d och f är elektromagneten inmonterad. Dennas lindning är kopplad parallellt med ljusbågen och således utförd av fin tråd.


174DET ELEKTRISKA LJUSET.
Ovanför plattan f är induktionsspolen l anbragt och omgiven av ett motstånd m, som är utfört av s. k. motståndstråd med högt spec. motstånd, exempelvis konstantan eller nickelin. Omkring denna i lampans axel placerade spole ha ytterligare monterats 6 st. lufttomma glascylindrar med järntrådsmotstånden h, som sinsemellan äro parallellkopplade men däremot kopplade i serie med induktionsspolen, motståndet m och ljusbågen. Induktionsspolen har till uppgift att hindra ljusbågen att slockna, om spänningen hastigt skulle sjunka. På undre sidan uppbär densamma ett i sidled utskjutande järnstycke n, som befinner sig mitt emot ett rörligt järnankare o. Detta förmedlar strömövergången till shuntspolen och kan avbryta strömmen vid p, då induktionsspolen genomgås av ström, på grund av att ankaret o attraheras, då induktionsspolen magnetiseras.

Då lampan inkopplas, går under första ögonblicket ej någon ström genom kvartstuben, på grund av att ledande förbindelse saknas mellan kvicksilverpolerna. Däremot går en ström genom shuntspolen q. Dennas järnkärna magnetiseras och attraherar därvid ankaret r, som förmedelst kopplingsstången u stjälper röret, så att kvicksilvret rinner från den positiva till den negativa polen. Den kortslutningsström, som härigenom uppkommer, genomgår motstånden och induktionsspolen. Denna uppmagnetiseras, så att ankaret o lyftes och shuntströmmen till startmagneten q brytes. Denna släpper nu lös sitt ankare, så att kvartsröret kan återta normalt läge. Därvid uppkommer ljusbågen, då kvicksilvret flyter tillbaka från minuspolen till pluspolen.

Omedelbart efter tändningen tar ljusbågen endast c:a 30 volt och lyser därför svagt. Först sedan röret fullständigt uppvärmts, upptar den full spänning, utgörande 85-90 volt vid 110 volts lampor och 165-185 volt vid 220 volts lampor. Ljusbågen lyser nu med full styrka. Tändningstiden blir kortare ju större inkopplingsströmmen är, på grund av att ljuskroppen då måste hastigare uppvärmas. Denna reglering av strömmen sker automatiskt av järnmotstånden, som i kallt tillstånd ha ett litet motstånd, vilket hastigt ökar i den mån de uppvärmas. Endast vid de större lamporna för 3.5 ampère och 220 volt eller 4 ampère och 110 volt behöva järnmotstånd användas. Vid mindre lampor på 2.5 ampère och 220 volts spänning användas ej dessa motstånd. Motståndet m är försett med en glidkontakt för noggrann inställning av ljusbågsspänningen. Lampströmmens storlek är även beroende på kvartstubens avkylningsförhållanden. Avkylningen regleras genom de vid tubens poler placerade kopparblecken a och x. Strömmen växer således, om lampan brinner utan kupa eller om avkylningen på ett eller annat sätt ökas. Kvartsröret kan härigenom bli överbelastat, varigenom en viss risk förefinnes, att det skall springa sönder.

Ljuset från kvartslampan är som vi redan förut lärt utomordentligt rikt på ultravioletta strålar, vilka verka kraftigt retande på huden och framför allt på ögonen. Redan efter några minuters bestrålning från en öppen kvartstub är denna retning tillräckligt kraftig för att efter en tid av ett par timmar ge sig till känna genom rodnad av huden och intensiva smärtor i ögonen, som samtidigt inflammeras. Kvartsglaset har nämligen


BÅGLJUSET.GLIMLJUSLAMPOR.175
egenskapen att genomsläppa de ultravioletta strålarna, vilket däremot vanligt glas ej gör. På grund härav böra kvartslampor aldrig användas utan skyddsglober av vanligt glas, vilka till största delen absorbera dessa strålar. För vissa fotografiska och medicinska ändamål användas kvartslampor utan glasglober, då här de ultravioletta, d. v. s. de kemiska strålarnas egenskaper utnyttjas.

Som orientering beträffande ljusutbytet vid dessa lampor angivas följande exempel. En kvicksilverlampa med glastub (lågtryckstyp) med en tublängd av 1 250 mm. för 110 volts spänning tar 3.5 ampère. Då den sfäriska medelljusstyrkan uppgår till c:a 600 Hlj. och då effektbehovet är 385 watt, blir det spec. effektbehovet 0.64 watt per Hlj. Vid en kvartslampa för 220 volt, 3.5 ampère och 770 watt, vid vilken tublängden endast är 150 mm., är den sfär. medelljusstyrkan c:a 1 540 Hlj., motsvarande 0.5 watt per Hlj.

Medellivslängden för såväl glas- som kvartslampan uppgives till c:a 2 000 timmar. Ljusfördelningskurvorna för dessa lampor likna dem, som erhållas vid effektbåglampor med bredvid varandra stående kol.

Glimljuslampor. Det välbekanta Geisslerröret, som redan vid mitten av 1800-talet var känt, kan sägas vara urbilden till denna typ av lampor. Om en gas inneslutes i ett glasrör under lågt tryck, kommer densamma att vid tillräckligt hög spänning lysa och utsänder därvid ett ljus, som till sin färg är beroende på den använda gasen. Vi ha här ett exempel på en ren luminiscensstrålning vid låg temperatur. Denna lamptyp har på senare tiden fått en viss praktisk användning såväl genom Moorelampan, som utgör en glimljuslampa för hög spänning, som genom de lågvoltiga glimljuslamporna.

Den av MOORE utarbetade belysningen med vakuumrör, det s. k. Mooreljuset, kom för en del år sedan i viss utsträckning till användning i Amerika men torde numera vara rått sällsynt. Av Moore användes kvävgas och kolsyregas, som inneslöts i långa glasrör, vilka voro anslutna till en automatisk ventil för inmatning av den för rörets kontinuerliga drift erforderliga gaskvantiteten. Under urladdningen genom den inneslutna gasen visade det sig nämligen, att densamma med tiden absorberades av glasväggarna och elektroderna och måste ersättas med ny. Moorelampan kan endast användas för högspänd växelström (5 000-20 000 volt). Rören utfördes i längder från 20 ända upp till 160 meter och monterades vanligen invid taket. Av praktiska skäl levererades de i mindre delar, som uppsattes och hopsmältes å platsen. Den högspända växelströmmen anslöts till rörets fria ändar. Ljusets färg var vid användandet av kvävgas gulröd, och lampan kännetecknades av en mycket liten ljusintensitet, varför ljuset även vid oskyddad lampkropp var fullständigt bländfritt. För allmän belysning ger denna lampa ett mycket behagligt ljus, som vid användandet av kolsyra som fyllnadsgas i röret är fullständigt vitt, Och som i färg mycket nära överensstämmer med solljuset. Specifika effektbehovet är vid Moorelampan relativt stort, vid gulrött ljus c:a 1.5 W/Hlj. och vid vitt ljus c:a 4.0 W/Hlj. Moorelamporna hava utförts för 0.3 ampère och en spänning beroende på rörets längd Efter en lystid av 1 000-2 000 timmar måste röret öppnas, ånyo fyllas med gas och sedan evakueras. I vårt land hava dessa lampor ej fått någon användning.

G l i m l a m p o r   f ö r   l å g   s p ä n n i n g. Utseendet av dessa lampor framgår av fig. 186 a och b. Elektroderna, som vanligen utföras av järn, formas på olika sätt alltefter det ändamål, för vilket lampan är avsedd. Lamporna hava hittills endast utförts för en mycket liten ljusstyrka, nämligen c:a 1/3 sfäriskt normalljus. Effektbehovet är c:a 5 watt. Vanligen användes i glasballongen förtunnad neongas, som i vissa fall utspädes


176DET ELEKTRISKA LJUSET.
med heliumgas. Dessa s. k. ädelgaser finnas i små mängder i luften och kunna framställas ur flytande luft. Vid utföringssättet enl. fig. 186 a består anoden (pos. polen) av en cirkelrund järnskiva med 20 mm. diameter Och 0.7 mm. tjocklek. Katoden, som utsänder ett mer eller mindre rödgult ljus, är i detta fall en spiralformigt upplindad 1.2 mm. tjock järntråd. Vid utföringssättet enligt fig. 186 b är den neg. järnplåten utformad till en bokstav, vilken utsänder ljuset. Den pos. polen består vanligen av en järnstav, placerad bakom katoden på ett avstånd av c:a 5 mm. Dessa lampor ha på senare tiden fått rätt stor användning för elektrisk reklambelysning etc.

Om den ena polen utformas som ett +tecken och den andra som ett -tecken, erhålles en elektrisk provlampa, som samtidigt anger polariteten. Den till minuspolen anslutna elektroden lyser, under det att den andra är mörk. Lamporna utföras normalt för 220 volts spänning, men äro okänsliga för spänningsvariationer och kunna användas för såväl växelström som likström. Lamporna utföras med normal Edisonsockel, i vilken finnes inmonterat ett motstånd på c:a 700 ohm, utfört av mycket fin tråd. Detta seriemotstånd, som förbrukar omkring 10 % av spänningen, är insatt av samma skäl som motståndet vid de förut studerade båglamporna. Detsamma stabiliserar den elektriska urladdningen, så att lampan brinner lugnt. Ljusutbytet blir relativt dåligt, nämligen c:a 0.07 Hlj. (sfär.) per watt, motsvarande 15 watt per Hlj. Då de minsta tillgängliga volframlamporna för 220 volt förbruka c:a 16-18 watt, kan i vissa fall en ganska stor strömbesparing göras genom användandet av dessa lampor. Kontrollampor, som endast erfordra 0.2 watt, finnas även i handeln. Glimlamporna infördes först av den kända tyska firman J. Pintsch A.-G. men utföras numera även av andra firmor. Livslängden kan uppskattas till c:a 1 000 timmar.

GLÖDLJUSET.

Historik. Vi komma nu till de för den elektriska belysningstekniken utan tvivel viktigaste ljuskällorna, nämligen glödlamporna. Dessa skilja sig från de i föregående kapitel studerade båglamporna huvudsakligen därigenom, att den elektriska strömmen får genomgå en trådformad fast kropp, vilken av densamma upphettas till glödning. Dessa lampor tillhöra sålunda temperaturstrålarnas klass (se Ljusets natur sid. 134), som kännetecknas av att det alstrade ljuset ger ett kontinuerligt spektrum.

Det första kända uppslaget till att på detta sätt använda strömmen för belysningsändamål går tillbaka ända till år 1838, då JOBARD föreslog att medelst elektricitet bringa ett i lufttomt rum befintligt kolstift att glöda och lysa. Det var dock först hans lärjunge, DE CHANGY, som i början av 1840-talet bragte denna idé till verkligt utförande och konstruerade en glödlampa med en liten stav av retortkol såsom glödkropp - något annat lämpligt kol kände man då icke till. Men redan förut hade GROVE framställt en glödlampa med en fin platinatråd såsom glödkropp, och denna lampa torde måhända böra anses som den första verkliga glödlampan. I de av STAR, KING, MOLEYNS m. fl. (1845)


GLÖDLJUSET.HISTORIK.177
konstruerade glödlamporna användes jämte platinatrådar även smala stavar av retortkol. Är 1859 lär FARMER enligt egen uppgift ha upplyst sitt hus i Newport med 42 glödlampor och skulle alltså kunna berömma sig av att hava utfört den första belysningsanläggningen inomhus. Ungefär vid samma tid (1858) återupptog de Changy, efter nära halvtannat årtionde, sina försök och erhöll även patent på en glödlampa. På grund av den redogörelse för denna lampa som lämnades av Jobard uppdrog franska vetenskapsakademien åt en kommitté, under ordförandeskap av Deprez, att pröva uppfinningen. De Changy, som ännu icke fått sitt patent beviljat, var emellertid icke benägen att för tillfället lämna vidare upplysningar om densamma, varför Deprez förklarade, att de Changy icke längre kunde göra anspråk på att anses som vetenskapsman, då han önskade göra affärer med sin uppfinning, samt att akademien icke vidare ville taga någon befattning med honom. Sedan dess ha tiderna förändrats och människorna med dem. Men de Changy uppgav i alla fall, efter detta mindre uppmuntrande besked, hela saken, och först mer än tjugo år senare blev han i tillfälle att göra sina anspråk gällande och visa, att han varit på riktig väg.

Här bör dock anmärkas, att glödlampan i själva verket endast småningom kunnat utveckla sig, även om de påbegynta försöken blivit fortsatta. Detta berodde givetvis på att vid denna tidpunkt ännu ej den elektriska dynamomaskinen uppfunnits och en praktisk användning av glödlamporna därigenom ej var möjlig. Så länge man endast hade att tillgå galvaniska batterier, kunde glödlampan liksom båglampan icke användas för annat än vetenskapliga förevisningar eller studieändamål. Först genom uppfinnandet av dynamomaskinen (PACINOTTI 1861 och GRAMME 1870) erhölls en ny impuls att återupptaga och utbilda glödlampsbelysningen, och det var i främsta rummet problemet om den elektriska energiens distribuering i större skala, som eggade elektroteknikerna att slå in på denna väg i hopp att därigenom komma till det eftersträvade målet, det elektriska ljusets allmänna användning.

År 1873 försökte ryssen LODYGIN att konstruera glödlampor med kolstänger, och han efterföljdes av två andra landsmän, KONN och BULIGIN, som sysselsatte sig med liknande försök. Konns lampor skola en längre tid hava begagnats i en handelsbutik i Petersburg.

Alla dessa försök ledde dock icke till vidare praktiska resultat. De visade emellertid, att kolet var ett passande material till glödkroppar, och användandet av detta ämne hade naturligtvis till följd, att den glödande kroppen anbragtes i en lufttom ballong för att på detta sätt hindra det vitglödande kolets förbränning. Därmed voro också den nutida glödlampans väsentliga beståndsdelar givna, och tvivelsutan bör det uppfinningsarbete, för vilket i det föregående redogjorts, betraktas såsom grundläggande. Vad sedan följde var blott glödlampans lämpande för den praktiska användningen. Detta efterarbete får icke underskattas, men man bör likväl icke glömma, att glödljuset - d. v. s. åstadkommande av ljus genom att medelst elektrisk ström bringa en fin ledare i glödning - redan länge varit känt, när det vid slutet av 1870-talet, såsom resultatet av flera uppfinningar på detta område, började erhålla sin välbekanta hastiga utbredning. Vi komma nu till denna senare avdelning av glödlampans historia, d. v. s. dess lämpande för praktiskt bruk.

Såsom i det föregående omtalats, hade man funnit det vara omöjligt att medelst båglampor erhålla svagare ljuskällor. Man försökte därför att med begagnande av strömmens värmeverkningar i fasta ledare åstadkomma en lämplig liten elektrisk lampa. Det var i slutet av 1870-talet, som man både i Amerika och England på flera håll tog i tu med

12-220535. Uppfinningarnas bok. III.


178DET ELEKTRISKA LJUSET.
saken. Problemets lösning låg så att säga i luften, och ryktet, att någon arbetade på att medelst glödljuset söka lösa den brännande frågan om det elektriska ljusets delning i mindre enheter, eggade allt flera forskare och uppfinnare att ägna sig åt samma strävan. Då man på flera vägar sökte nå målet, är det svårt att säga, vem som först beträdde den riktiga vägen. Saken blev vid denna tidpunkt särskilt aktuell, sedan dynamomaskinen uppfunnits. Som orientering må nämnas, att man såsom glödkroppar till att börja med använde metalltrådar, först av platina, senare av iridium och andra svårsmälta ämnen. Det låg ju också nära till hands att använda metallerna, emedan dessa lätt kunde dragas till fina trådar. Men försöken ådagalade tyvärr, att ingen då tillgänglig metall någon längre tid förmådde motstå den höga temperaturen och att smältbarheten alltid begränsade användbarheten. Av lämpliga material var endast kolet övrigt att välla på, och detta, hade man ju redan långt förut prövat. Men då glödkroppens genomskärningsyta måste göras mycket liten, så uppstod frågan, huru man skulle kunna tillverka sådana ledare av kol. Att skära dem av det för båglamporna använda spröda och bräckliga retortkolet gick alldeles icke för sig. Två amerikanska elektrotekniker, SAWYER och MAN, lyckades uppfinna ett enkelt förfaringssätt för sådan tillverkning. De klippte små smala bågar av kartongpapper, vilka inbäddades i grafitpulver och förkolades i deglar. Detta skedde i början av år 1878, under vilket år de första glödlamporna med sådana kolbågar, insatta i glasballonger, tillverkades. Dessa lampors livslängd blev mycket kort. Man insåg snart, att varaktigheten kunde betydligt förhöjas, om glasballongen gjordes lufttom, en sak som de europeiska föregångarna redan förut visste.

En känd amerikansk uppfinnare, MAXIM, förklarade alldeles riktigt denna längre varaktighet bero därpå, att koltråden icke kunde oxideras, emedan ballongen var lufttom, och drog jämväl därav den slutsatsen, att man borde kunna erhålla ett lika gott resultat, om man fyllde en förut lufttom ballong med någon icke oxiderande gas. Härtill valde han lysgas och iakttog då till sin förvåning, att koltråden alldeles icke förtärdes utan i stället blev grövre, vilket fenomen han förklarade på så sätt, att den glödande tråden sönderdelade kolvätet i lysgasen, varvid det frigjorda kolet avsatte sig på tråden, alldeles som retortgrafiten på gasretorternas glödande väggar. Därmed hade han upptäckt ett förfaringssätt, vilket, som vi sedan skola finna, blivit av mycket stor betydelse för glödlampstillverkningen. Även de förut nämnda uppfinnarna SAWYER Och MAN hade använt lysgas för att hindra koltrådens hastiga förbränning samt tillämpade ovan angivna sätt för trådens s. k. preparering, varför dessa i viss mån kunna anses vara grundläggarna av den första glödlampsindustrien.

Så långt var man kommen hösten 1879, då den sedermera så ryktbare amerikanske uppfinnaren THOMAS EDISON med ens tog ledningen vid utarbetandet av en praktisk glödlampa. Edison, som dittills hade arbetat med metalltrådar, insåg omedelbart betydelsen av Sawyers och Mans uppfinningar och lyckades framför allt på grund av sin i tillämpningskonsten överlägsna uppfinnarförmåga mycket snart bringa glödlampan till praktisk användbarhet. Först och främst ersatte han det bräckliga papperskolet med ett bättre, nämligen kolade bamburörsfibrer, och därjämte insåg han, att glödkroppen borde hava så stort motstånd som möjligt, om små lampenheter skulle kunna erhållas vid högre spänning. Redan samma år utförde Edison den första verkligt praktiska belysningsanläggningen med glödlampor, varav 115 st. insattes ombord på mississippiångaren Columbia. Från detta år (1879) kan man räkna den elektriska glödlampsbelysningens egentliga början.

I Europa fattade man icke genast glödlampsbelysningens hela betydelse. Man var


GLÖDLJUSET.HISTORIK.179
för tillfället mera intresserad av båglamporna, vilka nyligen fullkomnats, så att de kunde seriekopplas. Glödlampan lyckades därför knappast vinna fullt erkännande förrän vid den första elektriska utställningen i Paris år 1881. Men från denna tid tog glödlampsbelysningen överallt bättre fart, och i samband därmed utvecklades även glödlampsindustrien ganska raskt.

Nästan samtidigt med Edison och i vissa hänseenden oberoende av honom löste den engelske ingenjören SWAN problemet beträffande glödlampsbelysningen. Vidare kunna nämnas STAR och KING samt GOEBEL och LODYGIN, vilka utförde en del förbättringar vid framställningen av lamporna. Koltrådslamporna utvecklades snabbt efter år 1880 och voro allenahärskande till 1900-talets början. De äldre lampfabrikaten åtskilde sig rätt väsentligt med hänsyn till framställningssättet och råmaterialet, och vi kunna därvid som typiska representanter nämna Maxims lampa, Lane-Fox-lampan, Westonlampan m. fl. Slutligen utkristalliserade den numera använda framställningsmetoden, vilken så gott som uteslutande användes av de flesta större glödlampsfabrikerna och vilken vi i det följande närmare skola lära känna.

Koltrådslampan uppvisade ursprungligen ett Spec. effektbehov av 5 watt per hefnerljus, vilket värde successivt nedbringades till 3.5 W/Hlj. Ljusstyrkan hänföres därvid till det horisontella medelvärdet. De första lamporna utfördes för maximalt 130 volt, men spänningen höjdes snart till 250 volt. År 1905 skedde en ytterligare förbättring av koltrådslamporna genom införandet av s. k. metalliserad koltråd med ett spec. effektbehov av endast 2 till 2.5 watt per normalljus (hefnerljus).

Samtidigt med att koltrådslampan fick sin nuvarande slutgiltiga form och utveckling hade i slutet av 1890-talet återupptagits de redan förut inslagna vägarna för erhållandet av en lämplig glödkropp av ett annat material än kol. Nernstlampan, som kom i handeln år 1900, utgjorde det praktiska resultatet av mycket ingående försök att använda glödande metalloxider. Denna lampa uppvisade ett spec. effektbehov av 1.5 till 1.8 watt per hefnerljus (horisontellt medelvärde), utgörande en betydande förbättring i förhållande till koltrådslampan. Den utträngdes emellertid snart av de ännu mer ekonomiska metalltrådslamporna. Redan förut har omnämnts, huru man vid de första försöken att erhålla en elektrisk glödlampa på 1840-talet använde metalltrådar (platina och iridium). Först c:a 60 år senare återupptogos de förut misslyckade försöken med användandet av en metalltråd som lyskropp.

Av metalltrådslamporna fick den av AUER v. WELSBACH utarbetade osmiumlampan en viss användning. Den infördes i praktiskt bruk omkring år 1902 och uppvisade ett spec. effektbehov av c:a 1.5 watt per hefnerljus. Innan denna ursprungligen endast för 70 volt utförda lampa hann närmare utprovas, uppträdde år 1905 en överlägsen konkurrent, nämligen den av v. BOLTON utarbetade tantallampan, som för 110 volts spänning uppvisade ett spec. effektbehov av 1.6 watt per hefnerljus.

Tantallampans uppträdande var i flera hänseenden av genomgripande betydelse. För det första blevo såväl koltråds- som osmiumlamporna tillbakaträngda av densamma, framför allt därför att denna lampa kunde erhållas för spänningar upp till 250 volt, för det andra blev man i tillfälle att för första gången lära känna ett trådmaterial, som uppvisade en stor mekanisk hållfasthet och som tillät lampans montering i vilket läge som helst. Tantallampans uppfinnande har varit av banbrytande betydelse för utvecklingen av de nu så gott som uteslutande använda metalltrådslamporna med volframtråd, vilka redan följande år nämligen 1906 började uppträda som konkurrenter till tantallampan. Spec. effektbehovet utgjorde till att börja med c:a 1.2 watt per Hlj. för större enheter.


180DET ELEKTRISKA LJUSET.
De första volframlamporna kunde ej utföras med samma mekaniska hållfasthet hos glödtråden som tantallamporna, varför dessa senare ännu några år allmänt användes.

Man kom snart underfund med att det erbjöd mycket stora tekniska svårigheter att framställa en hållbar volframtråd. Ursprungligen utfördes tråden av metallpulver, som på analogt sätt som vid koltrådens framställning sprutades tillsammans med ett bindemedel och därefter hopsintrades genom glödgning. Först år 1910 lyckades det COOLIDGE att framställa en böjlig och starkt dragen tråd av volframmetall. Efter denna tidpunkt övergingo så gott som alla intresserade firmor till användandet av dragen tråd. Med införandet av den dragna volframtråden nedbringades det spec. effektbehovet till c:a 1 watt per Hlj. vid de större lampenheterna, som därför benämndes enwattslampor, och därmed har materialet till glödlampornas lyskropp kommit till en viss avslutning i utvecklingen. Genom införandet av vissa kemiska preparat i lampgloben (SKAUPY) kunde spec. effektbehovet utan nämnvärd ökning av lampans svärtning nedbringas till 0.8 watt per Hlj. (horis. medelv.).

Emellertid kunde redan år 1913 på grund av amerikanen LANGMUIRS undersökningar en ytterligare förbättring av volframlamporna genomföras, vilket som resultat gav de nu allmänt använda halvwattslamporna. Vid dessa användes ej en lufttom glasballong, utan denna är vid de större typerna fylld med kvävgas och vid de mindre med argongas. Spec. effektbehovet är vid de större lamporna endast c:a 0.6 watt per sfär. hefnerljus och ökas vid mindre enheter till ett värde motsvarande enwattslampornas (C:a 1.3 W/Hlj. sfär.). Som orientering kan i detta sammanhang nämnas, att ett spec. effektbehov vid en större enwattslampa av 1.0 watt per horis. Hlj. motsvarar 1.25 watt per sfär. Hlj. På grund av den ovannämnda stora variationen av spec. effektbehovet böra dessa lampor lämpligen benämnas gasfyllda volframlampor i stället för halvwattslampor.

Värdet av Langmuirs uppslag framgår omedelbart av att de gasfyllda volframlamporna numera kunna utföras från 25 watt för 110 och 60 watt för 220 volt till flera tusen watts storlek. De hava därmed inkräktat på det av båglamporna hittills reserverade området, nämligen de större ljusenheterna. Detta har även haft till följd, att båglamporna under de senaste åren fullständigt utträngts av dessa volframlampor.

Hösten 1881 gjorde man i vårt land för första gången bekantskap med de elektriska glödlamporna. I samband med den i det föregående omtalade provbelysningen i Stockholm med Brushska båglampor anordnades på L. FREDHOLMS föranstaltande även en provbelysning med glödlampor först i Strömparterren och sedan i drätselnämndens lokaler i huset n:o 2 vid Stora Nygatan. De begagnade lamporna voro av LANE-FOX' system och liknade i huvudsak Edisons lampor. Mindre anläggningar för elektrisk glödlampsbelysning började från denna tid utföras av enskilda firmor på flera ställen i Stockholm och landsorten, men här i landet liksom annorstädes i Europa var det av flera orsaker endast jämförelsevis långsamt som det nya belysningssystemet lyckades vinna erkännande och erhålla någon avsevärd spridning. Vid 1883 års slut funnes i Stockholm uppsatta ett par hundra elektriska glödlampor, vid sekelskiftet ej fullt hundra tusen och vid 1920 års slut 1 235 000 stycken. Av dessa senare utgjorde flertalet metalltrådslampor och endast c:a 4 % koltrådslampor. Tillverkningen av glödlampor utgör numera en betydande industri. I utlandet, särskilt i Amerika, England och Tyskland, finnas flera stora fabriker av detta slag. Man har uppskattat tillverkningen av glödlampor till över 400 miljoner per år, vilket ger ett begrepp om denna industris storartade proportioner.

Glödlampor började även ganska snart att tillverkas i Sverige, nämligen redan år 1885 av R. Strehlenert i Södertälje. Denna fabrikation flyttades sedan till Stockholm


GLÖDLJUSET.KOLTRÅDSLAMPAN.181
och övertogs av ett aktiebolag, men blev slutligen nedlagd. Hos W. Wiklund i Stockholm samt vid fabriken Svea i Sundbyberg hava även under någon tid glödlampor tillverkats. Den senare fabriken inköptes för några år sedan av Aktiebolaget de Lavals glödlampsfabrik Svea och flyttades sedan till Stockholm, där den betydligt utvidgades, så att den under några år kunde räknas som ett bland huvudstadens mest anmärkningsvärda industriella etablissement å detta område. Fabrikationen är dock numera nedlagd. Sveriges för närvarande största tillverkare av glödlampor är A.-B. Skandinaviska Glödlampfabriken, Nyköping, vilken utför den s. k. Skandialampan. Vidare kunna nämnas Aktiebolaget Elektraverken med Kungslampan och A. Appelberg med Birkalampan. Båda dessa fabriker äro belägna i Stockholm.

Koltrådslampan. Enligt vad vi förut sett, utgjorde koltrådslampan den första elektriska glödlampa, som blev av praktisk betydelse. Ända till så sent som år 1910 användes den i större antal än någon annan glödlampstyp, men detta minskades under de följande åren mycket hastigt i förhållande till metalltrådslampornas, så att vid 1921 års slut antalet använda koltrådslampor kan uppskattas till endast ett par procent av hela antalet elektriska lampor.

Vid en normalt utförd koltrådslampa anbringas koltråden, som vanligen är böjd i en enkel, dubbel eller tredubbel slinga, inuti en evakuerad (lufttom) päronformad glasballong (fig. 187). Den använda koltråden utföres enligt olika sprutningsmetoder och har ett tämligen högt specifikt motstånd (c:a 30 ohm per meter och kvmm.), vilket sjunker med ökad temperatur. Motståndet hos koltråden vid en normalt brinnande lampa är ungefär hälften så stort som i kallt tillstånd. Härav följer, att lampan blir mycket känslig för spänningsvariationer, så att om exempelvis spänningen ökas 1 %, ökar strömmen 1.2 % och ljusstyrkan c:a 7 %. Färgen å det från lampan utstrålade ljuset är rödaktig, beroende på att trådens temperatur endast är c:a 1 850° C. vid en normal lampa för 3,5 watt per horisontell medelljusstyrka räknad i Hlj. De numera snart försvunna koltrådslamporna utföras från 1 till 100 nlj. (Hlj.) styrka för de brukliga spänningarna upp till 250 volt. De vanliga storlekarna äro 5, 10, 16, 25, 32, 50 och 100 normalljus gällande för det horisontella medelvärdet. Av dessa har 16 nlj. lampan använts mest.

Det specifika effektbehovet varierar allt efter trådtjockleken mellan 4 och 3 watt per Hlj. (horisontell medelljusstyrka). Ljusutbytet uttryckt i det sfäriska medelvärdet är c:a 0.2-0.25 Hlj. per watt. Lampans livslängd är beroende på trådens temperatur och avtar hastigt vid ökning av ljusutbytet. Densamma begränsas därav, att lampan under brinntiden på grund av trådens förgasning svärtas och hastigt minskar i ljusstyrka. Den brinntid, efter vilken ljusstyrkan nedgått med 20 %, den s. k. ekonomiska brinntiden, varierar mellan 600 och 800 timmar, allt efter den valda belastningen av tråden. Lampans verkliga livslängd uppgår vanligen till mer än 1 000 timmar. Koltrådslamporna liksom andra glödlampor kunna användas för såväl växelström som likström och utföras oftast med päronformade ballonger av klarglas eller matterat glas. Genom matteringen förloras 5-10 % av ljusmängden, men detta kompenseras delvis av en förminskad bländning.

Vid koltrådslampor med s. k. metalliserad koltråd upphettas koltråden genom en särskild glödgningsprocess till mycket hög temperatur, så att den undergår en egendomlig


182DET ELEKTRISKA LJUSET.
förändring och blir grafitartad. Motståndet hos denna koltråd ändras med temperaturen på samma sätt som metallernas motstånd och erhåller till skillnad mot den vanliga koltråden en positiv temperaturkoefficient. Tråden blir dessutom mera motståndskraftig mot höga temperaturer, varigenom spec. effektbehovet kan nedbringas till 2.2 watt per Hlj. (horis. medelv.) vid normal livslängd. Dessa lampor utföras i samma storlekar som de föregående.

Koltrådens framställning och fastsättande. Ursprungligen förfärdigades glödlampornas koltråd av bamburörsfibrer (Edison), vilka även efter förkolningen bibehöllo en viss elasticitet. Råmaterialet delades i passande, fina stänger, vilka drogos genom ett runt dragjärn, för att tråden skulle bliva rund. Detta förfaringssätt blev emellertid ganska dyrt, en sak som alltmer vann i betydelse i mån av glödlampornas sjunkande pris och fabriksmässiga framställning. En glödlampa kostar för närvarande mindre än en tiondel av vad den från början kunde utföras för. Man ansträngde sig därför att utfinna andra passande material för glödtråden, och i detta syfte har man under lampans utvecklingsår gjort en stor mängd försök, och många förslag hava utprovats. Numera ha alla fabriker övergått till den s. k. sprutningsmetoden, enligt vilken tråden tillverkas av en plastisk massa, lämplig att förkolas. Som råmaterial användes cellulosa, som i riklig mängd kan erhållas från växtriket, där densamma förekommer i växtcellernas membraner. Ren cellulosa framställes enklast av bomull, sedan råmaterialets föroreningar borttagits medelst alkalier och syror. Som bekant användes cellulosa i stor utsträckning för framställning av papper, varvid vanligt trä får tjänstgöra som råmaterial. Cellulosan är, såsom kemisterna uttrycka det, ett kolhydrat, det vill säga en kolförening med syre och väte. Om bomull behandlas med en blandning av salpetersyra och svavelsyra, erhålles nitrocellulosa (bomullskrut). Denna kan lösas i eter och alkohol och benämnes då kollodium, som vid avdunstning av lösningsmedlet ger en elastisk hinna. Detta slag av nitrocellulosa, som kallas kollodiumbomull, kan användas för fabrikation av koltråden. Massan pressas genom munstycken och framkommer i fina trådar, som avklippas i passande längder och kolas.

Även koncentrerad zinkklorid förmår lösa cellulosa, och man kan på detta sätt erhålla en sirapstjock lösning. Om denna i en fin stråle får rinna ned i alkohol, exempelvis genom ett fint glasrör (fig. 188) utmynnande i ett spritfyllt glaskärl, lagrar sig cellulosan i form av en böjlig tråd av betydande längd. Denna tråd, som är både seg och stark, tvättas därpå med omsorg i vatten för att avlägsna alla ämnen, som vid den följande bränningen kunna bilda aska. Cellulosalösningen framställes ofta av kemiskt rent filtrerpapper. Efter tvättningen upplindas trådarna till torkning på trummor, från vilka de sedan avlindas, varefter de skäras i bestämda längder. Materialet har nu antagit en silkesartad glans och blivit lika elastiskt som borst.

De på det ena eller andra sättet framställda trådarna måste vidare undersökas och sorteras med avseende på jämn och riktig grovlek, vilket utföres med mikrometerapparater. Denna noggrannhet är av flera skäl nödvändig. Eljest skulle den i alla fall rätt stora mängden trådar, som sedan måste kasseras, bliva ännu större, och denna förlust bliva desto kännbarare, ju flera arbetsprocesser tråden genomgått.

De undersökta och godkända trådarna böjas på ett hett järn eller på annat sätt, antingen till den vanliga U-formen eller ock i en eller annan slingform. Vid de flesta fabriker upplindas trådämnena på kolstycken i knippen av samma form, som den färdiga fibern skall hava i lampan.


GLÖDLJUSET.KOLTRÅDENS FRAMSTÄLLNING.183
Trådarna förkolas, monterade på de formgivande kolstyckena och inpackade i kol- eller grafitpulver, uti väl tätade deglar, vilka under flera timmar uti en enkom härför inrättad ugn utsättas för en mycket hög temperatur. De avskäras sedan till riktig längd, som man förut bestämt genom försök. Därpå förstärkas deras ändar till en längd av c:a 10 mm. genom att neddoppas i en kolvätevätska (petroleum) och därefter bringas till glödning. Det vid kolvätets sönderdelning avskilda kolet avsätter sig på trådändarna, så att dessa bliva grövre än den övriga tråden. För att vid denna och övriga operationer kunna hantera tråden så bekvämt som möjligt begagnar man ett slags tångapparat, som fattar tråden i rätt ställning och samtidigt inkopplar ledningarna för en elektrisk ström. Inom några ögonblick har tråden erhållit den avsedda förstärkningen. Det är emellertid icke alla glödlampsfabriker, som anse en sådan förstärkning behövlig.

Men ännu är icke tråden färdig att insättas i lampan. En huvudfordran är att vid normal spänning styrkan av den ström, som genomgår koltråden, just är den, som motsvarar lampans bestämda ljusstyrka och bäst lämpar sig för dess hållbarhet, tvenne omständigheter, som nära sammanhänga med varandra. För att vid normal spänning fastställd strömstyrka skall erhållas, måste även motståndet hava ett visst bestämt värde. Tråden, sådan den kommer från ugnen, har dock vanligen, icke det fullt riktiga motståndet. För att reglera detta begagnas numera det ovan omtalade av Maxim uppfunna förfaringssättet. Tråden fastsättes i en hållare, genom vilken strömmen kan ledas, och bringas därefter under klockan till en luftpump, innehållande kolvätegas. Vid strömmens påsläppande kommer tråden i glödning, kolvätet sönderdelas och kolet utfälles på tråden, men mest på de ställen, där denna är smalast och därför glöder starkast. Trådens tjocklek ökas alltså mest på dessa ställen. Denna operation kallas preparering och giver åt trådens alla delar samma motstånd, så att den blir i elektriskt hänseende av likformig beskaffenhet. Det vore knappast möjligt att utan dyra omvägar på annat sätt uppnå denna obetingat nödvändiga likformighet, och man kan därav inse, huru värdefullt för glödlampsfabrikationen detta i och för sig så enkla förfarande måste vara. Vore icke tråden likformig, skulle de delar, som gjorde ett jämförelsevis större motstånd, glöda starkare, och tråden skulle där snart brista sönder. Flera apparater hava konstruerats, vilka vid prepareringen automatiskt avbryta strömmen, när det normala motståndet erhållits, och dylika apparater arbeta naturligtvis vida säkrare och billigare än en arbetare.

Därmed skulle tråden vara färdig att insättas i lampan, men vanligen undersöker man ännu en gång dess tjocklek, och många trådar måste då kasseras.

Vi komma nu till nästa arbetsoperation, nämligen koltrådens fastsättande. Glödtråden står i lampan på en fot av blyglas, hopsmält med lampans nedersta del och omgivande platinatrådarna på sätt fig. 187 utvisar. Användandet av sådana trådar har tills rätt nyligen varit en hård nödvändighet för glödlampstekniken, emedan ingen annan metall förut varit bekant, som kunnat ersätta densamma för strömmens införande till koltråden. Platinan besitter nämligen den värdefulla egenskapen att vid uppvärmning utvidga sig ungefär lika mycket som glas, varemot andra metaller i detta avseende


184DET ELEKTRISKA LJUSET.
förhålla sig mycket olika. Men vid olika utvidgningsförhållanden lossnar ganska lätt den täta förbindelsen mellan glaset och tråden, luften tränger in, och det är snart förbi med hela lampan. Man har därför länge varit tvungen att använda platina, ehuru lampan därigenom ej obetydligt fördyrats, beroende på denna metalls höga pris. Platinatråden till en glödlampa kostade icke mindre än 15-25 öre utgörande en avsevärd del av den färdiga lampans kostnad. För några år sedan lyckades man emellertid framställa en legering mellan järn och nickel, benämnd platinit, vilken har samma utvidgningskoefficient som platina och som numera fått stor användning vid glödlampsfabrikationen som ersättare för denna dyrbara metall. För kännedomen om järn- och nickellegeringarnas egenskaper hava vi till stor del att tacka nobelpristagaren GUILLAUME, vilken nedlagt ett mångårigt och tålamodsprövande arbete på undersökning av olika järnnickellegeringar, vilka även för andra ändamål fått en mycket stor praktisk användning.

Tilledningstrådarna passera genom ett vid glasballongens nedre del fastsmält glasrör, som sticker ett litet stycke upp i själva glasballongen. Detta glasrör är hoptryckt vid den övre ändan, där ledningstrådarna passera genom det hopsmälta glaset (fig. 187). Vid denna glasbrygga äro även de trådar insmälta, som erfordras för upptagning av koltråden vid lampor för högre spänning och med lång koltråd. För att spara på platinan användes denna endast vid själva genomföringsstället, varför blott 3-5 mm. långa platinatrådar erfordras. Dessa äro i sin tur fastsvetsade dels vid de yttre koppartrådar, som lödas fast vid fattningen, dels vid de vanligen av järn eller koppar utförda trådar, som inuti lampan äro anslutna till koltrådens båda ändar. Till att börja med fastklämdes koltråden helt enkelt vid koppartrådarnas ändpunkter, men då kontakten icke blev tillräckligt pålitlig och varaktig, utvecklades på detta ställe för stark värme, varför tråden snart avbrändes här. Man tog då sin tillflykt till den förut omtalade förstärkningen av koltrådens ändar och övergick slutligen till användandet av ett lämpligt kitt eller cement för att göra kontakten fullständig och erhålla en hållbar förbindning. Förkoppring eller utfällning av kol på kontaktstället användes även.

Glasballongen är vanligen päronformad och före hopsättningen försedd med ett öppet rör nedtill. De glödlampsfabriker, som själva icke befatta sig med ballongernas tillverkning, erhålla dem från glasbruken i sådant skick. Vid fabriken tillsättes ett stycke glasrör upptill, och ballongen får då det utseende, som visas av fig. 189. Glasfoten med den uppmonterade koltråden instickes nedifrån och sammansmältes med den öppna halsen. För luftens utpumpande bringas den sålunda färdiggjorda lampan medelst det vidfästa evakueringsröret på olika sätt i förening med luftpumpen.

Lampans evakuering. Luftförtunningen i lampan måste drivas mycket långt. Den luftmängd, som utan olägenhet kan kvarlämnas däri, uppgår till blott en tiomiljondel av den mängd luft, som glasballongen innehåller vid vanligt lufttryck. En sådan grad av luftförtunning kunde förr icke uppnås med vanliga maskinpumpar. Numera kan ett praktiskt taget fullständigt vakuum lätt åstadkommas medelst kvicksilverluftpumpar med maskindrift.

Till en början skola vi endast redogöra för de principer, som ligga till grund för kvicksilverluftpumparnas konstruktion. Det finnes flera olika slag av sådana pumpar,


GLÖDLJUSET.LAMPANS EVAKUERING.185
av vilka vi särskilt fästa oss vid de av GEISSLER och SPRENGEL uppfunna. Enligt den förra anordnas pumpen så, att det glaskärl, som skall evakueras, den s. k. recipienten, upprepade gånger sättes i förbindelse med ett rum, där luften förtunnats på samma sätt som i det s. k. »torricelliska tomrummet» ovanför kvicksilvret i en kvicksilverbarometer. Vid pumpar, utförda enligt Sprengels system, verkar en nedrinnande kvicksilverstråle, som är uppdelad i droppar, sugande på samma sätt som ångstrålen vid en vanlig ejektor. Då kvicksilverdropparna falla genom ett tämligen smalt vertikalt anordnat glasrör medföras luftblåsorna, varigenom vakuum erhålles i recipienten. Pumpar av detta slag hava ett fallrör F (fig. 190 a), vari kvicksilvret ovantill strömmar in i en oavbruten stråle, därvid nedsugande luft genom ett på fallröret anbragt sidorör, vilket sättes i förbindelse med lampan. Fallrörets nedre ände mynnar i ett kärl med kvicksilver och är sålunda alltid tillsluten. Det genom pumpen utrunna kvicksilvret föres på ett eller annat sätt åter till dess övre mynning. Detta sker i glödlampsfabrikerna naturligtvis till ett större antal sugrör på en gång. För detta ändamål pumpas den flytande metallen med maskinpumpar upp i en på lämplig höjd belägen behållare och ledes därifrån i fördelningsrör till de särskilda sugrören för att sedan genom ett samlingsrör återvända till tryckpumpen.

Beträffande det andra slaget av pumpar så inser man lätt, att en kvicksilverpelare, som omväxlande stiger och faller, kan användas för att skaffa luften ur ett kärl på alldeles samma sätt som en vanlig mekanisk pump i fråga om en vätska. Kvicksilvret tjänstgör som kolv, och det är givetvis en mycket väl tätande sådan. Vid de mekaniska vätskepumparna måste dock finnas kranar och ventiler för att hindra den utpumpade vätskan att återvända till kärlet. Vid kvicksilverpumparna har man genom ett enkelt men ganska fyndigt konstgrepp undvikit läckande kranar och ventiler. I fig. 190 b är kärlet A förenat med ett undre rör B och ett övre rör H. Å nedre änden av röret B är en gummislang g påträdd, vilken står i förbindelse med kvicksilverkoppen S. Då denna kopp höjes, stiger kvicksilvret upp i röret B och, om höjningen är tillräcklig, även in i kärlet A, därvid utdrivande luften ur B och A. Så länge kvicksilverpelarens yta står lägre än mynningen till sidoröret H, går luften även in i detta, men så snart vätskan stigit förbi nämnda mynning, är röret H avspärrat från kärlet A, och vid ytterligare stigning måste den vikande luften taga vägen genom avloppsröret F, och kärlet A fylles slutligen helt och hållet med kvicksilver. Då koppen S sänkes, uppstår till en början ett lufttomt rum i kärlet A, och då kvicksilvret sjunkit undan förbi mynningen till röret H, kan luften ur detta rör strömma in i A och således en motsvarande luftmängd ur den med röret förenade glödlampan. Vid förnyad höjning av koppen S utdrives denna luftmängd genom röret F, och vid koppens därefter skeende sänkning suges en ny luftportion ur lampan och in i kärlet A. På detta sätt fortgår pumpningen genom omväxlande höjning och sänkning av kvicksilverkoppen S. Då kärlet A rymmer väsentligt mera luft än den


186DET ELEKTRISKA LJUSET.
del av röret B, som vid kvicksilverpelarens sjunkande fylles med luft, så är det naturligtvis endast en helt liten del av den från lampan utsugna luften, som åter tryckes tillbaka dit. Den ojämförligt största delen avspärras från lampan och bortskaffas. Som lätt inses, måste kvicksilverpelaren F inställa sig till en höjd motsvarande barometerståndet, d. v. s. i medeltal 760 mm.

Luftpumpar av det förut omtalade slaget enligt ejektortypen äro bekvämare och i så måtto ändamålsenligare, att de arbeta automatiskt utan någon medverkan av människohand. Men man kom snart på det klara med, att det andra slaget pumpar förmådde åstadkomma starkare luftförtunning, och man sökte därför göra även dem automatiska. Det låg då nära till hands att medelst komprimerad luft pressa kvicksilvret upp i röret B och in i A samt åstadkomma dess sjunkande genom att sänka trycket. Därvid är det emellertid nödvändigt, att trycket börjar verka i rätta ögonblicket, och att detsamma upphör, då kvicksilvret nått sin högsta punkt.

Detta problem har på ett ganska fyndigt sätt blivit löst i de självverkande pumparna, åt vilka vi nu skola ägna några ord. Den huvudsakliga mekanismen avser rörelsen av det nyssnämnda kärlet S. Man kan till en början tänka sig, att detta är slutet men försett med en smal hals, som genom en slang är förenad med en behållare för komprimerad luft. Då man vrider på en kran, öppnas denna förbindelse, och den komprimerade luften pressar kvicksilvret upp i röret B och in i kärlet A. Så snart detta blivit fyllt, omställes kranen och slangförbindelsen stänges, men på samma gång öppnas för tryckluften i kärlet S en väg att komma ut i det fria. Kvicksilvret sjunker då tillbaka och förtunnar luften i glödlampan. Därefter omställes kranen ånyo, så att tryckluften åter får verka på kvicksilvret; detta stiger, och förloppet upprepas som förut.

Även vid denna anordning skulle handarbete erfordras för kranarnas omställande, om man icke genom en självverkande mekanism gjort sådant överflödigt. Kvicksilverbehållaren S hänges därför på ena armen av en våg, som å den andra har en motvikt. Då kvicksilverpelaren sjunkit tillräckligt, finnes naturligtvis största mängden av kvicksilvret uti behållaren, som då också har sin största tyngd. Den förmår då lyfta motvikten och dess vågarm, som är ställd i förbindelse med kranen och öppnar denna, så att kommunikationen med tryckluftbehållaren blir fri. När åter, till följd av tryckluftens nyss angivna verkan, kvicksilvret stiger upp i A och dess mängd alltså betydligt minskats i S, har koppen blivit så mycket lättare, att motvikten slutligen får överhand och


GLÖDLJUSET.LAMPANS EVAKUERING.187
vågbalken sänker sig åt andra sidan, omställande kranen och stängande förbindelsen med tryckluftbehållaren men öppnande vägen ut i fria luften. Tryckluften strömmar ut, kvicksilvret sjunker, koppen fylles åter, dennas vikt ökas, vågbalken sjunker över till andra sidan och koppen sättes ånyo i förbindelse med tryckluftbehållaren. På detta sätt verkar pumpen automatiskt, och lampan utpumpas utan medverkan av människohand.

Fig. 191 visar en sådan luftpump. Den företer emellertid den skiljaktigheten mot vad nyss beskrivits, att kvicksilverkärlet icke sitter fast utan är rörligt på vågarmen. Då denna höjer sig, glider kärlet ned mot vågbalkens vridningsaxel och återfår icke övervikten, förrän det mottagit sin fulla kvantitet kvicksilver. Då sänkes vågarmen, och kärlet åker i och med detsamma ut i sitt yttersta läge på armen. I denna ställning bibehåller det övervikten, tills det avgivit största mängden av kvicksilvret, och denna avpassas genom lämpliga regleringsanordningar, så att pumpkärlet A då är nätt och jämnt fyllt. Genom denna anordning har man lyckats komma därhän, att kranen omställes först i det ögonblick, då kvicksilverkärlets vikt blir störst eller minst, vadan alltså den rörliga kvicksilverpelaren kan ostört stiga till sin högsta eller sjunka till sin lägsta punkt. Genom kombinering av flera pumpar till ett s. k. batteri kunna flera tusen lampor evakueras per dag under en mans tillsyn.

Givetvis finnas en mängd andra konstruktioner av luftpumpar, men utrymmet medgiver ej en beskrivning av desamma. Emellertid kunna vi ej undgå att med några ord omnämna den s. k. Gaedepumpen, vilken på senare tiden fått stor användning. Denna är en roterande kvicksilverpump, som år 1905 konstruerades av GAEDE, och består av en med kvicksilver till hälften fylld järnbehållare, i vilken en porslinstrumma roterar (fig. 192). Vid trummans rotation fyllas de kammare, i vilka trumman är uppdelad, växelvis med luft och kvicksilver. Dessa genom kvicksilvret tätade kamrar suga vid rotationen först luft ur lampan och driva därpå på grund av det inträngande kvicksilvret ut sitt


188DET ELEKTRISKA LJUSET.
luftinnehåll. Konstruktionen liknar i hög grad den, som användes vid vanliga gasmätare, s. k. gasur. Skillnaden är blott, att vid gasuret åstadkommer gasströmmen rörelsen, under det att densamma vid Gaedepumpen åstadkommes genom en yttre mekanisk kraft. Denna pump är mycket kraftig och arbetar snabbt. Efter endast 15 min. kan ett tillräckligt vakuum erhållas.

Det kan emellertid ej förnekas, att användandet av kvicksilverluftpumpar medför åtskilliga olägenheter icke endast beträffande själva arbetet, som visserligen sker grundligt men dock jämförelsevis långsamt, utan jämväl därigenom att alltid rätt mycket av det dyrbara kvicksilvret spilles och mer eller mindre avdunstar samt kan inverka skadligt på arbetarnas hälsa, om ej stor försiktighet iakttages. Man har därför även försökt en annan evakueringsmetod utan användande av kvicksilver. Detta förfaringssätt är i huvudsak följande. Först överpenslas evakueringsrörets inre yta med ett mycket tunt lager av amorf (röd) fosfor, varefter röret på vanligt sätt förbindes med pumpröret och fogen dem emellan noga tillsättes. Genom en maskinluftpump utpumpas därefter till en början största delen av den innevarande luften, vilket sker inom ett par minuter. Den kvarvarande ringa luftmängden avlägsnas genom en kemisk process, som gör att densamma förenar sig med fosforbeläggningen uti evakueringsröret till en fast kropp. För detta ändamål tillsmältes detta rör strax ovanför pumpröret och upphettas därefter utifrån. Därvid avdunstar fosforn och intränger i själva ballongen samt förenar sig med den där kvarvarande luften, så att ballongen praktiskt taget blir lufttom. Vid de nu fulländade konstruktionerna av luftpumpar äro en hel del av ovannämnda olägenheter borteliminerade. Sålunda användas numera ofta roterande oljeluftpumpar, som ge ett fullgott vakuum.

Medan pumpningen pågår och strax innan densamma avslutas, uppvärmes såväl koltråden som glaset. Den förra hålles glödande genom att en lämplig ström får genomgå densamma. Glasballongen upphettas utifrån med gaslågor. Detta har visat sig nödvändigt, då de inneslutna gaserna med mycket stor kraft kvarhållas vid kolets och glasets yta genom vissa adhesionskrafter, som ej övervinnas genom evakuering vid normal temperatur.

Den nu delvis färdiga lampan undersökes först med avseende på lufttomhet. Medlet att verkställa detta utan att på något sätt skada lampan är lika enkelt som tillförlitligt. I ett mörkt rum föres lampan mellan polerna till en lagom stark Ruhmkorffs induktionsapparat. Är evakueringen tillräcklig, så utstrålar lampan intet ljus eller ett svagt grönaktigt ljus. Visar sig ett ljusblått eller violett sken, är lampan obrukbar. På detta sätt kunna hundratals lampor undersökas på mycket kort tid. En viss antydan, huruvida lampan är lufttom eller ej, kan även erhållas av trådens lättrörlighet. I lufttomt rum vibrerar nämligen den elastiska tråden rätt länge och ganska livligt, om man genom att skaka litet på lampan sätter den i rörelse; men finnes luft i lampan, avtager rörelsen snart i följd av luftmotståndet.

Man kan fråga, varför glödlamporna behöva göras lufttomma, då ju därmed endast avses att skydda koltråden mot förbränning och detta lika bra kan ske genom att fylla dem med en icke oxiderande gas, exempelvis ren vätgas eller kvävgas. Detta har också försökts men icke befunnits ändamålsenligt, emedan sådana lampor fordra betydligt mera ström än de evakuerade. Orsaken är ej heller svår att finna. Den koltråden omgivande gasen bortleder värme, och det fordras därför en större mängd elektrisk energi för att hålla tråden vid normal vitglödning. Lampans ekonomi blir således sämre. Dessutom skulle glaset vid en sådan lampa starkt upphettas. Vid den vanliga evakuerade


GLÖDLJUSET.LAMPANS FÄRDIGSTÄLLANDE.189
lampan blir temperaturen hos glaset vanligen ej större, än att man utan svårighet kan taga i detsamma. Detta senare gäller under förutsättning, att lampan är fritt monterad, så att strålningen kan ske utan hinder. Om glödlampan däremot överhöljes, varigenom den fria utstrålningen hindras, blir den snart så het, att den kan sveda brännbara ämnen, ja till och med antända dem.

Lampans färdigställande. Lampan måste nu vidare förses med någon inrättning för att bekvämt kunna fastsättas i den hållare, som står i förbindelse med den strömförande ledningskretsen. Denna s. k. lampsockel utgöres av en metallinfattning och kan, som vi strax skola få se, vara av olika beskaffenhet. Lampsockeln fastgjutes vanligen vid glasballongens hals medelst gips, vilken operation benämnes »gipsning», och fastlödes till de ur glasballongen framstickande kontakttrådarna. Härefter följer fotometreringen, d. v. s. bestämning av lampans ljusstyrka, vilken verkställes enligt någon av de för sådana undersökningar vanliga metoderna. Lampan påstämplas vidare ljusstyrka, spänning och fabriksnamn. Stundom matteras glaset genom sandbläster eller på kemisk väg genom fluorvätesyra. De färdiga lamporna packas härefter i lådor, indelade i fack för varje lampa, eller ock begagnas till mellanlägg ett slags korrugerat papper, som visat sig vara särdeles ändamålsenligt.

Då lampan skall användas, måste den sättas i förbindelse med den elektriska ledningen, och detta bör tydligen kunna ske på ett så enkelt sätt, att vem som helst må kunna utan någon svårighet riktigt insätta och borttaga en lampa. Det finnes flera sådana anordningar, varigenom lampan genom ett enkelt handgrepp kan insättas och bringas i förbindelse med strömledningen.

Man ansluter för sådant ändamål till ledningstrådarnas ändar en lamphållare eller lampfattning, vilken passar till lampans sockel. Såväl lamphållaren som lampsockeln är försedd med två från varandra isolerade kontakter, vilka vid lampans insättande passa mot varandra. Nödvändigheten av en dylik bekväm anordning insågs från första stund av Edison, som med en enastående praktisk blick vid utarbetandet av sitt system tog noggrann hänsyn till alla sådana smådetaljer. Han gav själva lampsockelns hylsa formen av en skruv med grova gängor, pressade av tunn koppar- eller mässingsplåt. Vid denna hylsas ände ingipsas eller fästes på annat sätt ett plant kontaktstycke, som når fram några millimeter utom själva hylsan och isoleras därifrån genom gipsen. Detta


190DET ELEKTRISKA LJUSET.
kontaktstycke förenas med den ena av de till koltråden anslutna koppartrådarna och den gängade yttre hylsan med den andra. Lamphållarens övre del består av en likaledes gängad hylsa, vari lampsockeln kan inskruvas. I lamphållarens botten finnes den från hylsan isolerade s. k. bottenkontakten, vilken vid lampans inskruvande trycker mot lampsockelns ändkontakt. Denna av Edison uppfunna anordning, Edisonfattningen, användes mest. Beroende på lampornas storlek och spänning utföres densamma i tre typer, nämligen mignon-, normal- och goliatfattning. De båda förstnämnda visas i full storlek å fig. 193 a och b.

En annan typ av lampfattning har i utlandet fått en viss praktisk användning, nämligen den efter uppfinnaren benämnda Swanfattningen (fig. 193 c och d). Vid denna är lampsockeln vid botten försedd med tvenne från varandra isolerade metallstycken samt sockelns hylsa försedd med tvenne diametralt placerade stift, som passa till ett s. k. bajonettlås. I lamphållarens botten finnas tvenne fjädrande stift, isolerade från varandra och anslutna till ledningskretsen. Denna lamphållare användes i mycket stor utsträckning vid alla sådana fall, där risk förefinnes, att lamporna skola skakas ur lamphållaren, såsom vid automobiler, spårvagnar etc.

Ljusutbytet vid koltrådslampor. Ju starkare koltråden upphettas, d. v. s. ju högre temperatur den får arbeta med, desto gynnsammare ställer sig förhållandet mellan den utstrålade ljusmängden och den tillförda elektriska energien. Med andra ord lampans förmåga att omsätta den elektriska energien till nyttigt ljus, d. v. s. dess ekonomi, ökas. Ur denna synpunkt vore det ju fördelaktigt att driva upphettningen mycket högt och till så stark vitglödning som möjligt. Men detta hindras av en annan omständighet. Ju mer ekonomisk lampan göres med hänsyn till watt per Hlj., desto kortare blir dess livslängd, och då lampans inköpspris ej kan lämnas ur räkningen, blir det ej ekonomiskt att driva belastningen av glödtråden alltför långt. Dessa båda faktorer, strömkostnaden och lampkostnaden, utgöra tillsammans den verkliga driftkostnaden, och denna summa bör vid en ekonomisk spec. strömförbrukning vara den minsta möjliga.

Om dessa synpunkter tillämpas, erhålles en ekonomisk livslängd av 800-1 000 timmar vid ett spec. effektbehov av 3.5 watt per Hlj. (horis. medelv.). Den ovannämnda förkortningen av livslängden genom höjning av temperaturen beror på glödtrådens förgasning under temperaturens inverkan. Ljusstyrkan minskas på grund av att glaset svärtas genom avsatt kolstoft. Oaktat glödtråden är hel, kan det vara förmånligt att utbyta lampan på grund av den genom svärtningen nedsatta ljusstyrkan. Med ekonomisk brinntid förstår man den tid, som lampan kan brinna, innan ljusstyrkan nedgått 20 %. Som orientering kan nämnas, att denna vid 3.5 watt per Hlj. är c:a 800 timmar och vid 2.3 watt per Hlj. c:a 400 timmar.

För att själv skaffa sig en hållpunkt beträffande sina lampors medellivslängd låter fabrikanten bland de färdiga lamporna uttaga provlampor, vilkas livslängd undersökes. Att prova alla dessa lampor ända tills deras fulla livslängd är slut skulle emellertid kräva alltför mycken tid och kostnad. Man undersöker fördenskull endast en mindre del under normala förhållanden och använder för de övriga ett förkortat förfarande. Lampan inkopplas för detta ändamål till en strömkälla med en spänning, som är vissa bestämda procent högre än lampans påstämplade värde, varigenom livslängden avsevärt förkortas. Om en viss lampa får brinna med exempelvis 25 % överspänning, förkortas livslängden till c:a 20 timmar. Denna noggrant studerade förkortade livslängd lämnar sedan en värdefull


GLÖDLJUSET.NERNSTLAMPAN.191
hållpunkt för bedömning av, huru många timmar lampan kunde hava brunnit med normal spänning.

Om man bestämmer ljusstyrkan i olika riktningar för en koltrådslampa, erhålles en ljusfördelningskurva, som till formen mycket nära överensstämmer med den, som å fig. 152 a visas för en enwatts volframlampa.

Enligt överenskommelse har man fastställt, att lampans ljusstyrka skall angivas genom det horisontella medelvärdet, vilket på ett enkelt sätt erhålles i en vanlig fotometer genom lampans insättande i en lamphållare, som kan rotera kring sin egen axel, driven av en liten elektrisk motor (se Ljusets natur sid. 134). Som vi förut sett måste det sfäriska, medelvärdet användas vid jämförelser med andra lampor, vilka ha annan ljusfördelning. För en koltrådslampa av normalt utförande är det sfäriska medelvärdet c:a 80 % av det horisontella medelvärdet. En 25 normalljus koltrådslampa har således en sfärisk ljusstyrka av 20 nlj. (Hlj.). Om denna lampa tar 3.5 watt per Hlj. (horis. medelvärde), motsvarar detta 4.4 watt per sfär. Hlj. eller en ekonomi av 0.23 Hlj. per watt.

Som redan förut påpekats, ändras ljusstyrkan mycket hastigt med spänningen. Sålunda ger en 16 nlj. 110 volts koltrådslampa icke mindre än c:a 80 nlj., om densamma inkopplas till en spänning av 140 volt. Vid användandet av så hög överspänning är lampan utbränd efter ett par timmar.

Nernstlampan. Temperaturen hos glödtråden vid en normal koltrådslampa uppskattas till 1 850° C. Ljusutbytet är därvid omkring 0.25 sfär. Hlj. per watt. Detta värde skulle avsevärt kunna höjas, om glödtrådens temperatur höjdes. Såsom förut nämnts kan ekonomien hos koltrådslampan på detta sätt ej förbättras, emedan glödtråden ej förmår uthärda en högre temperatur än den ovannämnda, om den ej snart skall förstöras. Det ligger då nära till hands att försöka använda ett mot den högre temperaturen mer motståndskraftigt material till glödkroppar, och sådana ämnen har man visserligen länge känt, exempelvis kalk, magnesia m. fl., men de leda tyvärr ej elektriciteten.

Emellertid har man redan för flera årtionden tillbaka gjort den iakttagelsen, att de flesta oledare förändras till ledare, om de upphettas tillräckligt. Om exempelvis en till ljus rödglödning upphettad glasbit insättes mellan ledningstrådarna från en strömkälla, så leder den strömmen och förblir glödande genom strömvärmet och kan till och med öka sin temperatur, så att den utstrålar ett klart ljus. Redan den vid beskrivningen av båglamporna omnämnde uppfinnaren Jablochkoff hade iakttagit detta förhållande vid det isolerande mellanskiktet uti sina bågljus och sökte begagna sig därav för konstruktionen av en glödlampa, som kan anses vara föregångare till Nernstlampan. För den skull insatte han en liten kaolin- eller porslinsstav D (fig. 194) mellan två kontaktfjädrar, vilka voro fästa på en ljusstake C och förbundna med sekundärlindningen till en induktionsapparat G. Då en växelström ledes genom apparaten, verkar densamma som en transformator, och en ström av gnistor slår längs staven D och upphettar denna till glödning. Vid en viss temperatur blir staven ledande, och i stället för en gnistövergång inträder en strömledning genom D, vilken härigenom förblir glödande och utsänder ljus. Jablochkoff övergav emellertid sedermera denna uppfinning, emedan


192DET ELEKTRISKA LJUSET.
han ansåg densamma överträffad av de nyare båg- och glödlamporna. Den innebar en mycket riktig tanke, vilken upptogs vid sekelskiftet av professor W. NERNST och fick praktisk användning genom dennes fortsatta experiment. De första nernstlamporna kommo i handeln år 1900. Glödkroppen hos dessa består av en blandning av de vid rumstemperatur ej ledande oxiderna av de sällsynta jordmetallerna zirkonium och ytterbium. Densamma måste för att ej förgasas brinna i fria luften. För att göra oxiderna ledande är en förvärmning nödvändig, vilket enklast åstadkommes genom att oxidstaven är omgiven av en värmespiral, utförd av en metalltråd, klädd med eldfast isolermassa.

Värmespiralen parallellkopplas med själva lyskroppen, vilken i sin tur är inkopplad i serie med ett litet järnmotstånd och en elektromagnet, som, då den genomgås av ström, bryter värmespiralens strömkrets. Kopplingen framgår tydligt av fig.. 195. Vid lampans inkoppling går till att börja med hela strömmen genom värmespiralen C D, tills dess lyskroppen A B på grund av uppvärmningen blir ledande, då strömmen successivt växer i densamma. Då huvudströmmen antagit sitt riktiga värde, avbryter elektromagneten M strömmen i värmespiralen, varefter lampan brinner normalt. Då oxidstaven har en mycket stor negativ temperaturkoefficient, d. v. s. motståndet sjunker med temperaturen, måste densamma skyddas för alltför hög ström genom det ovannämnda balansmotståndet W, som borttar 10-15 % av nätspänningen. Detta motstånd består av en fin järntråd, inmonterad i ett glasrör, vilken glöder i förtunnad vätgas. Detta motstånd arbetar tydligen på samma sätt som det vid kvicksilverbåglampan beskrivna. De enligt det nernstska patentet av den kända tyska firman A.E.G. utarbetade lamporna utfördes normalt för 0.25-1.0 ampère. och 100-250 volt.

Det spec. effektbehovet utgjorde för dessa lampor 1.5-1.8 watt per horis. Hlj., d. v. s. en avsevärd förbättring av ljusutbytet jämfört med koltrådslamporna. Livslängden utgjorde c:a 300-800 timmar. Lamporna voro så anordnade, att lyskroppen lätt kunde utbytas. Emellertid har nernstlampan, som till att börja med infördes till stort antal, numera fullständigt undanträngts av volframglödlamporna, vilka i följande stycken närmare skola studeras.

Som orientering beträffande dessa lampors användning kan följande statistik från Stockholm vara belysande. Antalet lampor inkopplade till stadens elektricitetsverk var åren 1901, 1904, 1907, 1910, 1913 och 1915, resp. 37, 3 118, 7 733, 1 251, 295 och 0 st. Någon större användning fingo lamporna aldrig; år 1907, då antalet var störst, uppgick detsamma endast till c:a 3 % av samtliga till elektricitetsverket anslutna lampor.

Metalltrådslampor. Den praktiska användningen av glödlampor med en lyskropp av metalltråd tillhör enligt vad vi förut sett det allra senaste skedet av glödlampornas


GLÖDLJUSET.VOLFRAMLAMPOR.193
utvecklingshistoria. I själva verket var det först omkring år 1910 som dessa lampor i större utsträckning började användas. Den äldsta föregångaren till metalltrådslamporna, nämligen platinalampan, som redan i början av 1800-talet provades, fick ej någon praktisk användning framför allt på grund av metallens dyrbarhet. Dessutom var dess smältpunkt ej tillräckligt hög. Då ej någon av de vanliga metallerna kunde användas till glödtråd, blev man tvungen att prova en mängd av de mera sällsynta metallerna, vilkas egenskaper förut ej voro så noga kända. Ett intensivt forskningsarbete på detta område kännetecknar sekelskiftet. Resultatet härav visade sig snart, i det att tre nya lamptyper kort efter varandra kommo ut i handeln, nämligen osmiumlampan (1902), tantallampan (1905) och volframlampan (1906).

Den förstnämnda kom aldrig att spela någon större roll i praktiskt bruk, beroende dels på det höga priset, dels på att den ej kunde utföras för högre spänning än 75 volt. Lampan, som utfördes enl. ett av AUER v. WELSBACH angivet förfaringssätt, bestod av en sprutad tråd av metalliskt osmium, placerad i en evakuerad glasballong. Osmiumlampan fabricerades endast en kort tid av Deutsche Gasglühlicht A.-G. Spec. effekt-behovet, räknat för det horisontella medelvärdet, utgjorde 1.5 watt/Hlj. Livslängden var c:a 1 000 timmar.

Vi komma nu till volframlampans närmaste föregångare, nämligen tantallampan. Denna var den första metalltrådslampa, som kunde utföras med dragen tråd. Det nu använda monteringssättet av den långa glödtråden genom sicksackformig uppläggning kom vid denna lampa för första gången till användning. Metalltråden utfördes enligt en av W. v. BOLTON utarbetad metod och fick liksom glödtråden vid föregående lampa brinna i vakuum. Tantallampans fabriksmässiga tillverkning upptogs av Siemens & Halske, som normalt utförde densamma för spänningar upp till 250 volt och ljusstyrkor intill 50 nlj. (Hlj.). Spec. effektbehovet, hänfört till det horisontella medelvärdet, utgjorde 1.5-1.7 watt/Hlj. Livslängden angavs normalt utgöra 600-800 timmar och var större för likström än för växelström. Tantallampan kännetecknades av stor hållbarhet mot stötar. Denna lampa såväl som osmiumlampan tillverkas numera ej och har således endast historiskt intresse.

Volframlampor. Det föregående ger en viss dock på långt när ej fullständig inblick i det vetenskapliga arbete och den uppfinnarverksamhet, som föregått de nu allmänt använda volframlamporna, vilkas goda ekonomi och övriga fördelaktiga egenskaper till största delen möjliggjort det elektriska ljusets allmänna införande. Av volframlamporna användas för närvarande jämsides med varandra tvenne typer, nämligen vakuumlampor s. k. enwattslampor och gasfyllda lampor s. k. halvwattslampor. Av dessa äro vakuumlamporna äldst; de började införas i belysningstekniken år 1906. Glödtråden, som till att börja med framställdes som vid osmiumlampan enligt sprutningsmetoden, kunde efter år 1910 enligt en av COOLIDGE utarbetad metod utföras av dragen tråd på samma sätt som vid tantallampan, varigenom en betydligt hållbarare lampa erhölls. Volframlampans införande betecknade ett mycket stort steg i utvecklingen, då spec. effektbehovet kunde nedbringas vid vakuumlampan till 1 watt/Hlj. och vid den gasfyllda lampan till 0.5 watt/Hlj.

Innan vi gå vidare i vår beskrivning av volframlamporna, kan det vara av intresse att taga del av vidstående sammanställning av smältpunkten för de förut nämnda metallerna, vilken på ett tydligt sätt klargör volframmetallens överlägsenhet som material till glödtråd.

13-220535. Uppfinningarnas bok. III.


194DET ELEKTRISKA LJUSET.
 Smältpunkt.
Platina . . . . . . . . . . . . . . .1 750°
Osmium . . . . . . . . . . . . . .2 500°
Tantal . . . . . . . . . . . . . . .2 850°
Volfram . . . . . . . . . . . . . .3 000°

Av ovanstående jämförelse framgår, att volframmetallen har den högsta smältpunkten. I själva verket är volfram mera svårsmält än varje annan för närvarande känd metall. Då kolet är ett grundämne med högre smältpunkt än någon av de ovan angivna metallerna, synes det förvånansvärt, att ekonomien hos koltrådslampan ej har kunnat uppdrivas högre än som vi av det föregående sett. Detta beror på att kolet liksom en mängd andra ämnen redan vid en temperatur under smältpunkten förgasas och sublimerar. Volframmetallen har den värdefulla egenskapen att även vid hög temperatur vara relativt beständig. Förklaringen till att den gasfyllda volframlampan uppvisar så avsevärt mycket högre ekonomi än vakuumlampan ligger just i det förhållandet, att sublimeringen försvåras genom den införda gasen, så att glödtrådens temperatur kunnat skjutas närmare metallens smältpunkt.

Det för den moderna glödlampstekniken så viktiga grundämnet volfram upptäcktes år 1781 av vår landsman, den store kemisten K. V. SCHEELE. Utan överdrift kan man våga påstå, att ingen vare sig före eller efter honom gjort så många och för den kemiska vetenskapen så banbrytande upptäckter som han. Volframmetallens oxid framställdes av Scheele ur ett av de mineral, som benämnas tungsten. Härav förklaringen till att metallen i de engelsktalande länderna fått det svenskt klingande namnet tungsten. Namnet volfram anses komma av den tyska bergsmanstermen wolfrig (frätande). De viktigaste volframmineralen äro volframit och scheelit, vilka finnas relativt rikligt i Amerika, Queensland, Portugal och England m. fl. länder. Ur mineralen framställes till att börja med, vanligen genom glödgning med soda, det i vatten lösliga saltet natriumvolframat. Detta sönderdelas medelst svavelsyra till en gul olöslig volframsyra (volframoxid), vilken genom glödgning med kolpulver kan reduceras till metallisk volfram, ett grått pulver. Framställningen av metallen i smidbar form har varit förenad med mycket stora svårigheter till följd av dess svårsmälthet och sprödhet. Vi skola närmare ingå på denna så viktiga fråga vid beskrivning av metalltrådens framställning. Av den nuvarande volframtillverkningen, som uppskattas till 10 000 ton årligen, åtgår endast en relativt liten del till fabrikationen av glödlampor; den större kvantiteten åtgår till framställning av volframstål och andra legeringar, som under de senaste åren fått mycket stor användning. Volframmetallen kan för närvarande erhållas till ett relativt billigt pris.

Volframtrådens framställning. Glödkroppen vid de nu använda volframlamporna utföres så gott som alltid av dragen volframtråd, vilken i hållbarhet vida överträffar den till att börja med använda sprutade tråden. Av alla kända metaller har volfram som redan påpekats den högsta smältpunkten, nämligen c:a 3 000°, och bör därför utomordentligt väl passa till lyskroppsmaterial. Den är även en bland de tyngsta kända metallerna med en spec. vikt av c:a 20. Dess kemiska och fysikaliska egenskaper äro emellertid sådana, att det till en början syntes vara en fullkomlig omöjlighet att erhålla den i smid- och dragbar form. Ett kompakt genom sintring framställt metallstycke är så sprött, att detsamma vid ett relativt lätt slag med en hammare sönderspringer i bitar. Intill år 1910 var man således ej i stånd att direkt av den spröda volframmetallen framställa


GLÖDLJUSET.VOLFRAMTRÅDENS FRAMSTÄLLNING.195
dragna trådar, vilket som vi förut sett omedelbart lyckades med tantalmetallen, utan man var tvungen att välja vissa indirekta vägar.

Den sprutade volframtråden (JUST och HANEMANN, KUZEL), som uteslutande användes intill år 1910, framställdes av skilda fabrikanter på något olika sätt. Det vanligaste förfaringssättet var, att den gråa pulverformiga volframmetallen i fint fördelat tillstånd uppblandades med något lämpligt organiskt bindemedel, t. ex. stärkelseklister, så att en plastisk massa erhölls, vilken pressades genom hål av fastställd diameter på samma sätt som vid koltrådens framställning. Sedan trådarna givits önskad form och torkats, glödgades desamma i frånvaro av luftens syre, varigenom bindemedlet förkolades. Därefter upphettades dessa ytterst spröda, kolhaltiga trådar i en atmosfär av vätgas och kvävgas till vitglödning förmedelst en elektrisk ström genom tråden. Härigenom avlägsnades kolet ur tråden i form av cyan- och kolväten så fullständigt som möjligt. Trådens hållfasthet ökades nu i någon mån, men dessa trådar voro trots alla försiktighetsmått mycket känsliga för stötar. De hade ungefär samma mekaniska egenskaper som en glastråd, d. v. s. stor elasticitet kombinerad med stor sprödhet. De kunde således ej böjas. Dessa sprutade trådar utfördes vanligen som V-formade byglar, vilka upphängdes vid spetsen och fastsmältes vid ändarna med förbindelsetrådarna. Flera sådana byglar måste seriekopplas vid lampor för högre spänning.

Ett annat sätt, det s. k. hjälpmetallförfarandet, kom även till användning. En smidbar legering av volfram och någon annan lämplig metall, såsom nickel, kadmium, vismut etc. användes, och metalltråden framställdes av denna legering genom valsning och dragning. Denna tråd monterades på vanligt sätt i lampan, varefter hjälpmetallen genom trådens kraftiga glödgning i vakuum avlägsnades. Den sålunda framställda tråden skilde sig på intet sätt från den enligt föregående metod sprutade tråden. Hållfastheten var även vid denna tråd ej tillfredsställande.

En allt mer brännande fråga av mycket stor ekonomisk räckvidd var den smidbara volframmetallens framställande. Som redan förut påpekats, löstes detta problem, vilket i allmänhet förut ansågs olösligt, genom den envishet, varmed W. D. COOLIDGE trots en hel del misslyckanden fasthöll vid detsamma. Att han lyckades i sina strävanden måste givetvis till stor del tillskrivas de utomordentligt stora experimentella och ekonomiska resurser, som genom den kända amerikanska firman General Electric Co. ställts till hans förfogande. Ett begrepp, om vilka svårigheter som mött vid frågans lösning och vilka kostnader en amerikansk firma kan påtaga sig för lösandet av ett tekniskt förfaringssätt, erhåller man därav, att under en längre tid icke mindre än 20 st. akademiskt bildade kemister med en stor stab av assistenter arbetade på detta problem, därvid i stor utsträckning användande den vid firmans betydande glödlampsfabrik tillgängliga yrkesskickliga personalen.

Dragen volframtråd erhålles numera på följande sätt. Första operationen blir framställningen av ett fullständigt rent metallpulver av lämplig grovlek. Utgångsmaterialet år något av de förut omnämnda volframmineralen, av vilket ren volframoxid, ett finkornigt gult pulver, framställes på förut beskrivet sätt. Volframoxiden reduceras till volfram genom vätgas i en elektrisk ugn. Den på detta sätt erhållna metallen är relativt grovkornig och av grå färg. Detta volframpulver pressas i form av stänger med en kvadratisk sektion (c:a 5 mm. sida) och med en längd av 120-150 mm. uteslutande genom starkt tryck (minst 5 000 kg./cm2) och utan användande av något främmande bindemedel. Det sålunda framställda metallstycket är mycket bräckligt och måste handhavas med största försiktighet. För att erhålla en första förstärkning och bliva bättre


196DET ELEKTRISKA LJUSET.
elektriskt ledande placeras detsamma inuti en elektrisk ugn i en atmosfär av vätgas och upphettas försiktigt först till röd- och sedan till vitglödning. Provstyckets upphettning fortsättes till en temperatur nära metallens smältpunkt, så att småpartiklarna på ett så fullständigt sätt som möjligt baka ihop sig, vilken process benämnes sintring. För att stavarna skola kunna upphettas till en så hög temperatur som c:a 2 850°, måste en för ändamålet särskilt konstruerad elektrisk ugn användas (fig. 196).

Själva ugnen, som är utförd av gjutjärn med kraftigt gods, är invändigt beklädd med ett eldfast material, exempelvis grafit. Vid l och m å fig. 196 utmynna till- och avloppsrören för vätgasen. Sidan a är borttagbar, varigenom ugnen fullständigt kan öppnas. Den andra sidan har två fönster b och c för observation av den glödande volframstaven. Kopparelektroderna d och e avkylas medelst cirkulerande vatten. Den undre elektroden e, som står i metallisk förbindelse med själva ugnsstommen, är nedtill försedd med en tätning av gummi. Den övre elektroden d, som går genom det från ugnen i övrigt elektriskt isolerade locket, är upphängd i ett snöre, som löper över trissorna h, varigenom dess vikt balanseras av motvikten n. Tätningen av den övre elektroden sker genom ingjutning av kvicksilver i cylindern k, i vilken den cylinderformade luftklockan o nedgår. Elektroderna äro vid ändarna försedda med grova fjädrande kopparklämmor för stavens säkra fasthållande och för att god elektrisk kontakt skall erhållas. Sedan staven insatts och ugnen stängts, påsläppes vätgasen, och motvikten belastas något, så att provet utsättes för en svag dragning. För upphettning av en stav med 16-20 mm2 sektionsarea till c:a 2 850° erfordras ungefär 60 ampère per mm2, d. v. s. c:a 1 000-1 200 ampère

Den på detta sätt sintrade staven är ännu så spröd, att den vid ett fall från 30-40 cm:s höjd springer sönder. Den måste nu undergå en mycket intensiv mekanisk bearbetning för att bliva starkare. Provet kan rätt bra smidas vid rödglödningstemperatur men bättre vid vitglödning, om temperaturen hålles vid c:a 1 200°. Detta är emellertid en temperatur, vid vilken metallen kraftigt oxideras under utsändande av en gul rök. Man är därför tvungen att så mycket som möjligt förlägga den mekaniska bearbetningen i vätgasatmosfär.

Härför användas mycket snabbt arbetande mekaniska hammare (4 000 slag per minut), genom vilka provstycket får passera, sedan det upphettats till 1 300°. För varje gång provstycket genomgått maskinen har dess diameter minskats med c:a 4 %. För att en stav på 6 mm. skall nedhamras till 1 mm., måste densamma passera hammarmaskinen 50 gånger och mycket ofta upphettas. Då tråddiametern nedbringats genom varmbearbetning till c:a 0.75 mm., har metallen blivit så sträckbar, att dess vidare bearbetning kan ske vid rumstemperatur. Emellertid underlättas dragningen genom trådens upphettning till rödvärme. Därvid användes en anordning, som schematiskt återgives genom fig. 197. I ett cylindriskt metallstycke har en genomborrad diamant på vanligt sätt


GLÖDLJUSET.VOLFRAMTRÅDENS FRAMSTÄLLNING.197
insatts. Metallhylsan, som fasthålles av klämbackar, uppvärmes genom lysgas. Innan tråden går in i apparaten, har den passerat ett även medelst gas upphettat rödglödande metallstycke. Smörjningen av tråden sker medelst grafit, vilket även skyddar densamma för oxidering. Vid den successiva dragningen till allt finare trådar minskas hålens diametrar endast med mycket små belopp. Som orientering angivas följande värden. Mellan 0.65-0.35 mm. diameter minskas hålen med 0.0125 mm. från 0.35-0.1 mm. med 0.0065 mm. och från 0.1-0.075 med 0.003 mm. o. s. v. Trådens temperatur bör vid dragningen vara 600° för de grövre och 400° för de klenare tråddimensionerna.

Tråddiametern uppmätes intill 0.075 mm. medelst mikrometer; vid klenare trådar bestämmes densamma genom vägning av en viss bestämd längd.

Tråden måste nu noga befrias från vidhäftande grafit och oxid genom upphettning i vätgasatmosfär. Den färdiga volframtråden är silvervit och har en utomordentligt stor mekanisk hållfasthet, uppgående ända till 500 kg./mm2. Som jämförelse kan nämnas att motsvarande värde för ståltråd är omkring 100 kg./mm2. Den dragna volframtråden är seg och böjlig samt hållbar i luften vid vanlig temperatur.

I exempelvis en 200 nlj. 220 volts lampa är tråden c:a 0.09 mm. i diameter och har en längd av c:a 1 650 mm. Vid en 16 nlj. 220 volts lampa är dess diameter endast c:a 0.014 mm. och dess längd c:a 700 mm. Som lätt inses måste de tekniska svårigheterna för framställandet av dessa klena trådar med exakt riktiga mått hava varit betydande. Att lamporna numera kunna utföras till ett relativt billigt pris och med stor hållbarhet visar tydligt glödlampsteknikens nuvarande höga ståndpunkt.

Å fig. 198 visas olika fabrikationsstadier vid iordningställandet av det inuti glasballongen placerade trådstativet. Glasballongen, som från glasbruket levereras i önskad form, päron-, klot- etc., förses först med ett evakueringsrör samt omformas vid foten så, att glasstället kan inskjutas och fastsmältas. De metallkrokar, som användas för trådens uppbärning och upplindning, vilken sker för hand, utfördes förr av koppartråd, men numera användes molybden- eller volframtråd. Lamporna fotometreras, stämplas och emballeras på samma sätt som förut beskrivits vid koltrådslampans fabrikation.


198DET ELEKTRISKA LJUSET.
Vakuumlampor. Dessa s. k. enwattslampor utföras vanligen med rak tråd upplagd i enlighet med fig. 199 a. Då en mera koncentrerad lyskropp önskas, erhålles detta genom att tråden upplindas i en tät spiral med en diameter av endast en bråkdels mm. vid s. k. spiraltrådslampor. Ljusfördelningen för en lampa med rak tråd vid normalt monteringssätt framgår av den förut visade figur 152. Spec. effektbehovet liksom lampans ekonomi är vid det normala utförandet i viss mån beroende på såväl lampans storlek som driftspänning. Detta har sin grund i att de grövre trådarna tåla en något högre temperatur än de klenare. Att dessa lampor endast vid större enheter äro verkliga enwattslampor framgår omedelbart av nedanstående tabell, som gäller för 220 volts lampor.

Watt.
Hlj.
Watt/Hlj.
Hlj. (sfär.)
per watt.
Sfär.Horis.Sfär.Horis.
20
12
15
1.67
1.33
0.60
25
16
20
1.56
1.25
0.64
40
27
34
1.48
1.18
0.67
60
44
56
1.36
1.07
0.73
100
74
95
1.35
1.05
0.74

Lampor för 100-130 volt ge vid normalt utförande c:a 10 % mera ljus än lampor enligt ovanstående tabell. Spiraltrådslamporna av vakuumtyp ge i runt tal 10 % mindre ljus för samma effekt än de vanliga med rak tråd utförda. Det sfäriska ljusutbytet är vid vakuumlampor av större typ c:a 0.75 Hlj./watt, d. v. s. 3 gånger så stort som vid koltrådslamporna. Vid mycket stora enheter, som arbeta med 0.8 watt/Hlj. (horis.), erhålles 1.0 Hlj./watt (sfäriskt medelvärde).

Dessa vakuumlampor normeras ännu av flertalet firmor efter den horisontella ljusstyrkan på samma sätt som koltrådslamporna och utföras i samma standardstorlekar 10, 16, 25, 32, 50 och 100 nlj. (Hlj.), vilka vid 220 volts utförande normalt förbruka 16, 22, 32, 40, 55 och 110 watt. Livslängden vid 20 % ljusförminskning uppgår till c:a 1 000 timmar, den verkliga livslängden är betydligt större. Motståndet hos glödtråden är c:a 10 gånger så stort i varmt som kallt tillstånd, varav följer, att inkopplingsströmmen måste bli betydligt större än normalströmmen. En procents ändring i lampspänningen ändrar ljusstyrkan c:a 4 %, varav framgår, att dessa lampor äro mindre känsliga för spänningsregleringen än koltrådslamporna.

Gasfyllda lampor. Dessa s. k. halvwattslampor skilja sig från de föregående vakuumlamporna därigenom att volframtråden är omgiven av en indifferent gas (kvävgas


GLÖDLJUSET.GASFYLLDA LAMPOR.199
eller argongas). Denna gas, som vid en brinnande lampa har omkring en atmosfärs tryck, motarbetar volframmetallens förgasning, varför samma livslängd kan erhållas vid betydligt högre temperatur hos lyskroppen. Emellertid kommer genom gasens förmedling en viss del av den tillförda energien att bortföras genom värmetransport. Detta yttrar sig därigenom, att glasballongen erhåller en betydligt högre temperatur (c:a 200°) än vid vakuumlamporna. I. LANGMUIR vid General Electric Co., som efter mycket ingående undersökningar lyckades utföra den nu allmänt använda halvwattslampan, har uppmätt det spec. effektbehovet vid volframtrådar, glödande med olika temperaturer, och därvid kommit till följande resultat. Tabellen anger spec. effektbehovet i horisontella hefnerljus.

Temperatur.
I vakuum oberoende
av tråddiametern.
I kvävgas vid en tråddiam. av
0.025 mm.
0.25 mm.
2.5 mm.
2 130°
0.90
4.32
1.43
1.00
2 305°
0.57
2.28
0.84
0.62
2 460°
0.41
1.39
0.56
0.44
2 615°
0.30
0.90
0.39
0.31
2 785°
0.23
0.63
0.30
0.24
2 970°
0.19
0.47
0.23
0.20

Med hänsyn till trådens livslängd, som ej får understiga c:a 800 timmar, är den övre temperaturgränsen vid en gasfylld lampa enligt utförda prov bestämd till C:a 2 500° C. Av dessa mätningar framgår, att, även om temperaturen höjes från 2 100° C. vid vakuumlampan till 2 500° C. vid den gasfyllda lampan, skulle praktiskt ingen förbättring vinnas i ljusutbytet för de tråddiametrar, som vanligen komma till användning vid 110 och 220 volts glödlampor. Den inslagna vägen för ernåendet av en bättre ekonomi syntes således ej mycket lovande. Emellertid löstes frågan på ett mycket genialiskt sätt av Langmuir därigenom, att han använde spirallindade glödtrådar. Härigenom erhölls en skenbart större diameter av värmetråden och en mindre strålningsyta för en viss given trådlängd och därmed mindre värmeförluster genom gasen. Spiralens diameter måste av praktiska skäl göras mycket liten, för att densamma ej skall falla ihop och bitvis kortslutas, då den glödande tråden genom värmet blir mjuk och förlorar största delen av sin elasticitet.

Vid halvwattslamporna, som i övrigt utföras på samma sätt som de förut beskrivna enwattslamporna, användes ett mera koncentrerat monteringssätt av tråden. Som exempel visas en 220 volts lampa med cirkulärt monterad spiraltråd (fig. 199 b). Lågvoltiga lampor för automobiler utföras med rak spiraltråd och för 6 och 12 volts spänning. De större lamporna fyllas vanligen med kvävgas, de mindre med argongas vid 2/3 atmosfär i kallt tillstånd. Värmeledningsförmågan är vid den senare gasen betydligt mindre än vid den förra. Vid brinnande lampa erhålles c:a en atmosfärs tryck. Då trådtemperaturen uppgår till c:a 2 500°, blir ljusets färg betydligt vitare och ljusintensiteten större än vid vakuumlamporna. I varmt tillstånd är motståndet hos tråden c:a 15 gånger större än i kallt tillstånd. Inkopplingsströmmen blir på grund härav betydligt större än normalströmmen. En procents ändring i spänningen ändrar ljusstyrkan c:a 4 %. Livslängden vid 20 % ljusförminskning uppgår till c:a 800 timmar, men den verkliga livslängden är större.


200DET ELEKTRISKA LJUSET.
Om en halvwattslampa får brinna med 10 % överspänning, nedgår livslängden till ungefär hälften.

Som orientering beträffande ljusutbytet vid normala storlekar av halvwattslampor angives nedanstående tabell gällande för 220 volts lampor:

Watt.
Sfär. Hlj.
Watt/Hlj. (sfär.).
Hlj. (sfär.)/watt.
60
45
1.33
0.75
75
68
1.10
0.91
100
100
1.00
1.00
150
170
0.88
1.13
200
250
0.80
1.25
300
400
0.75
1.33
500
750
0.67
1.50

Vid 100-130 volts lampor erhålles 10-20 % mera ljus för samma energiåtgång. De mindre lampstorlekarna uppvisa i detta hänseende den största skillnaden. Det sfäriska ljusutbytet är vid de större lamporna 1.5 Hlj./watt, d. v. s. dubbelt så stort som vid vakuumlamporna. Vid mycket stora lampor för låg spänning stiger detta värde ända till c:a 1.6 Hlj./watt. Som vi påminna oss, utgjorde gränsvärdet för en temperaturstrålande kropps ekonomi 10 Hlj./watt, varav synes, att ännu ett gott stycke fattas, innan detta idealvärde uppnås. Ljusfördelningskurvan för en normal halvwattslampa ą 150 watt visas å fig. 152 b. Densamma skiljer sig avsevärt från vakuumlampans ljusfördelningskurva, som återgives å samma fig. 152 a.

BELYSNINGSTEKNIK.

Det elektriska ljusets kostnad. I och med införandet av det elektriska ljuset ökades anspråken på den artificiella belysningens styrka på ett hittills oanat sätt. Då man exempelvis vid fotogenbelysningen nöjde sig. med en 14" (linjers) fotogenlampa, som gav c:a 14 nlj. i horisontell riktning, användes numera vanligen ett par stycken 25-50 normalljuslampor för belysning av ett ordinärt rum. Det kan vara av ett visst intresse att i ekonomiskt hänseende jämföra dessa båda slag av belysning, och vi förutsätta därvid, att de före kriget gällande medelpriserna voro för fotogen 20 öre per liter och för elektrisk energi 30 öre per kilowattimme. Då en liter fotogen väger c:a 800 gram och 40 förbrukas per timme av en 14" fotogenlampa, blir kostnaden för fotogenljuset 1.0 öre per timme. En 25 nlj. 220 volts elektrisk lampa erfordrar 32 watts effekt, d. v. s. en energimängd per timme av 0.032 kilowattimmar. Då varje kilowattimme kostar 30 öre, blir energikostnaden per timme 0.96 öre. Under normala tider kostade en 25 nlj. lampa c:a 1 kr. i inköp, och då livslängden enligt föregående kan sättas till c:a 1 000 timmar, blir lampkostnaden 0.1 öre per timme. Den totala kostnaden per timme för lyshållning av en 25 nlj. elektrisk lampa blir således 1.06 öre. Om vid fotogenbelysningen hänsyn tages till kostnaden för lampglas, skötsel etc., ställer sig således en 25 nlj. elektrisk lampa minst lika billig som en 14 nlj. fotogenlampa. Detta förhållande gäller även med nuvarande priser för fotogen och elektrisk energi. För samma kostnad erhålles således enligt det


BELYSNINGSTEKNIK.BELYSNINGSVÄRDEN.201
föregående praktiskt taget dubbla ljusmängden vid elektrisk belysning jämfört med fotogenbelysning. På liknande sätt kan kostnaden beräknas för varje annan lampstorlek och vid andra strömpriser.

Ovan angivna exempel avser endast att ge en orienterande bild av kostnaden för den elektriska belysningen. Där elektrisk energi finnes tillgänglig, har erfarenheten visat, att densamma i ekonomiskt hänseende kan konkurrera med varje annan art av belysning, såsom fotogen, gas och acetylen, vilket även haft till följd den elektriska belysningens storartade utveckling under de senaste åren. På grund av den lätthet, varmed det elektriska ljuset kan tändas och släckas, kan man på ett helt annat sätt ekonomisera med detsamma än som är möjligt med annat artificiellt ljus, varför de ekonomiska fördelarna i praktiken ställa sig ännu gynnsammare än som utvisas av en direkt jämförelse per lys, timme i enlighet med det föregående.

Den elektriska belysningstekniken avser icke blott skapandet av nya ekonomiska ljuskällor utan även deras rationella utnyttjande genom lämpliga hjälpmedel. Framför allt gäller det ett riktigt val av lamptyper och armaturer samt en placering av desamma på sådant sätt, att största möjliga belysningsverkan och minsta bländning erhålles.

Belysningsvärden. Ur hygienisk synpunkt får belysningen till sin storlek ej understiga vissa av erfarenheten bestämda minimivärden, för att synorganet ej skall skadas genom överansträngning. Enligt föregående (se Fotometriska grundbegrepp sid. 136) uppmätes belysningen till sin storlek i lux, och vi påminna oss därvid, att belysningen blir en lux på en meters avstånd från ett normalljus, samt att belysningen avtar med kvadraten på avståndet. Som orientering kan nämnas, att för skrivning och läsning erfordras 25-50 lux, för ritning och finmekaniska arbeten 50-100 lux. För allmän belysning av rum, trappor etc. bör belysningen vara 5-10 lux, räknat en meter över golvytan.

Erfarenheten har visat, att om man vid överslagsberäkningar antar ett normalljus per kubikmeter, erhålles en mycket god belysning. Om exempelvis ett rum med 30 kvadratmeters golvyta och 3.5 meters höjd skall belysas, erfordras enligt denna regel c:a 100 nlj.

För ytterbelysning i städer räknas ett belysningsvärde av 4 lux och däröver som mycket god, 2-3 lux som god och omkring 1 lux som normal belysning. Vid vägbelysning på landsbygden nöjer man sig med värden under 0.1 lux. Några uppgifter från Stockholm kunna i detta sammanhang vara av intresse. Vid Drottninggatan, Regeringsgatan m. fl. gator användas för belysningen 2 st. 200 nlj. lampor per spänn vid ett avstånd av 30 meter mellan spännen och en upphängningshöjd av 7-8 meter. Belysningen varierar längs gatan räknat mellan 2-6 lux och är i medeltal c:a 4 lux. På Norrbro är belysningen mycket stark och varierar mellan 10-40 lux. Som jämförelse kan vidare nämnas, att belysningen vid månsken i runt tal uppgår till 0.1-0.2 lux, samt att dagsbelysningen vid middagstiden under året varierar från 600-150 000 lux. Vanlig tryckstil kan med mycket stor svårighet läsas vid 0.1 lux och utan ansträngning vid 10 lux.

Som vi redan förut nämnt, måste icke blott belysningen till sin storlek vara tillräcklig utan även ljuskällorna anordnas så, att bländning undvikes, och detta är numera särskilt viktigt, sedan de intensivt lysande halvwattslamporna kommit till allmän användning. Mot denna enkla regel brytes mycket ofta vid valet av lampor och armaturer samt deras placering. Det ligger ju inom vars och ens erfarenhet, att synförmågan starkt nedsättes genom bländningen från en mötande bils strålkastare, särskilt då man går längs en relativt svagt belyst gata. Varje ljuskälla verkar mer eller mindre bländande, så fort


202DET ELEKTRISKA LJUSET.
den strålande ytans ljusstyrka överstiger 0.75-1.0 normalljus per kvcm. Härav följer, att de flesta elektriska ljuskällor, vilkas strålar direkt träffa ögat, åstadkomma bländning, och detta gäller särskilt vid halvwatts volframlamporna och båglamporna.

För att en fullständigt bländfri belysning skall erhållas, bör lämpligen någon av följande metoder väljas. Antingen förses lamporna med helt omslutande glober, som ge ett diffust ljus, eller med reflektorer, som dölja själva lyskroppen, eller också placeras lamporna på sådan höjd, att ögat vid normalt horisontellt seende ej träffas av direkta ljusstrålar.

Belysningsarmaturer. För att vi lättare skola bliva förtrogna med de olika reflektorernas och globernas verkningssätt som ljusspridare, kunna följande typiska exempel A s. k. reflexion, diffusion och refraktion vara av klarläggande betydelse.

Vid s. k. reguljär reflexion, som erhålles vid en blankpolerad metallyta eller vid en vanlig spegel, återkastas ljusstrålen enligt fig. 200 a. Reflexionsvinkeln v är i detta fall lika med infallsvinkeln i. Vid s. k. diffus reflexion från exempelvis ett vitt läskpapper eller ett kalkstruket tak återkastas ljuset oberoende av infallsvinkeln i alla riktningar och kraftigast vinkelrätt mot ytan i enlighet med fig. 200 b (Lamberts lag). Vid reflexion från en halvmatt yta, som i praktiken är det vanligaste fallet (emaljerad stålplåt, vitmålad vägg, vanligt skrivpapper etc.), erhålles en reflexion enligt fig. 200 c. Om en ljusstråle passerar genom en glasskiva (klarglas), erhålles en avböjning av densamma, s. k. refraktion enligt fig. 200 d. Om denna glasskiva är matterad å ena sidan eller försedd med en beläggning av opalglas, s. k. överfångsglas, erhålles ett diffust ljus (diffus transmission) enligt fig. 200 e. Vanligen uppkommer vid de i praktiken använda glassorterna en kombination av alla dessa gränsfall. Å fig. 200 f visas ljusets samtidiga reflexion, transmission och diffusion genom opalglas. Ett praktiskt taget diffust ljus kan även erhållas genom att ett på särskilt sätt slipat glas s. k. prismaglas eller holophanglas användes. Spridningen sker i detta fall genom ljusbrytning i glasets räfflor (refraktion).

Då ljuset återkastas från en reflektor eller då det passerar genom en glaskupa, åtföljes detta alltid av att en större eller mindre del av ljusmängden går förlorad. En väl polerad metallspegel av silver återkastar c:a 90 % av ljusmängden. Vid spegelglas med silverhinna blir motsvarande tal 75-80 % men vid en vanlig amalgamspegel endast 50-60 %. Vid de för diffus reflexion vanligast använda reflektorerna mjölkglas, opalglas samt vitemaljerad bleckplåt erhålles 60-70 %. Vitt läskpapper, som ger ett praktiskt taget fullt diffust ljus, återkastar icke mindre än 80-82 %. Ett vitstruket tak återkastar c:a 50 % av ljuset. Vid normala reflektorer är det högst halva den utstrålade ljusmängden,


BELYSNINGSTEKNIK.BELYSNINGSARMATURER.203
som reflekteras, den andra delen går direkt utan reflexion från lampan. Verkningsgraden, som utgör förhållandet mellan det från armaturen utstrålade ljusflödet och lampans ljusflöde, blir därför högre än man enligt ovan angivna värden skulle kunna antaga, nämligen för spegelreflektorer (X-Ray, Wiskott) 75-80 % vid djupa och 80-85 % vid låga typer samt för emaljplåts- och opalglasreflektorer 70-80 %. Vid glober eller kupor av klarglas förloras 5-10 %, vid opalglas 25-30 % och vid mjölkglas 40-50 %, varför motsvarande verkningsgradsvärden för dessa glassorter bli 90-95 %, 70-75 % samt 50-60 % resp.

Då vi nu skola övergå till att visa några för olika ändamål lämpliga belysningsarmaturer, måste därvid först och främst förutskickas, att utrymmet ej medgiver ett fullständigare ingående på den mångfald av utförda konstruktioner, som numera finnas, utan vi komma endast att beskriva några få typiska representanter.

Med hänsyn till användningsområdet bruka armaturerna uppdelas i tvenne huvudgrupper, nämligen inomhus- och utomhusarmaturer. Om vi börja med de för de flesta välbekanta inomhusarmaturerna, så variera desamma till form och utsmyckning snart sagt i det oändliga. Som representant för en enkel och ofta använd belysningsarmatur kunna vi nämna den s. k. pendeln eller hissen. Denna består vanligen av en lamphållare med vred, upphängd i en dubbelledare, samt en skärm eller reflektor av opalglas, benglas, mjölkglas eller emaljerad plåt, vilken på ett eller annat sätt fästes vid denna lamphållare. Dessa armaturer giva ett ur hygienisk synpunkt dåligt ljus, då ljuskroppen i allmänhet ej är tillräckligt avskärmad, och de böra av denna anledning aldrig användas för de starkt bländande halvwattslamporna. Utseendet av andra inomhusarmaturer såsom takkronor, bordstakar etc. är numera så välbekant, att vi ej vidare behöva upptaga utrymmet med deras beskrivning. Vi kunna ej undgå att framhålla, att en stor del av de i handeln tillgängliga armaturerna ur belysningsteknisk synpunkt äro synnerligen oekonomiskt anordnade, med lamporna helt eller delvis inneslutna i s. k. konstsmide av järn eller koppar och i olika färgat tyg, fransar etc. Användandet av dylika armaturer måste onödigtvis fördyra det elektriska ljuset, då verkningsgraden för dem knappast överstiger 20-40 %. Vid utarbetandet av dessa och liknande armaturer förefaller det, som om konstnären mången gång har bortglömt, att armaturen är avsedd att användas för belysningsändamål, och i detta sammanhang bör lämpligen påpekas nödvändigheten av ett mera intimt samarbete mellan konstnären och belysningsteknikern.

Å fig. 201 visas utseendet av några typiska armaturer för erhållande av direkt, halvindirekt och indirekt ljus. Genom den olika utformningen och konstruktionen av dessa


204DET ELEKTRISKA LJUSET.
armaturer kan man ernå en för varje särskilt fall lämplig anordning av belysningen. Genom den å fig. 201 a visade armaturen erhålles en koncentrering av ljuset nedåt och samtidigt en förstärkning av lampans ljusstyrka i denna riktning. Vid de mera ekonomiska utföringsformerna, såsom X-Ray och Wiskott, äro reflektorerna försedda med en speglande silverbeläggning, varigenom en mycket god verkningsgrad vinnes. Dessa armaturer, vilka mer eller mindre verka som strålkastare, lämpa sig särskilt, då en stark och bländfri belysning erfordras. Vid de å samma fig. 201 visade utföringsformerna b, c och d åstadkommes ett diffust ljus genom att lampan medelst på olika sätt anordnade kupor av opalglas fullständigt döljes. Vid dessa armaturer, som särskilt äro avsedda för de ekonomiska halvwattslamporna, är vid utföringsformen enligt b lampan helt och hållet innesluten inom opalglaskupan, vid utföringsformerna c och d är lampan placerad inuti den av opalglas utförda skålen, vilken utstrålar såväl diffust ljus direkt nedåt som diffust reflekterat ljus uppåt mot taket. Härigenom erhålles en s. k. halvindirekt belysning. Vid utföringsformen enligt e kastas allt ljuset från lampan, vilken är fullständigt dold inuti den vanligen av spegelglas utförda skålen, upp mot taket. Denna armatur användes vid s. k. helindirekt belysning.

Om vi nu vidare övergå till de för utomhusbelysningen använda armaturerna, så återfinna vi några typiska representanter å fig. 202. I huvudsak skilja sig dessa armaturer från inomhusarmaturen därigenom, att lampan och lamphållaren med kontaktanslutningen äro vattentätt inmonterade i en på ett eller annat sätt utformad plåthuv. Vid armaturen enligt a, som visas med nedfälld lampkupa, är en enwattslampa insatt, de båda andra armaturerna visas däremot med halvwattslampor. Utföringsformen enligt b är ofta anordnad med höj- och sänkbar lamphållare. Då ytterbelysningsarmaturerna huvudsakligen användas för belysning av gator och vägar, tillgodogöres för belysningsändamål endast den del av ljusflödet, som från lampan utstrålar under horisontalplanet. För att en god


BELYSNINGSTEKNIK.INOMHUSBELYSNING.205
belysningsverkan skall erhållas även vid större lampavstånd, är det fördelaktigt, om ljusfördelningskurvan är sådan, att ljusstyrkan blir störst ungefär 15° under horisontalplanet. Detta kan åstadkommas på ett relativt enkelt sätt genom införandet av en extra glaskupa, utförd med s. k. prismaglas, varigenom en del av de ljusstrålar, som från lampan utgå nedåt, brytas i mer horisontell riktning. Utseendet av en sådan ytterbelysningsarmatur framgår av fig. 203. Denna är dessutom anordnad för höj- och sänkbar lamphållare, varigenom ljuskroppens centrum kan inställas på lämpligaste läge relativt prismakupan (diopter- eller refraktorkupan).

Inomhusbelysning. Med hänsyn till det allmänna anordnandet av belysningen brukar man skilja på tre huvudarter, nämligen direkt, halvindirekt och helindirekt belysning, vilka schematiskt återgivas genom fig. 204. Vid den direkta belysningen, som åskådliggöres genom fig. 204 a, erhålles största belysningsverkan för minsta kostnad. Vid denna belysningsart monteras på stor höjd spegelreflektorer, utformade så att själva lampan är dold inuti reflektorn. Härvid erhålles en mörk övre zon och en kraftig belysning av golvet och av å detsamma placerade föremål. Denna art av belysning passar lämpligen vid mycket höga rum, vid verkstäder, gjuterilokaler m. m. samt särskilt vid alla sådana platser, där ett mörkt tak finnes. Denna belysning ger mycket skarpa skuggor och i vissa fall genom reflexion från blanka föremål upphov till indirekt bländning. Ljusfördelningskurvan från en sådan direktstrålande reflektor visas å samma fig. Vid den halvindirekta belysningen enligt fig. 204 b erhålles dels direkt men diffust ljus från opalglasskålen, dels indirekt diffust ljus från taket och väggarna. För att åskådliggöra detta har å samma figur dels inritats den ljusfördelningskurva, som erhålles vid ifrågavarande armaturer, dels utseendet av ljusfördelningskurvorna från tvenne godtyckliga punkter av det belysta taket. Villkoret för att denna belysningsart ekonomiskt skall


206DET ELEKTRISKA LJUSET.
kunna genomföras är givetvis, att såväl taket som väggarna skola vara vitmålade eller kalkstrukna. Detta gäller i ännu högre grad för den helindirekta belysningen, som å fig. 204 c schematiskt åskådliggöres. Vid en jämförelse mellan den halvindirekta och den helindirekta belysningen finner man, att den förra i de flesta fall är överlägsen den senare. Vid den helindirekta belysningen, där ljuset huvudsakligen utstrålas från taket och den övre delen av väggarna, komma de belysta föremålen, då en bestämd strålningsriktning givetvis saknas, att framträda utan skuggor och med svag relief, vilket i vissa fall kan försvåra seendet. I bländningshänseende är den helindirekta belysningen något överlägsen den halvindirekta, men detta är ej av avgörande betydelse, då vid riktigt konstruerade armaturer för halvindirekt belysning ifrågavarande bländning kan lämnas ur räkningen. En kombinerad belysning genom samverkan av direkt och indirekt ljus är utan tvivel den lämpligaste och mest överensstämmande med det naturliga ljuset. Om man i ekonomiskt hänseende jämför dessa tre belysningssätt, skall man finna, att vid en och samma belysningsstorlek den minsta effekten erfordras vid den direkta belysningen och den största effekten vid den helt indirekta. En på lämpligt sätt anordnad halvindirekt belysning är ur alla synpunkter den mest ekonomiska, om hänsyn tages till ljusets kvalitet.

Utgående från en annan synpunkt brukar man skilja på s. k. allmän, individuell och kombinerad allmän och individuell belysning. Den första typen, nämligen allmän belysning, användes, då en jämn och god belysningsverkan erfordras i varje punkt av lokalen. Vid individuell belysning, som användes, för att en stark belysning skall erhållas å vissa bestämda arbetsplatser, väljas små lampor med liten lamphöjd eller lämpliga bordsstakar. En kombination av dessa belysningstyper användes mest, i vilket fall en relativt svag allmän belysning anordnas över rummet i sin helhet men en stark belysning vid de särskilda arbetsplatserna.

Ytterbelysning. Vi skola nu till slut visa några typiska belysningsstolpar och helt kortfattat redogöra för de mest använda monteringssätten för lampor vid gatubelysningen eller ytterbelysningen i allmänhet. Vid belysning av smalare gator är utan tvivel att rekommendera lamparmaturens upphängning mitt över gatan på spänn mellan husväggarna. Därvid användes vanligen en höjd av 6-7 meter och


BELYSNINGSTEKNIK.YTTERBELYSNING.207
lampor med 200-300 nlj. styrka. Vid gator med en bredd överstigande c:a 15 meter kunna dessa spänn av praktiska skäl ej användas, utan lamporna måste därvid monteras å särskilda stolpar, vilka utföras på mycket olika sätt. En enkel och billig stolptyp visas på fig. 205 a och b. För att dessa lampor bekvämt skola kunna utbytas och rengöras, väljes vanligen en monteringshöjd av 5-6 meter. Vid de i Stockholm använda lampstolparna enligt a och b insättas antingen halvwattslampor på 150 watt eller 200 normalljus enwattslampor, och monteringshöjden är 5.5 meter. För parkbelysning måste med hänsyn till skuggningen från lövverket stolparna väljas lägre, och dessa utföras ofta med det å fig. 205 c visade utseendet. Monteringshöjden är här endast 3.5 meter. För belysning av större platser, där stora fordringar ställas på belysningens styrka och bländfrihet, användas ännu högre stolpar, och kan därvid visas på tvenne typer enligt fig. 206 a och b. Vid dessa är monteringshöjden ofta varierande mellan 8 och 12 meter, och halvwattslampor på 1 000-2 000 nlj. styrka insättas då. Vid flertalet platser, där för den offentliga belysningen använts båglampor, ha dessa utbytts mot halvwattsglödlampor. Fig. 206 b visar en ursprungligen för båglampsbelysning utförd stolpe, vilken användes vid Slussplanen i Stockholm, och i vilken för närvarande äro inmonterade halvwattslampor på 500 watt, ersättande 10 ampères effektbåglampor.

Innan vi avsluta denna beskrivning av det elektriska ljusets användning för


208DET ELEKTRISKA LJUSET.
speciella fall, vore det i detta sammanhang av intresse att närmare ingå på de armaturer och tekniska anordningar, som erfordras för det elektriska ljusets användning för fotografiska och medicinska ändamål, för den sceniska belysningen samt för strålkastare m. m., men det disponibla utrymmet medgiver ej detta.

Vi ha i det föregående lärt känna den elektriska belysningsteknikens utvecklingshistoria, de olika elektriska lampornas egenskaper och ekonomi och deras rationella användande. Vi hava även sett hur den praktiska uppfinnarverksamheten i intimt samarbete med den rent vetenskapliga forskningen lyckats i sitt strävande att utveckla det elektriska ljuset från att vara ett vetenskapligt kuriosum till att bliva en faktor av stor kulturell betydelse.


380ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
meter och en fasmeter. Av hänsyn till den personliga säkerheten är de olika strömtransformatorgruppernas sekundärsida förbunden till jord, varigenom förhindras, att livsfarliga spänningar kunna uppträda i ledningarna och instrumenten vid eventuellt överslag i en strömtransformator. Synkroniseringen utföres med tillhjälp av ett synkronoskop. Dess koppling är identisk med den som framställes å schemat fig. 407. För bekvämlighets skull har man bredvid synkronoskopet monterat tvenne volt- och frekvensmetrar, som vid synkroniseringen utvisa spänning och frekvens för såväl den inkommande generatorn som det samlingsskenesystem, till vilken den skall anslutas. Å samma instrumentpelare som synkroniseringsinstrumenten äro även till samlingsskenornas spänningstransformatorer anslutna instrument monterade, som ständigt visa spänningen och frekvensen å de båda skensystemen. Mellan samlingsskenorna och jord äro ohmska motstånd inkopplade för statiska uppladdningars avledande. Å den schematiska bilden av generatorerna ser man även de å deras axel direktkopplade magnetiseringsmaskinerna med tillhörande magnetlindning och fältreostat. Till en i ledningen mellan magnetiseringsmaskinen och generatorns släpringar införd shunt är en ampèremeter ansluten, som utvisar magnetiseringsströmmens styrka.

Alla de till en generator hörande manöverapparaterna och instrumenten, med undantag av reläer och kilowattimmätare, äro i Värtaelektricitetsverkets kontrollrum sammanförda på en pelare. Utseendet av dessa generatorpelare framgår av fig. 409. Längst ner på pelaren se vi det handhjul, med vars tillhjälp generatorns magnetisering regleras. Det är genom en på pelarens framsida anordnad skruvhjulsväxel kopplat till den vertikala, genom pelarfoten och golvet gående axeln, på vilken kontaktarmen till den i våningen under placerade fältreostaten för magnetiseringsmaskinen är fastkilad. Genom växlarnas skruvar löper fritt en horisontell axel, till vilken de å skruvarnas utskjutande nav fastkilade handhjulen kunna fastkopplas medelst en å axeln strax bredvid handhjulen placerad, skjutbar koppling, som glider å en kil i axeln. Medelst dessa kopplingar kan man alltså anordna gemensam reglering från ett handhjul, vilket som helst, för alla i drift varande generatorer eller grupper av dem, alldenstund ju, såsom å bilden


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.381
synes, den horisontella axeln även är försedd med kopplingar mellan pelarna. Vill man vid dylik gruppreglering utföra en efterjustering å någon viss generators magnetisering, har man blott att lossa kopplingen vid handhjulet, varvid ifrågavarande generators regleringsmekanism frigöres från den gemensamma axeln, samt med handhjulet företaga den behövliga inställningen, varefter kopplingen skjutes tillbaka i sitt förra läge. Längre upp på pelaren äro manöverströmbrytarna för de tre till generatorn hörande oljeströmbrytarna placerade, den för huvudbrytaren mitt på pelarens framsida och de båda för valströmbrytarna på pelarens sidor. Ett stycke högre upp, i den fyrkantiga delen, äro oljeströmbrytarnas signallampor inrymda bakom matterade skyddsglas, som synas å bilden. På pelarens framsida, nedanför signallampan, se vi de båda tryckknapparna, medelst vilka den å ångturbinens regulator sittande motorn manövreras för åstadkommande av belastnings- och hastighetsreglering. På pelarsidorna, i jämnhöjd med tryckknapparna, äro de båda proppkontakterna för synkroniseringsledningarna anordnade. Instrumenten äro monterade på armkorset å pelarens topp. Överst se vi kilowattmetern, på vänster sida ampèremetrarna för magnetiserings- och huvudströmmen och på höger sida volt- och fasmetern. Instrument- och manöverledningarna äro genom golvet uppdragna inuti pelaren. Bakom generatorpelarna förefinnes en annan rad av pelare, som tillhöra grupper av utgående kablar. I bakgrunden se vi en marmortavla, på vilken reläer och kilowattimmätare äro placerade.

BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.

STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.

Stockholms stad äger för närvarande tvenne elektriska kraftstationer, nämligen ett vattenkraftverk vid Dalälven, det s. k. Untraverket, samt ett ångkraftverk, beläget i stadens omedelbara närhet vid Värtahamnen. Ett principkopplingsschema för dessa båda kraftverk återgives å bild 410. Den av Untraverkets generatorer alstrade och till c:a 100 000 volts spänning transformerade trefasenergien ledes genom en överföringsledning av 132 km längd till den vid Värtaverket anordnade transformatorstationen, där nedtransformering äger rum till samma spänning, som lämnas av Värtaverkets generatorer, nämligen c:a 6 000 volt. Förmedelst i jorden förlagda trefaskablar ledes denna 6 000 volts energi till tio inom stadens område belägna understationer, i vilka huvudparten av densamma medelst motorgeneratorer omformas till likströmsenergi och fördelas till förbrukningsnäten. Fördelningen av likströmsenergien å ljus- och kraftnäten sker enligt 3-ledaresystemet med blank, jordförbunden nolledning och 220 volts spänning mellan denna och ytterpolerna. Nolledningen är uttagen från mittpunkten av å understationerna uppställda ackumulatorbatterier. Från några av understationerna serveras ävenledes likströmsenergi med en spänning av c:a 600 volt till stadens spårvägsnät. En avsevärd del av den genererade 6 000 volts trefasenergien levereras emellertid direkt utan transformering till större abonnenter, i allmänhet industriföretag, vilka då själva ombesörja nedtransformering till för dem lämplig spänning. De mellan ångkraftverket och understationerna, mellan dessa sinsemellan, samt mellan Värtaverket resp. understationerna och nämnda storabonnenter förlagda kablarna bilda tillsammans ett vitt förgrenat kabelnät.


382ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

År 1925 alstrades av Untraverkets trefasgeneratorer c:a 151 millioner kWh, av vilka c:a 133 millioner kWh mottogos vid Värtaverket. Förlusterna i upp- och nedtransformeringen och kraftöverföringen belöpte sig sålunda till c:a 18 millioner kWh. Samma år alstrades av Värtaverkets trefasgeneratorer c:a 17 millioner kWh, vadan den totala från Värtaverket utsända trefasenergien utgjorde c:a 150 millioner kWh.

Untraverket. Untraverket, som började sin verksamhet i slutet av år 1918, är beläget vid Dalälven mellan Söderfors och Älvkarleö, strax nedanför den s. k. Untrafjärden, såsom av kartskissen fig. 411 framgår. Denna fjärd, som omfattar en area av omkring 8.5 kvkm, utgör en värdefull regleringsbassäng för kraftverket. På grund av nivåförhållandena och älvens uppdelning i flera flodarmar har man för att samla vattenmassan måst anordna invallningsdammar i stor utsträckning. Regleringen av fjärdens vattenhöjd utföres för närvarande huvudsakligen medelst elektriskt manövrerade dammluckor vid den s. k. Storgysingedammen i fjärdens norra utloppsgren. Tilledningen till kraftstationen sker genom en c:a 1 km lång kanal av c:a 100 meters bredd och 3 - 5 meters


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.383

normalt vattendjup. Vid kanalens början förefinnes en spärrdamm, anordnad med vrakgrindar av trä, som förhindra stockar o. d. större föremål att föras med vattnet till kraftstationen, samt elektriskt manövrerade s. k. sektorluckor, med vilkas tillhjälp vattentillförseln till kanalen kan avstängas. Kraftstationen är förlagd tvärs över kanalen som planritningen fig. 412 visar. I rät vinkel med kraftstationen utmed avloppskanalen är transformator- och ställverkshuset anordnat. I den för båda byggnadslängorna gemensamma, nästan kvadratiska delen, inrymmas huvudsakligen entré, huvudtrappa samt kontorslägenheter.

Fig. 413, 414 och 415 visa plan, tvärsektion och längdsektion av själva kraftstationen, som är anordnad för 5 st. stora maskinaggregat, av vilka för närvarande endast fyra äro monterade. Vart och ett av dessa består av en horisontal dubbelturbin av Francistyp med en normal effekt av 10 000 hkr. vid 125 varv per minut och en till densamma direktkopplad trefasgenerator om 7 200 kW vid en effektfaktor av cos phi = 0.81 och en spänning av 6 800 volt. Periodtalet är 25 per sekund. Tillsammans skola alltså Untraverkets generatorer kunna lämna en effekt av 36 000 kW. Den normala fallhöjden är


384ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

13.8 meter. Turbinuppställningen är öppen, d. v. s. turbinerna äro anordnade i öppna kamrar eller sumpar, ett monteringssätt, som ännu vid denna fallhöjd kan vara lämpligt. (Vid högre fallhöjder medför i allmänhet den slutna uppställningen en lägre anläggningskostnad. Härvid föres drivvattnet

genom en tub till den i en kåpa fullt inneslutna turbinen.) Av planritningen och tvärsektionen framgår, huru varje turbinsump kan avstängas från tilloppskanalen genom en lucka. Dessa luckor höjas och sänkas med kättingar från elektriska spel, som äro placerade på den ovanför luckorna anordnade järnkonstruktionen, »spelbron». Framför luckorna förefinnas i betongpelarna vertikala rännor eller falsar, i vilka s. k. bjälksättar kunna nedföras, varvid man betjänar sig av den å fig. 414 synliga kranvagnen, som löper å en från spelbron uppburen balk. Vid reparation eller tillsyn av luckorna eller deras falsar har man alltså medelst bjälksättarna möjlighet att


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.385

avstänga vattnet framför luckorna. Bakom luckorna äro de s. k. isgrindarna anordnade. Deras uppgift är att förhindra fasta föremål, framför allt is, att medfölja drivvattnet genom turbinerna. De bestå av ganska tätt intill varandra i något lutande läge ställda plattjärn, stödda av en bakom dem befintlig, kraftig järnkonstruktion, enär vid anhopning av is på isgrindarna och igensättning av dem dessa ju bliva utsatta för ett avsevärt vattentryck. För att i möjligaste mån förhindra bildandet och anhäftning av is å själva isgrindarna framledes vid kall väderlek med tillhjälp av en fläkt varmluft från maskinsalen i den ovanför dem anordnade, täckta överbyggnaden, så att isgrindarnas övre del

omgives av den uppvärmda luften. Vid montering och demontering av turbinerna betjänar man sig av en 25 tons elektrisk bockkran, som löper å spår, framdragna ovanför turbinsumparna och en i deras förlängning belägen, å fig. 412 synlig avlastningsgård, till vilken järnvägsspår leda.

Turbinerna äro med sina gavlar inmurade i sumparnas betongväggar, som fig. 414 visar. Det främre turbinlagret är tillgängligt från nischen i maskinhusväggen, under det att det bakre lagret är uppställt i en s. k. inspektionsgång, som inmynnar i maskinsalen. Turbinerna äro som sagt dubbelturbiner, d. v. s. innehålla tvenne löphjul, monterade på samma axel. Löphjulen äro på sin utsida omgivna av en krans med rörliga skovlar, synliga å bilderna. Av ställningen på dessa s. k. ledskeneskovlar, vilka styra vattnet till löphjulen, beror mängden av det vatten, som genomströmmar turbinen, och alltså den av generatorn lämnade effekten. Alla ledskeneskovlarna manövreras gemensamt från

25-220535. Uppfinningarnas bok. III.


386ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.387

en ovanpå turbinskåpet lagrad regleraxel, som påverkas av den i maskinsalen strax intill väggen uppställda regulatorn. Denna utgöres av en vanlig centrifugalregulator, som vid reglering framsläpper tryckolja på ena eller andra sidan av en i en cylinder rörlig kolv. Med tillhjälp av utefter maskinsalsväggen placerade hävstänger överföres rörelsen från denna s. k. servomotorkolv till den förutnämnda regleraxeln, varigenom inställning av ledskeneskovlarna äger rum. Förställning av centrifugalregulatorn för ernående av belastningsförändringar med bibehållet varvtal samt reglering av varvtalet sker på elektrisk väg från manöverrummet medelst motor och tryckknappar på sätt i föregående avdelning omtalats. Vid full belastning och normal fallhöjd slukar varje turbin en

vattenmängd av c:a 64 kbm i sekunden. Sedan vattnet passerat genom löphjulen, inströmmar det i turbin- eller sugskåpet, från vilket det sedan genom det krökta, under maskinhusgolvet framdragna sugröret avbördas till avloppskanalen. Sugrören äro såsom av bilderna framgår utformade i betonggrunderna, och deras övre del är fodrad med plåt. Betongpirerna mellan sugrören på avloppssidan äro försedda med spår för bjälksättar, med vilkas tillhjälp sugrören kunna torrläggas för inspektion eller reparation. Centrumavståndet mellan maskinaggregaten är 12.5 meter. Turbinsumparnas djup är 16 meter, turbinernas längd mellan infästningsgavlarna 10 meter, största diametern av ett löphjul 3 meter, yttre diametern av ledskenekransen c:a 4 meter samt arean av sugrörets övre ända c:a 23 kvm.

I den utmed turbinsumparna förlagda maskinhallen äro de till turbinerna direktkopplade trefasgeneratorerna uppställda. Varje generator är försedd med en på dess axel anbringad magnetiseringsmaskin, vars fält magnetiseras från en särskild likströmsanläggning,


388ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

som sedan skall omnämnas. Generatorernas ytterdiameter är 7.2 meter. Maskinsalens längd är 80 meter, dess bredd 12 meter. Den är utrustad med en 60 tons elektrisk traverskran, och i dess ena ända är ett avlastningsplan anordnat, på vilket ett järnvägsspår är indraget. Fig. 416 visar en interiör av maskinhuset. Under maskinsalsgolvet,

mellan generatorgrunderna och yttermuren, framgår en i det fria utmynnande kanal för kylluft till generatorerna (se fig. 414 och 415). På golvet i denna kanal äro förbindelsekablarna mellan generatorerna och 6 000 volts ställverket förlagda. Vid kall väderlek utnyttjar man den av generatorerna uppvärmda luften i maskinsalen för uppvärmning av ställverkshuset på så sätt, att en å kontorshusvinden placerad fläkt suger luft från maskinsalen och inpressar densamma i ställverkshuset. I förlängningen av turbinsumpraden är förlagt ett med maskinsalen sammanhängande, mindre maskinrum


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.389

390ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
(se fig. 413), inrymmande trenne turbindrivna 75 kW likströmsgeneratorer. Dessa turbiner äro slutet uppställda. De äro s. k. spiralturbiner, d. v. s. vattnet tillföres turbinhjulet från ett spiral- eller snäckformigt omkring detsamma anordnat turbinskåp. Drivvattnet ledes till turbinskåpen genom i betongen inbäddade plåttuber. Rummen ovanpå detta lilla maskinrum innehålla ackumulatorbatteri med cellkopplare. Denna likströmsanläggning lämnar energi för belysning av anläggningen och samhället, för magnetisering av de stora generatorernas mataremaskiner, för drift av diverse motorer till kranar, traverser, luckspel, fläktar, pumpar etc. samt för manövrering av oljeströmbrytare m. m.

6 000 volts ställverket, som synes i skärning längst till vänster å fig. 418, är inrymt i ett närmast kontorshuset liggande avsnitt av ställverkshuset. Såsom av fig. 410 framgår förefinnes visserligen ett 6 000 volts samlingsskenesystem, som dock användes endast för s. k. korskoppling vid inträffande fel och för andra tillfälliga ändamål. Normalt förekommer alltså ingen parallelldrift å 6 000 volts sidan, utan här är varje generator genom sin i nämnda ställverk placerade oljeströmbrytare direkt kopplad till en transformator, i vilken dess effekt upptransformeras till en spänning av 97 000 à 100 000 volt. Förbandet mellan 6 000 volts ställverket och de olika transformatorerna är utfört med armerade trefaskablar, framdragna i den ovanför transformatorcellerna befintliga gången.

Fig. 417 och 418 visa en tvär- och längdsektion av 100 000 volts ställverkshuset, fig. 419 en plan av dess översta våning.

Transformatorerna äro vattenkylda oljetransformatorer med deltakopplad lågspännings- och stjärnkopplad högspänningslindning. Som skydd mot överspänningar är den senares neutralpunkt förbunden till jord genom ett ohmskt motstånd. Dessa motstånd utgöras av metalltrådar i olja och innehållas i de framför transformatorerna uppställda behållarna. Transformatorerna och deras 100 000 volts oljeströmbrytare äro


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.391

försedda med hjul och uppställda på spår i rum eller celler, anordnade på ömse sidor om en genom byggnadens bottenvåning löpande transportgång, såsom av fig. 417 synes. På dennas botten framgår ett utifrån inkommande järnvägsspår, på vilket transformatorerna, deras motstånd eller brytare kunna med tillhjälp av en elektrisk golvtravers forslas till den i byggnadens ända befintliga reparationsverkstaden, där de omhändertagas av traverskranen (se längdsektionen) för förflyttning till lämplig plats inom verkstaden eller för omlastning till järnvägsvagn. Den i transformatorerna alstrade värmen bortföres huvudsakligen genom kylvatten, som pressas genom i deras överdel anordnade kylspiraler. Vikten av en transformator är c:a 85 ton. Då varje transformator innehåller 25 kbm olja och dess brytare c:a 6 kbm, inses, att det är ganska ansenliga oljemängder, som rymmas inom ställverkshuset. Som det självfallet är av särdeles stor betydelse, att oljan i transformatorer och övriga apparater ständigt befinner sig i gott stånd, framför allt fullkomligt fri från vatten, är den föremål för en systematisk övervakning och underkastas filtrering, så snart den visar tendens till försämring. Transformatorerna och brytarna äro med ventiler anslutna till i källargångarna under dem framdragna oljerör, som leda till i de båda cisternrummen uppställda oljecisterner, pumpar, filtreringsapparater etc. All oljetransport vid tömning, fyllning eller filtrering sker genom detta rörsystem.

Vi skola nu med tillhjälp av sektionen fig. 417 samt principkopplingsschemat fig. 410 följa den elektriska kopplingen inom högspänningsställverket. Från de i den låga gången ovanpå transformatorrummen uppställda kopplingsskåpen, till vilka kablarna från 6 000 volts ställverket leda, nedföras lågspänningsanslutningarna genom avskiljare till transformatorerna.


392ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

Från dessas högspänningsuttag ledes den transformerade energien genom vägg- och golvgenomföringar till oljeströmbrytaren (fig. 420) och därifrån upp till översta våningen. Här förefinnas tvenne system samlingsskenor, uppburna av på golvet placerade stödisolatorer. Med hjälp av på taket till tvenne långsgående manövergångar placerade avskiljare kunna de från transformatorn kommande ledningarna anslutas till vilket som helst av de båda samlingsskenesystemen. Dessa avskiljare bestå av tre på en gjutjärnsplatta monterade isolatorer, av vilka de båda yttre, till vilkas ihåliga kåpor ledningarna anslutas, äro fasta, under det att den mellersta är vridbar och uppbär en horisontal kontaktarm, som vid avskiljarens tillslagning med sina till kontaktblad utformade ändar genom en springa i de ihåliga kåporna införes mellan i dessa anordnade fjäderkontakter. Kontakterna äro inbyggda i kåporna för att förhindra uppkomsten av s. k. glim- eller borsturladdningar, som eljest vid denna höga spänning lätt uppstå vid utstående skarpa hörn och kanter. Dylika har man därför överallt i 100 000 volts ställverket sorgfälligt sökt undvika, och som av fig. 421 synes äro för den skull ledningshopkopplingarna sfäriskt utformade. De tre till samma ledning hörande avskiljarnas vridbara isolatorer äro med sina fotplattor mekaniskt hopkopplade och manövreras gemensamt från en under dem i manövergången placerad pelare. För att erbjuda full trygghet åt driftpersonalen äro manövergångarna inklädda med gallerduk av järntråd. A fig. 421 se vi huru manövergångarna, avskiljarna med deras manöverpelare samt ledningsanslutningarna äro utförda. Bakom skyddsgallren framskymtar det ena samlingsskenesystemet. Ledningarna utgöras av vanliga järnrör. Av fig. 419 framgår huru samlingsskenorna mottaga anslutningarna från samtliga transformatorerna. Sedan detta skett,


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.393
nedföras de till i våningen under uppställda dämpspolar, såsom av fig. 418 synes. Dessas uppgift är att skydda anläggningen mot utifrån inkommande överspänningar, och deras utseende framgår av fig. 422. Längre fram neddragas samlingsskenorna till de i bottenvåningen uppställda linjebrytarna. På ömse sidor om dessa äro i övervåningen avskiljare införda. Ovanpå verkstadstaket äro strömtransformatorer inkopplade i samlingsskenorna, vilka därefter medelst golvgenomföringar utföras i det fria och anslutas till de båda kraftlinjerna, vilka med sina spännisolatorer äro infästade vid väggen ovanför genomföringsnischerna. Varje kraftlinje utgör alltså en direkt fortsättning av ett samlingsskenesystem, från vilket det medelst linjeströmbrytaren kan avkopplas. Till skydd mot överspänningar hava såväl ställverk som överföringslinjer konstruerats för en överslagsspänning av 250 000 volt. Den normala spänningen till jord är ju c:a 58 000 volt, vadan säkerheten är avsevärt mer än 4-faldig. Förutom de förut nämnda skyddsapparaterna mot överspänningar, d. v. s. dämpspolarna i samlingsskenorna samt jordförbindningsmotstånden i transformatorernas neutralpunkter, är avsett att även i ledningarna till varje transformator införa dämpspolar, vilka då komma att placeras i våningen ovanför strömbrytarna.

Manöverrummet är förlagt vid sidan av maskinrummet i vinkeln mellan detta och ställverkshuset såsom av fig. 413 framgår, och fig. 423 visar en interiör från detsamma. Man ser här i fonden instrumentpelarna för de fyra hittills monterade generator-transformatorgrupperna. Längst ner å pelarna synes manövermekanismen för generatorernas spänningsreglering, som utföres genom reglering av mataremaskinernas fältström medelst reostater, placerade bakom pelarna. Spänningsregleringen kan utföras för hand medelst det å mekanismen anbragta handhjulet, men normalt äro de mellan pelarna löpande manöveraxlarna hopkopplade, varvid samtliga i drift varande generatorer gemensamt regleras från den på pelarradens vänstra sida placerade, automatiska spänningsregulatorn. Denna är av Thurytyp, vars verkningssätt beskrivits i avdelningen rörande


394ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

elektriska regulatorer. Regulatorns spolar påverkas av spänningen från ett system av spännings- och strömtransformatorer anordnat på det sätt, att regulatorn så reglerar generatorspänningen, att spänningen å 6 000 volts sidan av Värtastationens transformatorer i lämpligt förhållande ändras med belastningen. För att spänningen vid understationerna skall hållas konstant fordras ju på grund av förlusterna i kabelnätet, att spänningen vid Värtastationen ökas vid stigande belastning.

Längre upp på pelarna äro anbragta manöverströmbrytare med signallampor för gruppens 6 000 och 100 000 volts oljeströmbrytare och tryckknapparna till turbinregulatormotorn för hastighets- och belastningsregleringen. Högst upp på pelarna sitta de till generatorn hörande instrumenten, nämligen kilowatt-, volt- och fasmeter samt ampèremetrar för magnetiserings- och huvudström. Vid pelarradens båda ändar äro pelare placerade, som uppbära frekvensmeter och synkroniseringsinstrument. Såväl generatorerna som transformatorerna äro försedda med differentialreläer, som vid inom dem uppstående kortslutningar åstadkomma automatisk urkoppling av oljeströmbrytarna. Generatorernas differentialskydd är utfört i enlighet med fig. 408, då däremot transformatorernas åstadkommes medelst å deras lock placerade reläer, vilkas spolar genomgås av själva huvudströmmen. För att vid inträffande jord- eller kortslutning på endera av de båda överföringslinjerna, som normalt äro parallellkopplade, erhålla automatisk urkoppling av endast den felaktiga linjen, så att driften ostört kan fortgå medelst den felfria, förefinnes såväl vid Untra- som vid Värtaverket ett delvis efter nya principer utarbetat reläsystem. Utrymmet medgiver ej att här närmare ingå på någon beskrivning


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.395
av detsamma. I manöverrummet är även instrumenttavlan för kraftverkets likströmsstation placerad.

Överföringslinjen. Överföringslinjen mellan Untra- och Värtaverket, som har en längd av 132 km, består av tvenne trefaslinjer monterade å gemensamma stolpar. Varje linje består av tre 50 kvmm:s 7-trådiga kopparlinor, hängande i isolatorkedjor, sammansatta av 6 st. hängisolatorer å de vanliga bärstolparna och 8 st. spännisolatorer å spännstolparna. Stolpavståndet på rak linje är c:a 180 meter. Utförligare uppgifter angående överföringslinjen äro lämnade i kapitlet om elektrisk kraftdistribution och överföring.

Nedtransformatorstationen och ångkraftverket vid Värtan. Nedtransformatorstationen är sammanbyggd med stadens andra generatorstation, nämligen det i omedelbar närhet av Värtahamnen med bekväm tillgång till kol och vatten placerade ångkraftverket. Fig. 424 och 425 visa en plan och en sektion av Värtaanläggningen. Transformator- och 100 000 volts ställverkshuset är i huvudsak anordnat på samma sätt som motsvarande anläggningsdel vid Untraverket. I fråga om överspänningsskydd föreligger dock den olikheten, att transformatorerna ej äro som vid Untraverket försedda med var sitt särskilda jordförbindningsmotstånd, utan neutralpunkten av varje transformators högspänningslindning är här förbunden till en ovanför transformatorrummen framdragen samlingsledning, som över ett gnistgap är genom ett motstånd ansluten till jord. Gnistgapet är så inställt, att överslag i detsamma och därmed jordförbindning av neutralpunkterna äger rum, så snart dessas spänning över jord, som ju normalt skall vara noll, når ett värde av c:a 75 000 volt.

På 6 000 volts sidan är varje transformator försedd med trenne oljeströmbrytare i enlighet med principkopplingsschemat fig. 410, nämligen en automatisk huvudströmbrytare och tvenne valströmbrytare. Med tillhjälp av dessa senare kunna transformatorerna anslutas till vilket som helst av tvenne samlingsskenesystem, de normala vattenkraftskenorna eller reservsamlingsskenorna. Ställverket för transformatorernas 6 000 volts sida är inrymt i en utmed transformatorstationen förlagd trevåningsbyggnad, såsom av sektionsritningen framgår. I den övre våningen äro huvudströmbrytarna placerade, under det att de tvenne andra vardera innehålla ett av de båda nämnda samlingsskenesystemen jämte de till dem anslutna valströmbrytarna. Av dessa äro, som av fig. 410 framgår, åtta stycken avsedda för Untraenergiens överledning till de i ångkraftverkets ställverkshus befintliga båda fördelningsskenorna för vattenkraft. All fördelning av 6 000 volts energien till de utgående kablarna äger nämligen rum i detta ställverk, som liksom ångkraftverket självt är av äldre datum. Det är förlagt utmed maskinsalen och innehåller fem våningar, av vilka f. n. endast de tre övre äro tagna i bruk. De båda ställverksavdelningarna skiljas åt genom en byggnad, som i sin övre våning inrymmer manöverrummet för hela anläggningen. I taket under detta äro de nämnda sammanbindningsledningarna framdragna i murade kanaler. Värtaverkets generatorställverk är i likhet med transformatorernas 6 000 volts ställverk utrustat med tvenne samlingsskenesystem, till vilka generatorerna medelst valströmbrytare kunna anslutas som fig. 410 visar, och som närmare beskrivits i samband med fig. 408. De båda samlingsskenesystemen äro anordnade över varandra i murade fack, uppburna av en järnställning, som är placerad utmed den mot maskinsalen vettande sidan av översta ställverksvåningen. Det ena av dessa system utgör de egentliga ångkraftskenorna; det andra är genom sammanbindningsskenor, framdragna vid taket under manöverrummet, direkt förbundet med de


396ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

förut omtalade reservsamlingsskenorna i transformatorstationens 6 000 volts ställverk. I övre våningen äro även generatorstationens samtliga stora, automatiska oljeströmbrytare monterade, nämligen generatorernas huvud- och valströmbrytare samt kabelgruppbrytarna. De utgående kablarna äro nämligen anordnade i grupper på sätt som i samband med fig. 404 beskrivits och motiverats. Fig. 426 visar en fotografisk vy från denna


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.397
ställverksvåning. I den mellersta våningen fördelas energien till de utgående ledningarna. Här inrymmas nämligen fördelningsskenorna för ång- och vattenkraft, normalt uppdelade i sektioner, som genom kabelgruppbrytarna äro anslutna till samlingsskenorna. Utmed fördelningsskenorna äro s. k. omkopplingsskåp anordnade, i vilka de utgående ledningarnas omkoppling till den ena eller andra av de nämnda fördelningsskenorna äger rum. Såsom av fig. 410 framgår förefinnes även möjlighet att inlägga ledningarna till fördelningsskenan för vattenkraft utan reserv, avsedd för sådana vattenkraftskunder, vilka i händelse av avbrott i energileveransen från Untra ej äro berättigade till ångkraftreserv. Från omkopplingsskåpen nedföras ledningarna till de i bottenvåningens celler monterade kabelbrytarna, vilka manövreras mekaniskt från pelare, uppställda i mellanvåningen. På andra sidan dessa brytare anslutas ledningarna genom muffar till de utgående trefaskablarna. Dessa äro härifrån indragna till den under manöverrumsbyggnaden anordnade kabelkällaren, från vilken de utföras genom i dess grundmurar upptagna hål. För att reducera den vid kortslutning i kablarna uppstående strömrusningen och därmed underlätta gruppströmbrytarnas arbete vid urkopplingen är det meningen att i de utgående

398ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
kablarna införa dämpspolar, vilka antagligen komma att placeras i ställverkshusets båda källarvåningar.

Manövreringen och övervakningen av den elektriska anläggningen är så gott som uteslutande förlagd till manöverrummet, från vilket fig. 427 visar en interiör. Manöverströmbrytare och instrument äro här liksom vid Untraverket placerade å pelare. De fyra sinsemellan lika, i raden på manöverplatsens högra sida uppställda pelarna tillhöra transformatorerna och uppbära manöverströmbrytarna för deras 6 000 volts och 100 000 volts oljeströmbrytare samt instrument. De på ömse sidor om dessa placerade båda pelarna tjänstgöra för de fyra sammanbindningsledningarna till fördelningsskenorna i generatorställverket. Linjeströmbrytarna manövreras från tvenne å fotografien ej synliga pelare. På andra sidan om manöverplatsen se vi tvenne rader med pelare, av vilka de främre, som tillhöra generatorerna, närmare beskrivits i samband med fig. 409, som visar en tydligare bild av dessa pelare. Från den bortre raden manövreras oljeströmbrytarna för kabelgrupperna. De fyra i manöverplatsens hörn uppställda större pelarna uppbära volt- och frekvensmetrar för de olika samlingsskenesystemen samt synkroniseringsinstrument. Förutom dessa manöverpelare samt de förut omnämnda reläanordningarna för överföringslinjen finnes i detta rum en hel del andra instrument och apparater, som tarvas för anläggningens övervakande, såsom fjärrvisande termometrar, angivande oljetemperaturen i transformatorerna, signalapparater, som signalera då läcka uppstår på kylvattenledningarna inom transformatorerna, mätare för den av generatorer och transformatorer alstrade energien etc.

Då sammanförandet av stora effektbelopp till ett system självfallet alltid innebär en nedsättning av driftsäkerheten, komma såsom regel ång- och vattenkraftsystemen vid Värtan ej att sammankopplas utan köras separat med transformatorerna anslutna till vattenkraftsskenan och de ångdrivna generatorerna till ångkraftsskenan. Till varje system äro behövliga utgående kablar anslutna, som i understationerna inkopplas till två skilda samlingsskenesystem. Uppdelningen i tvenne system är alltså genomförd fram till understationernas motorgeneratorer, och parallellkörning av vatten- och ångkraft äger rum först efter omformningen till likström. Vid avbrott i energileveransen från Untra omkopplas medelst valströmbrytarna fördelningsskenan för vattenkraft med reserv från vattenkraftssamlingsskenan till reservskenan, på vilken för reservens upprätthållande behövligt antal ångturbingeneratorer inkopplas. Tack vare det förhållandet, att understationerna äro utrustade med kraftiga ackumulatorbatterier, är antalet av de ångpannor, som måste stå uppeldade med svaga fyrar, färdiga för den ögonblickliga reserven, avsevärt mindre, än vad som eljest skulle vaka fallet. Vid vattenkraftens uteblivande övertages dess reservberättigade belastning genast av ackumulatorbatterierna och ångreserven. Efter hand som man får ytterligare pannor uppeldade och generatorer in kopplade, avlastas ackumulatorbatterierna. Vid Värtaverket är ävenledes en elektrisk


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.399
ångpanna uppställd för att vid sådana tider, då vattenkraft finnes i överskott, till reservpannorna lämna det mot deras utstrålningsförluster svarande och för tryckets upprätthållande behövliga värmetillskottet i form av ånga. Härigenom kan naturligtvis en ganska avsevärd bränslebesparing ernås. Någon eldning under de för den ögonblickliga reserven avsedda pannorna behöver ju då ej ifrågakomma; de hava endast att liksom de övriga reservpannorna stå fullt färdiga för fyrstickning vid påfallande behov.

Värtaverkets maskinhus och ångpannerum äro, såsom av fig. 425 framgår, förlagda utmed varandra. Anläggningen, som är utbyggd i flera repriser, omfattar en äldre och en nyare del. Den äldre delen (ej visad å fig. 424, endast dess ena gavel och början av sidoväggarna antydda), vilken förut innehöll 3 st. kolvångmaskin- och 2 st. ångturbingeneratorer om vardera 1 500 kW med tillhörande pannanläggning, har under åren 1925 och 1926 blivit ombyggd, varvid den gamla maskinutrustningen ersatts med tvenne ångturbingeneratorer à 15 000 kW vardera. Dessa turbiner och deras pannor äro konstruerade för ett ångtryck av 20 atm. Byggnadens nyare del (fig. 424) inrymmer tvenne ångturbingeneratorer à 6 000 kW vardera, en à 7 500 kW och en à 10 000 kW, drivna med ett ångtryck av 14 atm. Omloppshastigheten är för de båda 6 000 kW aggregaten 750 och för de övriga 1 500 varv per min. Fig. 428 är en bild från maskinsalen i den nyare delen, tagen före den äldre delens ombyggnad. I bakgrunden framskymtar den äldsta anläggningen med dess kolvångmaskiner. Under varje ångturbin är dess kondensor med hjälpmaskineri, d. v. s. luft-, kylvatten- och kondensatpump, placerad. Generatorerna äro fullständigt kapslade och försedda med på axeln anbragta fläktar, vilka genom generatorn driva kylluft, som bortför den av generatorförlusterna alstrade värmen. De båda 15 000 kW generatorerna äro anordnade med


400ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
cirkulerande kylluft, som under sitt kretslopp avkyles i en under generatorn monterad kylkammare, innehållande av kylvatten genomflutna kamflänsrör. Generator och kylkammare bilda ett fullständigt slutet system, varigenom inträngande av damm utifrån effektivt förhindras. Denna anordning med cirkulerande kylluft, vilken ävenledes kommit till användning vid en del större elektricitetsverk i utlandet, betecknar helt säkert ett avsevärt tekniskt framsteg, enär anhopningen av smuts och damm å generatorlindningarna, vilken med de eljest brukliga luftfiltren ej kunnat helt undvikas, utgör en allvarlig fara för generatorernas bestånd. De övriga generatorerna suga sin kylluft utifrån, varvid densamma renas från damm genom vid luftintagen anordnade filter. Varje generator är försedd med till dess axel direktkopplad mataremaskin, och spänningsregleringen åstadkommes medelst i dennas fältströmkrets inkopplad regleringsreostat. Hastighets- och belastningsregleringen utföres med elektrisk fjärrmanövrering liksom vid Untraverket.

Vid slutet av år 1925 innehöll Värtaverkets ångpanneanläggning 24 st. ångpannor med en eldyta varierande mellan 400 och 535 kvm. De båda 15 000 kW turbinernas pannanläggning är anordnad med artificiellt drag, åstadkommet genom sugfläktar, placerade i övergången mellan rökgaskanalerna och skorstenarna, samt tryckfläktar, införda i luftkanalerna till pannorna. De övriga pannornas rökgaser utsugas medelst naturligt drag genom tvenne 80 m. höga skorstenar. Fig. 429 visar en interiör från ångpannerummet. Samtliga pannor äro Babcock & Wilcox' vattenrörpannor, försedda med överhettare och automatiska eldningsapparater, vilkas konstruktion är beskriven i inledningen till avdelningen rörande elektriska kraftstationer. Under pannhusets tak äro stora kolbehållare, s. k.


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.401
fickor, anordnade, från vilka bränslet genom rör nedledes till eldningsapparaterna. Kolet framföres till fickorna med tillhjälp av tvenne längsgående, i takets lanternin befintliga, horisontala transportband. Från den vid sidan om kraftstationen placerade kolgården uppfordras kolen med lutande transportband till en i lanterninen uppställd automatisk våg, som avbördar dem till de nämnda, horisontella transportbanden. För att lämna ett begrepp om de kolmängder, man har att handskas med, kan nämnas, att kolåtgången per kWh är c:a 1.2 kg, vadan en ångturbingenerator om 10 000 kW per timme förbrukar vid full belastning c:a 12 ton. Den vid förbränningen uppstående askan och slaggen samlas vid den bortre ändan av eldningsapparaternas rörliga rostyta, där den genom ett spjäll stjälpes ner till den därunder belägna askbehållaren. Askan bortföres härifrån med vagnar, som skjutas å spår, förlagda i källargolvet utmed askuttagen. Under källargolvet äro rökgaskanalerna från den utmed väggen till maskinsalen förlagda ångpanneraden framdragna till economiserna.

Vi vilja nu med ledning av fig. 425 följa ångan under dess passage genom anläggningen. Från de till en turbin hörande pannorna samlas ångan i den förutnämnda ångsamlaren. Härifrån föres den ned till en under maskingolvet placerad vattenavskiljare och därpå vidare till ångturbinens högtryckssida. Sedan ångan under expansion avlämnat sin energi till turbinhjulen avbördas den genom turbinavloppet till den under turbinen uppställda kondensorn. Dess tryck har under färden genom turbinen sjunkit från c:a 13.5 atm. övertryck till i kondensorn rådande tryck av c:a 0.04 atm., motsvarande c:a 96 % vakuum. Kylvattnet, som av kylvattenpumpen drives genom kondensorns tuber, tillföres från och avledes till Värtahamnen genom tvenne utmed varandra under kondensorkällarens golv framdragna kanaler. Luft, som genom läckor och med ångan inkommer i kondensorn, avlägsnas av luftpumpen. Då den från turbinen kommande ångan träffar kylrören, kondenseras den och samlas i form av vatten vid kondensorns botten.

26-220535. Uppfinningarnas bok. III.


402ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

Skulle kondensorn bliva felaktig, så att vakuum i densamma ej kan upprätthållas, måste turbinen därför ej med nödvändighet ställas ur drift utan kan fortfarande köras, fastän med starkt reducerad effekt, såsom högtrycksturbin, varvid avloppsångan utsläppes direkt i fria luften genom det ovan taket vid maskinsalsväggen uppskjutande avloppsröret. Kondensvattnet pumpas av kondensatpumpen upp till de i översta våningen av den utmed ångpannerummet förlagda economiserbyggnaden placerade automatiska vattenmätarna. Sedan det här blivit uppmätt nedrinner det genom en förvärmare till samlingscisternerna, som äro uppställda i våningen under mätarna. Till förvärmaren ledes avloppsångan från kondensorpumparnas drivturbin och varmt spillvatten från olika delar av anläggningen, vilkas värmeinnehåll alltså vid blandningen i förvärmaren kommer kondensvattnet till godo. Samlingscisternerna äro medelst rörledningar förbundna med de i våningen under monterade matarpumparna, som trycka kondensvattnet tillbaka till ångpannorna genom de i källarvåningen uppställda economiserna. Dessas rörsystem kringsvepes av ångpannornas rökgaser under deras väg till skorstenen. varvid en stor del av rökgasernas värmeinnehåll tillföres matarevattnet. Det är alltså samma vatten som ständigt cirkulerar genom anläggningen, endast en mindre kvantitet måste då och då tillsättas för att ersätta läckförlusterna. För de gamla kolvångmaskinerna åter, som voro försedda med blandningskondensorer, måste ständigt nytt matarevatten tillföras, och som vattnet i Värtahamnen är bemängt med pannstensbildande ämnen. måste det för att bliva tjänligt såsom matarevatten genomgå en reningsprocess i en härför anordnad vattenreningsanläggning.


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.403
För upptransport från Värtahamnen och lagring av de erforderliga kolen finnes en transportanläggning och kolgård av ansenliga dimensioner. Lossning av kolångarna utföres med på kajspåren uppställda elektriska portalkranar, vilkas gripskopor tömma kolen i å kranarna anordnade, stora kolbehållare. Från dessa tappas kolen till hängvagnarna av en kontinuerlig linbana, som leder till kolgården, på vars båda sidor den framgår, såsom synes av fig. 430. Linbanevagnarna avstjälpa automatiskt sitt innehåll på önskad plats i kolgården. Denna, som delvis är överbyggd med tak, kan rymma c:a 70 000 ton kol. En på spår i kolgårdens mitt löpande elektrisk kran upphämtar med sin gripskopa det för förbrukning avsedda kolet till en med kranen sammankopplad transportvagn. Då denna blivit fylld, föres den av kranen till i kolgårdens botten anordnade trattar, i vilka den tömmer sitt innehåll. Sedan kolen passerat genom en under kolgården uppställd krossningsanläggning, avlämnas de till de förut omnämnda, till ångpannehusets kolbehållare förande, lutande transportbanden.

Understationerna. Bland understationerna är Tulestationen den största. Den är förlagd i stadsdelen Norrmalm vid Tulegatan, därav namnet, och från densamma levereras likströmsenergi av 2 × 220 volts spänning till ljus- och kraftnätet och av C:a 600 volts spänning till spårvägsnätet. Tulestationen är förbunden med Värtaverket genom 8 st. 6 000 volts trefaskablar, inom vilka varje fasledning har en sektionsarea av 95 kvmm. Fig. 431 och 432 utgöra en sektion och en plan av ifrågavarande station, som består av tvenne utmed varandra förlagda byggnader, av vilka den ena innehåller maskinuppsättningen, under det att den andra inrymmer ackumulatorbatterierna. I maskinsalen, från vilken fig. 433 visar en fotografisk vy, äro uppställda 10 st. roterande omformare eller motorgeneratorer, vardera bestående av en trefas induktionsmotor för 6 000 volts spänning, drivande en likströmsgenerator av 1 000 kW effekt vid en spänning, reglerbar mellan 440 och 600 volt. Samtliga maskiner kunna alltså användas för drift å vilketdera som helst av de båda näten. Motorernas rotor är faslindad och försedd med inbyggt startningsmotstånd. Igångsättningen är särdeles enkel och tillgår så, att, sedan statorn genom maskinens oljeströmbrytare blivit inkopplad till 6 000 volts samlingsskenorna, rotorns startningsmotstånd stegvis urkopplas genom kringvridning av den på lagerbocken fästade manöverratten. Allteftersom motståndet minskas, ökar maskinen sin hastighet, som då motståndet är fullt urkopplat uppgår till i det allra närmaste 250 varv per minut, vilket är det synkrona varvtalet. Vid belastning inträder ju en s. k. eftersläpning, så att hastigheten vid fullbelastning är c:a 245 varv per minut. Dessa maskiner omforma alltså den från Värtaverket mottagna trefasenergien till likströmsenergi. Förutom dem finnas i maskinsalen tvenne mindre maskinaggregat, nämligen utjämningsmaskinen för 2 × 220 volts anläggningen och tillsatsmaskinen för spårvägsbatteriets laddning. Längs maskinsalens mot ackumulatorhuset vettande långvägg är likströmsinstrumenttavlan placerad. Utmed de båda kortväggarna äro fördelningstavlor för de utgående matarekablarna till spårvägsnätet uppställda. Den ena av dessa är ej synlig å fig. 432, enär golvet redan framför denna tavla är framställt bortskuret för att visa anordningarna i källarvåningen.

6 000 volts ställverket är, såsom av fig. 431 framgår, förlagt till maskinrumskällaren omkring maskinfundamentens kraftiga, längsgående betongmurar. Trefaskablarna från Värtaverket, som genom hål i grundmuren inkomma till den yttre källargången, avslutas här med kabelmuffar i skåp, som även innehålla spänningstransformatorer. Alla 6 000 volts ledningar och apparater äro vid understationerna liksom vid Värtaverket inrymda


404ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

i murade skåp eller celler. Från dessa s. k. kabelskåp överföras ledningarna genom hål, upptagna i övre delen av mellanmuren, till de på dess andra sida anordnade, vertikala facken, som innehålla strömtransformatorer och avskiljare. I vid golvet utförda, täckta kanaler framdragas de sedan till de i mittelgången uppställda oljeströmbrytarna. Dessa äro automatiska och manövreras elektriskt medelst manöverströmbrytare


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.405
från instrumentpelare, som äro placerade i maskinsalen utmed dess yttervägg. Pelarna uppbära dessutom en volt- och en ampèremeter, som angiva spänning och strömstyrka å kabeln i fråga. Voltmetern är ansluten till den omtalade spänningstransformatorn och ampèremetern till en av de nämnda trenne strömtransformatorerna, som för övrigt tillsammans med de bakom instrumentpelarna monterade reläen ombesörja den automatiska urkopplingen av oljeströmbrytaren. Ifrån denna fortsätta ledningarna vidare i golvkanaler till de utmed mittelgångens andra sida anordnade omkopplingsskåpen, där de i överensstämmelse med sin anslutning vid Värtaverket medelst avskiljare inläggas till ettdera av de båda utmed den inre maskingrundsmuren framdragna samlingsskenesystemen. Omformarnas motorer anslutas till samlingsskenorna, så som av fig. 431 torde framgå, på liknande sätt som de inkommande eller utgående ledningarna. Från de utmed mittelgångens yttre sida placerade skåpen föras motorernas anslutningsledningar genom hål i maskinsalsgolvet upp till anslutningsklämmorna å statorerna.

De för närvarande uppställda tvenne belysningsbatterierna äro blyackumulatorbatterier, det ena med c:a 2 300 amp. och det andra med c:a 4 500 amp. strömstyrka vid 3 timmars urladdning. Deras sammanlagda kapacitet är alltså c:a 20 400 ampèretimmar. De äro uppställda i ackumulatorhusets tre nedre våningar. Den översta våningen inrymmer spårvägsanläggningens buffertbatteri. Under laddningsperioderna utvecklas från batterierna ansenliga mängder svavelsyreångor, för vilkas bortskaffande är sörjt genom ett särdeles kraftigt ventilationssystem. Belysningsnätets jordförbundna nolledning


406ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
är ansluten till batteriernas mittpunkt. Varje belysningsbatteri innehåller 270 celler, 135 st. på vardera sidan om nollpunkten. Cellspänningen varierar som bekant från 2.7 volt vid laddningsperiodens slut till 1.83 volt i urladdat tillstånd, vadan det för upprätthållande av konstant nätspänning är nödvändigt, att det mellan nätskenorna inkopplade cellantalet regleras allt efter som cellspänningen stiger eller sjunker. Under laddningsperiodens sista skede måste, om spänningen mellan stationens nätskenor skall vara 2 × 230 volt, antalet till dem på ömse sidor om nollpunkten inkopplade celler vara 85. De återstående 50 st. cellerna på varje sida, de s. k. regleringscellerna, inkopplas i mån av behov allteftersom cellspänningen sjunker under urladdningsperioden. Under laddningsperioden, då cellspänningen åter stiger från 1.83 till 2.7 volt, måste naturligtvis urkoppling av regleringsceller äga rum i mån som laddningen fortskrider.

Denna in- och urkoppling av regleringscellerna utföres med tillhjälp av de s. k. cellkopplarna, vilkas utseende framgår av fig. 434. De äro anslutna vid batteriens ytterpoler, som av kopplingsschemat fig. 435 framgår. Regleringen sker med två celler per steg. Mellan varje cellkopplare och dess regleringsceller måste alltså 26 st. ledningar, här utförda av kopparskenor, framdragas. Å planen fig. 432 ser man det mindre batteriet jämte dess båda cellkopplare med anslutningsledningar. Cellkopplarna måste självfallet på grund av de i batterirummet vid laddning alstrade, frätande gaserna uppställas i ett från batteriet avstängt rum. Då cellkopplare ej blivit skildrade i kapitlet om ställverksapparater, torde en kortare beskrivning av den å fig. 434 visade vara på sin plats. Cellkopplarledningarna äro anslutna till var sin av 26 st. å cellkopplarens marmortavla i en horisontal rad anbragta, från varandra isolerade metallplattor. Dessa äro vardera försedda med tvenne utskjutande klackar, utrustade med horisontella kontaktytor. På var och en av de båda klackraderna löper med sin bortre ända en kontaktborste, som på grund av den stora strömstyrka, den har att överföra, är utförd såsom dubbelborste. Den består nämligen av en övre och en undre del och gör alltså kontakt å klackarnas


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.407
båda sidor. Med sina främre ändar glida de båda dubbelborstarna mot framför klack- raderna anbragta samlingsskenor, av vilka den ena är ansluten till stationens nätskena och den andra till dess laddningsskena. För bättre förståelse av beskrivningen hänvisas till den schematiska bilden av cellkopplarna å fig. 435. Varje borste är isolerat fästad å en hållare eller mutter, vilken försättes i rörelse genom kringvridning av en genom den samma gående, horisontal, gängad spindel, varvid borstarna förskjutas från kontakt till kontakt. Laddnings- och urladdningsspindlarna drivas genom en utväxling från var sin å cellkopplaren anbragta motor, som manövreras med tryckknappar på instrumenttavlan. Genom att trycka på en av dessa tryckknappar sätter man alltså motsvarande spindel i rotation, och mekanismen är så anordnad, att, såvida ej tryckningen fortsättes, rörelsen upphör så fort borsten förflyttat sig, en kontaktdelning, varigenom alltså tvenne celler in- eller urkopplats. Då naturligtvis under en borstes rörelse från en kontakt till en annan något strömavbrott ej får äga rum, måste densamma komma till anliggning mot den nya kontakten, innan den lämnat den gamla. För att härvid förebygga direkt kortslutning genom borsten av de tvenne mellan kontakterna inkopplade ackumulatorcellerna är i verkligheten varje borste uppdelad i tvenne från varandra isolerade och en halv kontaktdelning från varandra förskjutna borstar, mellan vilka ett så dimensionerat motstånd är inkopplat, att kortslutningsströmmen begränsas till ett ofarligt värde (se fig. 435).

Användandet av stora ackumulatorbatterier medför förutom den förut påpekade fördelen i reservhänseende vid inträffande avbrott i energileveransen från kraftstationen ävenledes en särdeles beaktansvärd möjlighet att, då belastningen under dygnet är starkt varierande, bättre och mera ekonomiskt utnyttja den maskinella utrustningen än vad eljest skulle kunna ske. Under de tider av dagen, då belastningen är liten, laddas batterierna för att under maximi- eller pikbelastningstiden, då urladdning äger rum, tillsammans med generatorerna bestrida energileveransen, såsom med tydlighet torde framgå av fig. 436, som framställer en typisk belastningskurva för Tulestationen. Av ovanstående


408ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
följer alltså, att batterierna medföra en minskning av behövlig maskinkapacitet vid kraftverk och understation såväl som av antalet kablar emellan dem. Då som här är fallet vattenkraft finnes till förfogande, är deras ekonomiska betydelse särdeles framträdande, enär ju laddningen kan företagas under natten eller eljest under tider, då vattenkraft finnes i överskott. Det är dock att märka, att i ju högre grad man utnyttjar batterierna för utjämning av belastningen å den maskinella utrustningen, desto mindre är den i dem magasinerade energien vid urladdningsperiodens slut, vadan alltså under vissa tider av dagen deras förmåga att tjänstgöra såsom reserv vid avbrott i energileveransen är i samma mån nedsatt.

Fig. 435 är ett kopplingsschema för ljus- och kraftanläggningen och fig. 437 ett dylikt för spårvägsanläggningen. I princip äro båda anläggningarna utförda i enlighet med fig. 401. Varje generator kan genom en enkel omkoppling å instrumenttavlans baksida inställas för drift å vilkendera som helst av de båda anläggningarna. Samlingsskenorna, vilka uppbäras av kraftiga isolatorer, äro framdragna i källaren under instrumenttavlan. Fig. 438 visar en totalvy av instrumenttavlan och fig. 439 en del av densamma. omfattande 2 st. generatorfält. Längst ner å dessa är manövermekanismen för den i generatorns shuntströmkrets inkopplade spänningsregleringsreostaten placerad. Själva reostaten är uppställd bakom tavlan. Vid drift å ljus- och kraftnätet inlägges generatorn, såsom av kopplingsschemat framgår, medelst omkopplare till laddnings- eller urladdningsskenorna. Dessa omkopplare, vilka bestå av mellan fasta kontaktklackar vridbara borstpaket, äro placerade ovanför reostaten och manövreras med handtag från tavlans framsida. Ovanför dessa se vi manöverhandtagen för de tvenne likaledes bakom tavlan monterade strömbrytarna. Då en generator skall inkopplas, igångsättes dess motor från växelströmssidan på förut omtalat sätt, varefter generatorn medelst omkopplarna inlägges till laddnings- eller nätskenorna. alltefter driftens behov. Sedan denna inställning är verkställd, uppregleras spänningen


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.409
så nära som möjligt till den, mellan ifrågavarande skenor rådande. Härefter tillkopplas den vänstra brytaren. Mellan omkopplarehandtagen finnas tvenne proppkontakter, anslutna till var sin av den andra brytarens båda fasta kontakter. I proppkontakterna, införes en proppvoltmeter, som alltså visar differensen mellan generatorns och skenornas spänning. Medelst handhjulet regleras generatorspänningen, tills voltmetern visar på noll. Då har generatorn exakt samma spänning som skenorna och inkoppling av den andra brytaren kan ske utan erhållande av någon strömstöt. Högst upp på tavlan äro volt- och ampèremetern uppsatta. Säkerhetsmetallerna äro monterade på horisontella marmortavlor, uppburna av strävorna mellan tavlans krön och väggen, på vilken kilowattimmätaren är placerad. Anslutningen mellan instrumenttavlan och generatorerna är utförd medelst i golvkanaler framdragna kablar (se fig. 431).

I följd med maskinfälten är tavlan för belysningsbatterierna uppställd. På denna äro de för batteriernas skötsel och övervakande behövliga instrumenten och apparaterna monterade. Här finnas alltså ampèremetrar, som utvisa storleken av den ström, som passerar genom batterierna, voltmetrar för spänningen mellan laddningsskenorna, tryckknappar för cellkopplarnas fjärrmanövrering samt cellställningsvisare, vilka angiva läget av cellkopplarnas kontaktborstar. Alldenstund spänningsregleringen för nätet i första hand utföres med tillhjälp av cellkopplarna, äro strax ovan deras tryckknappar de s. k. nätvoltmetrarna, efter vilka regleringen sker, placerade. Matarkablarna äro försedda med från kabelkärnan isolerade prov- eller spänningstrådar, vilka äro anslutna till kopplingsgallren i tryckpunkternas kabellådor. Dessa trådar äro uppdragna till batteritavlan, och till dem äro nätvoltmetrarna så anslutna, att man efter behag kan avläsa antingen spänningen i varje enskild tryckpunkt eller medelspänningen för alla tryckpunkterna eller för grupper av sådana.


410ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

Den s. k. summatavlan, vilken såsom en avslutning av instrumenttavlan åt denna sida är placerad i följd med batteritavlan, uppbär ampèremetrar för den totala nätströmmen samt voltmetrar för nät- och laddningsskenorna, felsignaleringsanordning för kabelnätet samt instrument och apparater för utjämningsmaskinen. Då denna maskins uppgift och verkningssätt ej direkt framgår genom ett studium av kopplingsschemat enbart, bör en kortare beskrivning vara på sin plats. Det är självfallet omöjligt att så avväga anslutningen, att man ständigt har exakt samma belastning å nätets båda sidor. Är belastningsolikheten liten och kortvarig, spelar den naturligtvis ingen nämnvärd roll. Antager emellertid »snedbelastningen» större dimensioner eller pågår den en längre tid, föranleder den, om inga motåtgärder vidtagas, en på driften menligt inverkande olikhet i de båda batterihalvornas laddningstillstånd. Generatorerna äro ju anslutna till nätets ytterpoler, vadan den från dem till nätet levererade strömmen med nödvändighet har samma värde å plus- som minussidan av nätet. Snedbelastningen drabbar alltså ackumulatorbatterierna. Utjämningsmaskinen erbjuder emellertid en möjlighet att för batteriet utjämna denna olikhet mellan belastningen å dess båda hälfter. Denna maskin består i själva verket, såsom kopplingsschemat fig. 435 visar, av tvenne med gemensam axel anordnade, varandra fullt lika shuntmaskiner, inkopplade mellan nollpunkten och var sin av nätets båda ytterpoler. Då dessa maskiner äro lika starkt magnetiserade gå båda såsom motorer, men försvagas fältet på den ena och förstärkes på den andra maskinen, kommer den förstnämnda att gå såsom motor, drivande den andra såsom generator. Skall nu utjämning äga rum under en urladdningsperiod, låtar man alltså den av


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.STOCKHOLMS ELEKTRICITETSVERK.411
aggregatets maskiner, som är kopplad på den minst belastade nätsidan, gå såsom motor med den andra såsom generator. Bortser man från förlusterna inom aggregatet, kommer alltså den energi, som av motorn tages från den minst belastade nätsidan, att av generatorn avlämnas å den mest belastade sidan. Batteribelastningen minskas alltså här, under det att belastningen på den andra batterihalvan erhåller en motsvarande ökning. Då aggregatets fältreostater regleras så, att ampèremetrarna i de båda batterihalvorna visa samma strömstyrka, har snedbelastningen helt övertagits av utjämningsmaskinen. På liknande sätt har man även under laddning möjlighet att inom så vida gränser som utjämningsaggregatets kapacitet tillåter åstadkomma en differens mellan laddningsströmmarna i de båda batterihälfterna, då detta på grund av föregående olikhet i deras urladdning är behövligt.

De i källarvåningen förlagda samlingsskenorna framdragas åt båda håll till vid byggnadens båda ändar befintliga fördelningskällare, såsom av fig. 432 framgår. De avslutas här med s. k. fördelningsbord, å vilka de utgående matarkablarna anslutas till samlingsskenorna. Fig. 440 visar utseendet av ett dylikt fördelningsbord. Å dessa äro en del apparater införda i de utgående ledningarna, nämligen avskiljare, motstånd för reglering av strömstyrkan och spänningsfallet hos matarekablarna i ändamål att förhindra överbelastning av kablarna och åstadkomma en jämnare spänning å fördelningsnätet, smältsäkerhetsapparater samt ampèremetershuntar, till vilka medelst en omkastareanordning en ampèremeter kan inkopplas för kontrollering av strömstyrkan i matarekablarna. Från fördelningsborden utgå kablarna genom hål i grundmuren till sina respektive tryckpunkter i fördelningsnätet.

Även för spårvägsanläggningen förefinnes ett ackumulatorbatteri, såsom av schemat fig. 437 framgår. Detta batteri, vars cellantal är 276, har en kapacitet av c:a 1 500 ampèretimmar och är uppställt i översta batterivåningen. Det är ett s. k. buffertbatteri, d. v. s. har till uppgift att mildra de av den ojämna spårvägsbelastningen förorsakade strömstötarna i generatorerna. Dessa äro för att öka buffertverkan försedda med negativ kompoundlindning, varigenom deras spänningsfall vid belastning ökas, så att batteriet,


412ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

vars spänning är mindre känslig, tvingas att till stor del övertaga belastningsvariationerna. Någon cellkopplare förefinnes ej här, utan batteriet är normalt inkopplat direkt mellan samlingsskenorna. Det blir följaktligen, allteftersom belastningen stiger och sjunker, omväxlande utsatt för urladdning och laddning, varigenom generatorerna erhålla en jämnare belastning. Stundom måste dock en kraftigare uppladdning företagas. På grund av det stora cellantalet är under dennas senare del maskinspänningen ej tillräcklig att framdriva laddningsströmmen genom batteriet. Den för ändamålet behövliga tillsatsspänningen erhåller man då från den s. k. tillsatsmaskinen. Denna är en motorgenerator, vars motor inkopplas till samlingsskenorna, och vars generator är en shuntmaskin med reglerbar spänning. Vid laddning med hjälp av tillsatsmaskinen urkopplas strömbrytaren å batteriets negativa pol, varvid, såsom av kopplingsschemat torde framgå, tillsatsgeneratorns spänning införes i serie med samlingsskenespänningen på batteriet. Efter hand som laddningen fortskrider och batterispänningen stiger, ökas tillsatsgeneratorns spänning, så att behövlig laddningsström upprätthålles.


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.TROLLHÄTTANS VATTENKRAFTVERK.413
Samlingsskenornas och batteriets volt- och ampèremetrar samt tillsatsmaskinens instrument och apparater äro monterade på en tavla, som bildar avslutningen åt ena sidan av stationens instrumenttavla. Avgreningen till de utgående kablarna sker å fördelningsbord, delvis lika de förut beskrivna. Kablarna från den positiva samlingsskenan äro förbundna till spårvägens kontaktledning och de från den negativa skenan till rälsen. De positiva avgreningsledningarna äro före anslutningen till kablarna uppdragna till de förut omtalade, i maskinsalens båda ändar placerade fördelningstavlorna, av vilka fig. 441 visar en bild. Å dessa äro de automatiska strömbrytarna monterade samt ampèremetrar, vilka visa strömstyrkan i plus- och minuskablarna. Vid inträffande automatisk urkoppling av en brytare inkopplas dess utgående ledning medelst en kontaktpropp till en felundersökningsanläggning, vars ohmmeter angiver motståndet mellan den till ifrågavarande ledning hörande sektionen av kontakttråden och jord. Är detta tillräckligt, för att inkoppling av kabeln utan risk kan ske, företages sådan, eljest väntas därmed, tills ohmmetern utvisar, att urkopplingens orsak blivit undanröjd.

År 1926 påbörjades i Tulestationen en genomgripande ombyggnad bestående däruti, att de gamla maskinerna borttagas och ersättas med 2 000 kW synkrona motorgeneratorer. Av de andra understationerna äro 5 st. av ungefär samma storleksordning som Tulestationen och belägna inom staden, under det att de övriga, av vilka en är placerad å Kungl. Djurgården och de tre andra i förortssamhällen, äro av mindre typ.

TROLLHÄTTANS VATTENKRAFTVERK.

Detta den svenska statens första kraftverk utnyttjar vattenkraften i Trollhättefallen, vilka bildas av Göta älv, ungefär en mil nedanför dess avlopp ur Vänern. Den totala nivåskillnaden mellan Vänerns yta och Kattegatt är 44 meter, varav huvudparten kommer på Trollhättefallen, vilkas sammanlagda fallhöjd av c:a 32 meter tillgodogöres i kraftstationen. Vattenmängden i älven varierar mellan 320 och 900 kbm per sekund.

Fig. 442 är en kartskiss av Trollhättefallen och deras närmaste omgivning. Kraftstationen är placerad vid en vik av älven, den s. k. Olidehålan, nedanför Helvetesfallet, det nedersta av Trollhättefallen. Här reser sig berget till en ansenlig höjd över vattenytan, och kraftstationen är anlagd på en i berget utförd platå. Ett stycke ovanför det översta fallet är tvärsöver älven en spärrdamm uppförd, där medelst elektriskt manövrerade luckor och valsar den förbi kraftstationen rinnande vattenmängden regleras. C:a 100 meter längre upp i älven är intaget till kraftstationen anordnat, såsom av fig. 442 framgår. Intaget består av 6 st. 12 m. breda öppningar, skilda åt av kraftiga granitpelare. Framför detsamma är en flytande isavledare av trä förankrad. Från intaget ledes drivvattnet genom en 1 300 m. lång kanal till en i berget ovanför kraftstationen utsprängd fördelningsbassäng. Kraftkanalen, vars ursprungliga utförande framgår av kartskissen, delar sig numera ett stycke nedanför intaget i tvenne kanaler, varvid man för den senast anlagda grenen till stor del använt sig av den gamla trafikkanalen. Sträckningen av denna nyare kanal, som utförts i samband med en utvidgning av kraftstationen, är antydd å fig. 442.

Fig. 443 är en sektion och fig. 444 en plan av kraftverkets första utbyggnad, som togs i bruk år 1910 och avsåg att inrymma 8 st. turbingeneratoraggregat om vardera 9 000 kW. Sedermera ha såsom nämnts utvidgningar företagits, så att kraftverket numera innehåller 13 st. maskinenheter av sagda kapacitet.


414ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.TROLLHÄTTANS VATTENKRAFTVERK.415

416ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
Fördelningsbassängen avslutas med den tvärs för densamma anordnade tubintagsbyggnaden, vars exteriör är framställd å fig. 445. Från denna ledes drivvattnet till varje turbin genom en i berget nedsprängd, plåtklädd tub. Öppen turbinuppställning, i likhet med vad som kommit till användning vid Untraverket, kunde självfallet ej komma i fråga vid här rådande fallhöjd. Varje tub utgår i tubintagsbyggnaden från sin särskilda kammare, försedd med avstängningslucka och isgrind. Luckorna kunna stängas såväl för hand som med elektriska motorer, vilka manövreras med tryckknappar från manöverrummet. Tubintagsbyggnaden uppvärmes vintertid medelst luft, som ditledes från maskinsalen, och för att i möjligaste mån förhindra isgrindarnas igensättning av is äro dessa anordnade med elektrisk uppvärmning på så sätt, att elektrisk ström av lämplig spänning vid behov kan sändas genom deras gallerjärn. Fördelningsbassängen är på sidorna försedd med överfallsöppningar, avsedda att avleda vattnet och skydda kraftstationen mot översvämning,

BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.TROLLHÄTTANS VATTENKRAFTVERK.417
i händelse flera turbinregulatorer av någon anledning skulle samtidigt stänga tilloppet till turbinerna.

Kraftstationens ursprungligen planerade åtta stora maskinenheter voro fördelade på tvenne grupper, skilda åt av en mindre maskinanläggning, omfattande trenne turbindrivna likströmsgeneratorer om vardera 350 kW, vilka huvudsakligen voro avsedda att lämna magnetiseringsström till de stora generatorerna. Vattentillförseln till dessa mindre turbiner sker på samma sätt som för de stora turbinerna, d. v. s. medelst tuber, som dock äro förlagda i en gemensam tunnel. Diametern är 4.25 m. för de stora Och 1.2 m. för de små tuberna. Vardera har en längd av c:a 60 m. Fig. 446 är en nedströmsvy av den ursprungliga kraftstationen samt den ovanför liggande tubintagsbyggnaden.

Turbinerna äro s. k. tvillingturbiner med horisontala axlar. Varje turbin utvecklar vid en fallhöjd av 30.4 m. och en omloppshastighet av 187.5 varv per minut 10 000 hkr. normalt och 12 500 hkr. maximalt. Vid maximibelastning genomsläpper turbinen en vattenmängd av c:a 38 kbm pr sekund. För senare uppsatta turbiner, vilka hava betydligt högre verkningsgrad, är motsvarande vattenförbrukning endast c:a 35 kbm. Turbinerna äro såsom sektionsritningen fig. 447 visar inbyggda i cylindriska skåp av stålplåt, som direkt ansluta sig till tuberna och med sina längdaxlar sammanfalla med dessas, så att vattnet utan riktningsförändring ledes från tuberna till ledskenorna. Inuti turbinskåpet är sugskåpet uppställt, vilande på en kraftig, i betongbädden fastgjuten fundamentring. På sugskåpets båda ändar äro ledskenesystemen anordnade runt om de båda löphjulen. Ledskenorna äro rörligt fästade på tappar och kopplade till en å sugskåpsgaveln lagrad reglerring. De båda reglerringarna påverkas från en utmed turbinskåpens sida löpande regleraxel. Denna axel åter är medelst länkstänger förbunden med den bredvid turbinen uppställda regulatorns oljetryckdrivna servomotor, som genom inverkan av regulatorn åstadkommer den mot belastningen svarande inställningen av ledskenorna. Turbinaxeln är lagrad i trenne lager.

27-220535. Uppfinningarnas bok. III.


418ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
Av dessa är det ena placerat utanför, de båda andra inuti turbinskåpet, tillgängliga genom uti detta anordnade, vertikala nedstigningsschakt. För turbinskåpets tömning vid förekommande invändig inspektion finnes i detsammas botten en medelst ventil avstängbar avtappningskanal. Tillträde till turbinens inre ernås genom manhålsluckor. Turbinskåpens största invändiga diameter är 5.5 meter. Löphjulen hava en ytterdiameter av 1.8 m., och axeldiametern mellan löphjulen är 320 mm.

De stora till turbinerna direktkopplade trefasgeneratorerna, vilkas utseende framgår av fig. 448, äro vardera i stånd att avgiva en elektrisk effekt av 9 000 kW vid cos phi = 0.8.

Huvudspänningen är 10 000 till 11 000 volt och periodtalet 25 pr sek. (Under allra senaste åren ha en del av generatorerna ombyggts för 50 per. på grund av ökningen i konsumtionen med detta periodtal och i samband med tillkomsten av ett nytt kraftverk vid Lilla Edet.) De sist uppsatta maskinaggregaten, n:r 12 och 13, äro försedda med generatorer för såväl 25- som 50-perioder. Generatorerna äro fullständigt kapslade. Härigenom har ernåtts en effektiv kylning utan åstadkommande av besvärande drag i maskinsalen. Medelst å rotorn anbringade fläktvingar suges kylluft från en under golvet framdragen friskluftkanal och pressas genom statorn. Den sålunda genom förlustenergien uppvärmda luften föres vidare till en ävenledes under golvet anordnad kanal, från vilken den vintertid för uppvärmningsändamål ledes till olika lokaler, såsom ställverkshuset, tubintagsbyggnaden o. s. v. För att vid stark kyla åstadkomma för nämnda ändamål tillräckligt hög temperatur hos den avgående luften är medelst spjäll så anordnat, att kylluften då kan tagas från maskinsalen eller från såväl denna som friskluftskanalen


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.TROLLHÄTTANS VATTENKRAFTVERK.419
i lämplig blandning. Under den varma årstiden medför inkapslingen den fördelen, att en behagligare temperatur blir rådande i maskinsalen än vad skulle bliva fallet med öppna generatorer, som ju utsläppa den uppvärmda luften i maskinsalen. Inkapslingen bidrager vidare kraftigt till att dämpa det av generatorerna förorsakade bullret.

För generatorernas magnetisering finnes, såsom nämnts, en särskild likströmsanläggning. Den innehåller trenne turbindrivna 350 kW likströmsgeneratorer samt ett i byggnaden utmed maskinhallen uppställt ackumulatorbatteri med cellkopplare. Batteriet kan under en tid av 3 timmar lämna samma effekt som en generator. Den normala spänningen mellan likströmsanläggningens nätskenor är 220 volt. Ställverket och kontrolltavlan för denna anläggning äro anordnade å en i maskinsalens mittparti över småturbinerna utskjutande balkong.

I fråga om de stora generatorernas magnetisering har ett ganska unikt system blivit tillämpat. I magnetiseringsledningarna, som förbinda släpringarna å varje trefasgenerators rotor med likströmsanläggningens båda samlingsskenor, är i stället för den vid kraftstationer med dylik, central magnetiseringsanläggning vanligtvis använda regleringsreostaten en på generatorns axelända direktkopplad s. k. tillsatsmaskin införd (se fig. 448). Spänningen av denna likströmsgenerator, vars induktor alltså är införd i serie med likströmsanläggningens spänning på generatorns magnetlindning, kan regleras från -220 till +110 volt. Vid det förstnämnda gränsvärdet, då tillsatsmaskinens spänning är lika stor som och motverkande nätspänningen, blir den resulterande spänningen på generatorns magnetlindning noll, vadan ingen ström då genomgår densamma; vid det sistnämnda gränsvärdet åter, då de båda spänningarna addera sig till varandra, blir resultantspänningen 330 volt, varvid högsta möjliga magnetiseringsström


420ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

ernås. Vid de vanligtvis förekommande belastningarna är magnetiseringsströmmen emellertid ej större, än att spänningen mellan generatorns släpringar håller sig mellan 120 och 180 volt, alltså lägre än magnetiseringsanläggningens spänning. Tillsatsmaskinen arbetar därför normalt såsom motor med en spänning av 100 till 40 volt motarbetande samlingsskenespänningen. Härigenom ernås vid normal drift den fördelen, att av belastningsvariationer förorsakade hastighetsförändringar mindre inverka på generatorspänningen än vid vanlig separat magnetisering. Inträffar en hastighetsminskning, skulle ju detta vid vanlig separat magnetisering medföra en proportionsvis lika stor sänkning av generatorspänningen. Här åter minskas ju samtidigt tillsatsmaskinens motspänning, vilket medför en ökning av magnetiseringsströmmen, som delvis kompenserar hastighetsminskningens spänningssänkande inverkan. Likartat blir förhållandet vid en hastighetsökning, då tillsatsmaskinens motspänning stiger och föranleder en minskning av magnetiseringsströmmen. Regleringen av generatorspänningen utföres alltså med en i tillsatsmaskinens magnetiseringsströmkrets införd regleringsreostat.

Generatorerna äro uppställda i 2.1 m. djupa maskingropar. Deras ytterdiameter är 6.5 m. En generator väger totalt c:a 200 ton. Dess tyngsta del är rotorn med magnetpolerna, som har en vikt av 67 ton. För att inom maskinsalen transportera maskindelarna finnes en traverskran med 60 tons lyftkraft.


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.TROLLHÄTTANS VATTENKRAFTVERK.421
Ställverks- och transformatorhuset har på grund av bristande utrymme i kraftstationens omedelbara närhet placerats på höjden ovanför kraftstationen, ett stycke bortom tubintagsbyggnaden. Fig. 449 är en exteriör och fig. 450 en sektion av detsamma.

Transformatorerna äro inrymda i den längs ställverkshuset, mellan dess flyglar förlagda, lägre byggnaden. De äro här placerade i eldsäkra kammare eller celler, som dränerats med grova rör för avledning av vid eventuell explosion utflytande olja. Fig. 451 är en interiör från en av dessa celler, som vardera innehåller 3 st. enfastransformatorer, sammanförda i stjärnkoppling å högspännings- och triangelkoppling å lågspänningssidan till en trefasgrupp med en effekt motsvarande den av en generator. Varje enfastransformator är nämligen utförd för en effekt av normalt 3 000 kW, maximalt 3 670 kW. Omsättningsförhållandet i tomgång är 10 000 till 30 000 volt. Den sekundära huvudspänningen vid 10 000 volts primärspänning är alltså 52 000 volt. Transformatorerna äro vattenkylda oljetransformatorer. Kylvattnet genomflyter i oljebehållarna inbyggda kopparrörsspiraler. Det pumpas av en pumpanläggning i ställverkshusets källarvåning från kraftkanalen upp till i 2:a våningen uppställda cisterner, från vilka det med självtryck nedrinner genom transformatorernas kylspiraler. Från dessa uttömmes det uppvärmda kylvattnet med fri stråle till avloppstrattar, som avbörda det till en i källarvåningen anordnad badbassäng eller direkt till huvudavloppsledningen. Avloppstrattarna äro försedda med en kontaktanordning, som med ledningar är förbunden till en i kontrollrummet uppsatt signalapparat, vilken signalerar vid avbrott i kylvattencirkulationen. Oljetemperaturen i transformatorerna kan avläsas i kontrollrummet å en därstädes monterad distanstermometer. Transformatorerna äro försedda med hjul och uppställda på spår, så att de med tillhjälp av en baxningsanordning lätt kunna förflyttas till eller från en tralla, som löper på ett järnvägsspår, framdraget utanför cellerna och ledande till den i


422ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
ställverkshusets flygelbyggnad inrymda, med travers utrustade montagehallen. För lagring och ombyte av transformator- eller strömbrytarolja finnes ett flertal cisterner, som medelst rörledningar och pumpar stå i förbindelse med varandra och transformatorerna resp. oljeströmbrytarna. Rening av oljan vid förefallande behov sker här liksom i allmänhet vid större kraftstationer medelst läskpapperfilter, en apparat, i vilken oljan med pump drives genom läskpapper, som därvid kvarhåller de mekaniska föroreningarna och ävenledes i oljan eventuellt förefintligt vatten, vilket uppsuges av papperet.

Fig. 452 visar ett förenklat kopplingsdiagram för kraftstationens trefasställverk. Detta består numera av tvenne från varandra fullt skilda system, nämligen ett mindre för 50-periodig energi från de båda för detta periodtal konstruerade generatorerna med deras transformatorgrupper och utgående ledningar, samt ett större, 25-perioders system för hela den övriga anläggningen. Det centrala och dominerande i detta trefasställverk är de båda 10 000 volts samlingsskenesystemen, till vilka samtliga 25-perioders generatorer, transformatorer och utgående ledningar eller grupper av dylika kunna anslutas. Som av kopplingsschemat framgår är varje generator sammanförd med en utgående huvudledning till en enhet, som antingen kan drivas fullkomligt skild från den övriga anläggningen eller ock medelst valströmbrytare anslutas till vilketdera som helst av de båda samlingsskenesystemen. I endast 4 st. av dessa ledningar äro transformatorgrupper införda. Huvudparten av den genererande energien avsättes nämligen med 10 000 volts spänning. Medelst i ledningarna, mellan de båda valströmbrytarnas anslutningspunkter, införda avskiljare kan generatorn skiljas från den utgående ledningen (se fig. 452). Därigenom förefinnes möjlighet att köra generatorn och den till densamma normalt hörande utgående ledningen oberoende av varandra på var sitt samlingsskenesystem.


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.TROLLHÄTTANS VATTENKRAFTVERK.423
I samlingsskenorna äro oljeströmbrytare, s. k. sektionsbrytare, införda, med vilkas tillhjälp driften kan uppdelas på flera sektioner, enär det med hänsyn till driftsäkerheten ej anses tillrådligt att sammanföra stationens hela maskinkapacitet till ett system. På de fyra transformatorgruppernas 50 000 volts sida förefinnes ett samlingsskenesystem, vadan parallelldrift om så önskas här kan äga rum.

Varje generator är försedd med en automatisk oljeströmbrytare, den s. k. huvud- eller generatorbrytaren, med vilken generatorns till- eller frånkoppling verkställes. Dessa brytare, vilka liksom anläggningens övriga brytare normalt manövreras på elektrisk väg från kontrollrummet, äro ej uppställda i det egentliga ställverkshuset utan i den bakom maskinsalen liggande byggnaden, så att de befinna sig inom nära räckhåll för maskinpersonalen, vilket vid vissa tillfällen kan vara av betydelse. Sammanbindningsledningarna mellan generatorerna och huvudbrytarna äro i form av på isolatorer förlagda, blanka, d.  v. s. oisolerade ledningar framdragna i de förut omtalade ventilationskanalerna under generatorerna.

Överföringen av generatorströmmen från huvudbrytarna till ställverkshuset sker med järnarmerade och blymantlade trefaskablar av 95 kvmm. sektionsarea per fas, 4 st. för varje generator, förlagda i en tunnel, vilken utmynnar i ställverkshusets källarvåning. Denna tunnel tjänar även för uppledning av varmluften från generatorerna till tubintags- och ställverksbyggnaden. Kablarna avslutas med muffar i ställverkshusets källarmittelgång. Härifrån utgöras ställverkshusets alla ledningar av blanka skenor eller rör på isolatorer för 10 000 resp. 50 000 volts anläggningen. Ställverket är utfört enligt det s. k. cellsystemet, så att faserna av de olika ledningarna och apparaterna äro skilda åt genom eldsäkra mellanväggar. Till generatorledningarna äro i källar- och bottenvåningens mittelgång spännings- och strömtransformatorer anslutna, avsedda för synkronisering och instrument. De förut omtalade valströmbrytarna för inkoppling till 10 000 volts samlingsskenorna äro monterade i bottenvåningens sidogång mot transformatorcellerna (västra sidogången). De båda samlingsskenesystemen äro anordnade på en i mittelgången uppställd, längsgående järnställning. I rad med valströmbrytarna äro även huvudströmbrytarna för transformatorgruppernas primärsida placerade. Hur 10 000 volts anslutningarna framdragas från dessa brytare till transformatorerna framgår av fig. 450. De utgående 10 000 volts ledningarnas automatiska oljeströmbrytare äro uppställda i bottenvåningens östra sidogång. Från dem föras ledningarna utefter taket och upp till överliggande våning, genom vars yttervägg utledningen till luftledningarna äger rum. Skyddsapparaterna mot överspänningar äro placerade dels i denna våning, dels i bottenvåningen, såsom av fig. 450 framgår. De utgöras av i ledningarna införda dämpspolar samt framför dessa, åt luftledningssidan till, anslutna hornåskledare med motstånd samt vattenstrålapparater.

Vi hava nu följt 10 000 volts kopplingarna fram till transformatorerna och anslutningarna till luftlinjerna. 50 000 volts ledningarna från transformatorgrupperna framföras utmed transformatorcellens tak till i väggen mot ställverkshuset insatta genomföringar, som förmedla deras överföring till 2:a våningens västra sidorum. Här innehålla ledningarna strömtransformatorer och dämpspolar, huvudbrytare för transformatorgruppernas sekundärsida samt brytare för anslutning till 50 000 volts samlingsskenorna. Nämnda huvudbrytare äro liksom primärsidans huvudbrytare automatiska. De till en transformatorgrupp hörande båda huvudbrytarna påverkas av ett gemensamt, differentialkopplat relä, som alltså vid fel inom transformatorgruppen åstadkommer dess urkoppling å såväl primär- som sekundärsidan. Samlingsskenorna för 50 000 volts


424ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
energien äro framdragna längs översta ställverksvåningens västra vägg. De automatiska oljeströmbrytarna i de utgående 50 000 volts ledningarna äro, såsom av fig. 450 synes, monterade i 2:a våningens mittelrum. Från dessa brytare föras ledningarna genom strömtransformatorer och golvgenomföringar upp till översta våningen, där dämpspolar för överspänningsskydd äro införda i dem, varefter de i taket framdragas till väggenomföringarna, från vilka anslutningen till luftlinjerna utföres. Här i översta våningen äro även övriga överspänningsskydd för 50 000 volts anläggningen anordnade. Dessa utgöras av horn- och rullåskledare med förkopplingsmotstånd samt vattenstrålapparater. Dessutom ha vid denna anläggning även elektrolytiska åskledare kommit till användning.

Kontrollrummet har för ernående av korta manöverledningar och lättaste tillgänglighet från detsamma till ställverkets olika delar placerats mitt i ställverksbyggnaden. Fig. 453 visar en interiör från detsamma. Instrument och apparater äro monterade på kontrolltavlor av pulpettyp med vertikalt överstycke. Den stora tavlan i fonden omfattar ett fält för var och en av generatorerna, vilka voro åtta till antalet vid den tid, till vilken bilden hänför sig, samt ett mittelfält för synkroniseringsinstrument och manövrering av samlingsskenornas sektionsströmbrytare. Under varje generatorfälts pulpet är fältreostaten för tillsatsmaskinen placerad; dess handratt, med vilken generatorspänningen regleras, befinner sig på pulpetens vertikala del. Här äro även de tryckknappar monterade, med vilka stängning av de stora turbinluckorna i tubintagsbyggnaden kan åstadkommas från kontrollrummet. På pulpetbordet befinna sig bl. a. manöverströmbrytarna för generatorns oljeströmbrytare. tryckknapparna till turbinregulatormotorn för hastighetens och belastningsfördelningens reglering samt synkroniseringsproppkontakter. Här är vidare ett principkopplingsschema för hela anläggningen framställt, i vilket oljeströmbrytarna markeras av deras på bordet


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.TROLLHÄTTANS VATTENKRAFTVERK.425

monterade manöverströmbrytare. Samlingsskenor och övriga ledningar i detsamma framställas genom vid marmorbordet fästade, smala metallskenor. Avskiljarna i schemat äro ställbara och omläggas för hand i enlighet med företagen manöver i själva ställverket. Tack vare detta schema kan alltså kontrollrumspersonalen ständigt skaffa sig en klar överblick av stationskopplingen. På tavlans vertikala överstycke äro generatorinstrumenten placerade. Kontrollrummet innehåller ytterligare tvenne tavlor av samma typ som generatortavlan, blott delvis synliga å fotografiet. De äro avsedda för transformatorerna och de utgående ledningarna. I detta rum är vidare ett s. k. signalbord uppställt, på vilket diverse signalapparater från anläggningens olika delar äro monterade. Härifrån erhålles sålunda signal vid uppträdande jordslutningar, vid avbrott i transformatorernas kylvattencirkulation, vid för lågt vattenstånd i kylvattencisternerna etc. All elektrisk manövrering sker med ström från kraftstationens likströmsanläggning. Igångsättning och avställning av de stora turbinerna utföres av personalen i maskinsalen på order från kontrollrummet. Ordergivningen sker medelst elektriska maskintelegrafer, s. k. kommandoapparater. För varje maskinaggregat finnes en dylik apparat i kontrollrummet och en i maskinsalen. Apparaterna äro i kontrollrummet uppställda i rad framför generatortavlan, i maskinsalen invid resp. generatorer. Vid varje kommando signalerar apparaten i kontrollrummet genom en ringklocka, i maskinsalen genom en motorsirén, kombinerad med en nummervisare. Alarmsignalen ljuder till dess kommandot kvitterats av mottagaren.

Den i kraftstationen alstrade 10 000 volts energien förbrukas inom Trollhättan och dess omnejd, huvudsakligen av elektrokemiska och elektrometallurgiska industrier. 50 000 volts spänningen användes för överföring till längre bort belägna förbrukningsorter. Denna överföring sker med de s. k. primärlinjerna, utefter vilka s. k. sekundärstationer


426ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
äro placerade för energiens nedtransformering och distribuering. Då dessa sekundärstationer i allmänhet hava stora områden att mata, kan energien ej fördelas från dem direkt med förbrukningsspänningen, utan en mellanspänning, varierande från 3 000 till 10 000 volt, har härför måst tillgripas. Med denna spänning fördelas alltså energien till inom sekundärstationens område utplacerade tertiärstationer, i vilka den slutliga nedtransformeringen till förbrukningsspänningen äger rum. Bland primärlinjerna är först och främst att märka den såsom dubbellinje utförda Göteborgslinjen, genom vilken denna stad förses med elektrisk energi från Trollhättan. Förutom sekundärstationen vid linjens ändpunkt i Göteborg finnas å densamma dylika stationer vid Nol och Lilla Edet. Från sistnämnda station utgår en avgreningsledning till Alingsås. En annan primärlinje är Skaralinjen, med sekundärstationer vid Håkantorp, Skara, Skövde, Falköping och Lidköping. En tredje primärlinje förser staden Uddevalla med elektrisk energi. För att giva en uppfattning angående den yttre anordningen av en tertiärstation, visas å fig. 454 en sådan, placerad inom Grästorps samhälle. Man ser å bilden såväl de inkommande 10 000 volts sekundärledningarna som de utgående lågspänningsledningarna.

PORJUS' VATTENKRAFTVERK.

Detta kraftverk, som ävenledes tillhör svenska staten, tilldrager sig, ett särskilt intresse på grund av dess säregna byggnadssätt och det nordliga läget, c:a 4 mil norr om polcirkeln. Kraftverket är beläget i Lappmarken, ungefär 8.5 km. från Lule älvs utlopp ur Stora Lule träsk. Älven bildar här mellan de båda lugnvattnen Stora och Lilla Porjusselet en rad forsar, vilkas sammanlagda fallhöjd belöper sig till c:a 50 meter. Strax ovanför den övre av Porjusforsarna har man, såsom av fig. 455 framgår, tvärs över älven förlagt en spärrdamm, med vars tillhjälp vattenytan i Stora Porjusselet kan höjas med c:a 8.5 meter, så att den totala fallhöjden, som utnyttjas i kraftstationen, utgör 58.5 meter. Genom denna fördämning bildas av Stora Porjusselet ett avsevärt vattenmagasin av stor ekonomisk betydelse, enär därigenom ett fullständigt utnyttjande av vattenkraften under lågvattenperioder möjliggöres, och detta utan erhållande av nämnvärt stora variationer i den totala fallhöjden.

Själva kraftstationen är anordnad inuti berget mellan Stora och Lilla Porjusselet, på ett djup av c:a 50 meter under bergets yta, där genom utsprängningar det för maskinutrustningen behövliga utrymmet åstadkommits. Av ritningarna fig. 456 och 457 erhåller man ett begrepp om detta arbetes omfång. Vattnet ledes till och från kraftverket genom i berget sprängda tunnlar av 50 kvm sektionsarea, vilkas sträckning framgår av fig. 455. Tilloppstunneln, som vid det strax ovanför spärrdammen anordnade intaget är försedd med bjälksätt, avstängningslucka och vrakgrind, har en längd av 525 meter; avloppstunnelns längd är 1 274 meter. Vid full utbyggnad av kraftstationen tillkommer ytterligare en tunnel av vardera slaget.

Tilloppstunneln utmynnar ovanför kraftstationen i en där utsprängd s. k. utjämnings- och fördelningsbassäng, som har till uppgift att mildra de vid plötsliga belastningsförändringar uppstående vattenstötarna samt fördela drivvattnet till de olika turbinerna, En avsevärd del av den i Porjusverket alstrade energien användes för drift av de tunga elektriska malmtågen å Riksgränsbanan, vadan belastningen kan vara starkt varierande. Tack vare bassängens stora vattenrymd hållas de vid plötsliga förändringar i turbinernas vattenförbrukning uppträdande svallvågorna, »vattenslagen», i bassängen och tilloppstunneln


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.PORJUS' VATTENKRAFTVERK.427
inom tillåtliga gränser. Fördelningsbassängen är försedd med bräddavlopp, över vilket vid plötslig avstängning av turbinerna det från tunneln tillrinnande vattnet genom ett vertikalt tunnelschakt avbördas till avloppstunneln. Till skydd mot kyla och snö är hela fördelningsbassängen överbyggd med tak. Den begränsas åt ena sidan av den parallellt med kraftstationen förlagda tubintagsbyggnaden. Varje tilloppstunnel med sin fördelningsbassäng är avsedd att framföra resp. fördela vattnet till 5 st. stora turbiner, drivande växelströmsgeneratorer, samt en mindre turbin, kopplad till en likströmsgenerator. Kraftstationen är nämligen planerad för att fullt utbyggd omfatta 10 st. växelströms- och 2 st. likströmsaggregat. Vardera tubintagsbyggnaden innehåller därför fem större och en mindre intagskammare, från vilkas botten de i berget utsprängda trycktuberna till turbinerna utgå. Varje kammare är försedd med avstängningslucka och isgrind. Tubintagsbyggnaden är liksom fördelningsbassängen täckt med tak samt är utrustad med en traverskran för turbinernas montering och demontering. Trycktuberna äro klädda med plåt. Innerdiametern är 3.5 m för de stora och 0.83 m för den lilla tuben. Utrymmet mellan plåttuberna och bergväggen är utfyllt med betong.

I Porjus' kraftverk alstras såväl enfasig som trefasig växelströmsenergi. För närvarande består den maskinella utrustningen av 2 st. maskinaggregat för enbart trefasenergi, vartdera om 10 000 kW, 3 st. maskinaggregat för enbart enfasenergi om vartdera 8 500 kW samt dessutom ett för båda anläggningarna gemensamt reservaggregat, försett med generator för såväl trefas- som enfasström. Omloppshastigheten är 250 varv pr min. för trefas- och 225 varv pr min. för enfasaggregaten. Turbinerna, vilka jämte sitt regleringsmaskineri äro uppställda i med maskinsalen sammanhängande kammare, såsom av fig. 457 framgår, äro anordnade med horisontal axel samt försedda med tvenne löphjul. De äro fullständigt inneslutna i cylindriska tryckskåp, som direkt anslutas till de vertikala trycktuberna. Vattnet avbördas från turbinerna till avloppstunneln genom böjda sugrör av plåt. För att förhindra uppkommandet av allt för kraftiga vattenslag vid plötsliga belastningsförändringar har man även på avloppssidan anordnat utjämningsbassänger. Dessa äro sprängda i berget och anslutna till avloppstunnelns början på sätt som av fig. 456 framgår. Inträffar t. ex. en plötslig ökning av belastningen och således även av vattenmängden, upptages till en början vattentillskottet av utjämningsbassängen, vars vattenyta stiger, till dess att vattenhastigheten i avloppstunneln hunnit


428ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
antaga ett mot den ökade vattenmängden svarande värde. Övergången till den större vattenhastigheten har alltså, i motsats till vad förhållandet skulle ha blivit utan användande av utjämningsbassäng, försiggått gradvis utan slag och stötar och därmed åtföljande påfrestningar.

Av fig. 457, som visar halva maskinsalen, framgår, huru varje turbin är ansluten till sin i maskinsalen uppställda generator. Enfasgeneratorerna alstra 15-periodig ström av 4 000 volts spänning. Trefasgeneratorernas periodtal är 25 och huvudspänning 10 000-11 000 volt. Varje generator är försedd med en direktkopplad mataremaskin. För


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.PORJUS' VATTENKRAFTVERK.429
nedtransport av de tunga maskindelarna har man från den på berget ovanför maskinsalen placerade transformator- och ställverksbyggnaden nedsprängt ett hisschakt av ansenliga dimensioner. Över hisschaktet är en traverskran anordnad, medelst vilken godset direkt avhämtas från å transformatorhusets spår inkommande järnvägsvagnar och nedfraktas till maskinsalen. Det omhändertages här för vidare transport till sin plats inom maskinsalen av en där befintlig elektrisk taktravers med en lyftkraft av 80 ton. För personalens transport till och från maskinsalen finnes en i förutnämnda hisschakt anordnad personhiss. Bredvid denna är en reservtrappa förlagd. Den elektriska förbindelsen mellan generatorerna och ställverket är utförd medelst kablar, förlagda uti ett å fig. 456 antytt kabelschakt, som med sin nedre mynning ansluter sig till en längsgående källargång i maskinhuset, uti vilken kablarnas fördelning till de olika generatorerna äger rum.

Det ligger ju i öppen dag, att vid en kraftstation av denna byggnadstyp ventilationsanordningarna bliva ganska omfattande. Generatorerna äro fullständigt kapslade och försedda med fläkthjul, som från den förut omnämnda källargången insuga kylluft, vilken nedpressas hit genom kabelschaktet av tvenne i den lilla byggnaden ovanför dess övre mynning uppställda kraftiga ventilatorer. Generatorernas egna fläktar äro nämligen avsedda endast för övervinnandet av luftmotstånden inom själva generatorerna. De stora ventilatorerna, vilka vardera kunna lämna en luftmängd av 125 kbm per sekund med ett tryck av 50 mm vattenpelare, återfinnas å fig. 458, som utgör en plan av ställverkshusets bottenvåning. Här ser man även de från kabelschaktet uppkommande maskinkablarna. Från generatorerna ledes den av förlustenergien uppvärmda luften sommartid i slutna kanaler till det mellan maskinsalsväggen vid turbinsidan och berget befintliga utrymmet samt härifrån till en ovanför maskinsalstaket anordnad större samlingskanal, varifrån den genom hisschaktet befordras vidare för att slutligen från ställverkshusets torn utblåsas i det fria. Vintertid åter ledes luften från generatorerna in i maskinsalen och från denna genom hisschaktet till ställverksbyggnaden, som därigenom uppvärmes. Luften tillföres de stora ventilatorerna sommartid enbart utifrån; under


430ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

den kalla årstiden åter suga de luft såväl utifrån som från ställverkshuset i reglerbar blandning, varigenom bl. a. kablarna skyddas från att utsättas för en på dem menligt inverkande kyla och uppvärmningen av maskinsalen och ställverkshuset underlättas.

Transformatorerna äro uppställda i kammare utmed den i ställverkshuset anordnade transportgången såsom av fig. 456 och 458 framgår. Den sistnämnda bilden hänför sig till stationens första utbyggnadsskede. Varje, trefasgenerator är genom automatiska oljeströmbrytare via ett dubbelt system av 10 000 volts samlingsskenor ansluten till en transformatorgrupp, bestående av trenne primärt triangelkopplade och sekundärt stjärnkopplade enfastransformatorer för upptransformering av trefasenergien till en huvudspänning av 70 000- 77 000 volt. Transformatorerna för enfasgeneratorerna upptransformera


BESKRIVNING AV NÅGRA ELEKTRICITETSVERK.PORJUS' VATTENKRAFTVERK.431
dessas 4 000 volts energi till en spänning av 80 000 volt. Samtliga transformatorer äro vattenkylda oljetransformatorer.

Ställverket är inrymt i de på sidan om och ovanför transformatorcellerna befintliga lokalerna av ställverkshuset, såsom synes av fig. 456, vilken visar en sektion genom trefasanläggningen. Här förefinnas dubbla system av samlingsskenor å såväl 10 000 volts som 70 000 volts sidan. De förstnämnda äro framdragna vid taket i den övre av de båda mellan transformatorcellerna och ytterväggen belägna ställverksvåningarna; de senare uppbäras på ömse sidor av en i översta våningen uppställd, längsgående järnställning. Överspänningsskydden bestå på 10 000 volts sidan av gnistgap med förkopplingsmotstånd, på 70 000 volts sidan av nollpunktsmotstånd, genom vilka transformatorernas neutralpunkter förbindas till jord, samt dämpspolar och hornåskledare med tillhörande förkopplingsmotstånd, utförda såsom metallmotstånd i olja. 70 000 volts hornåskledarna äro placerade i översta ställverksvåningen, deras förkopplingsmotstånd åter i mellanvåningen, såsom av fig. 456 framgår. Denna bild visar även huru de utgående ledningarna medelst genomföringar utledas vid väggen mot tubintagsbyggnaden för anslutning till överföringslinjerna. Ställverkshusets första utbyggnad, vars exteriör visas av fig. 459, avslutas med en omkring hisschaktet till maskinsalen förlagd och med det förutnämnda utblåsningstornet försedd byggnadsdel, som vid fullständig utbyggnad kommer att bilda ett mittparti. Här inrymmas kontrollrum för hela anläggningen, kontor, ackumulatorrum, förråd, verkstad etc.

Av den vid Porjus alstrade trefasenergien levereras en del med generatorspänningen 10 000 à 11 000 volt till elektrokemisk och elektrotermisk industri i Porjus; resten, d. v. s. den till 70 000 à 77 000 volt upptransformerade energien, överföres medelst en på gemensamma järnstolpar upphängd dubbellinje till malmfälten vid Gällivare och Kiruna.

Enfasenergien, som användes för drift av de elektriska malmtågen å banan Kiruna-Riksgränsen, överföres med 80 000 volts spänning från Porjus' kraftverk till de utmed banan förlagda understationerna i Kiruna, Torneträsk, Abisko och Vassijaure medelst tvenne å gemensamma stolpar anordnade kraftlinjer. I understationerna sker nedtransformering till kontakttrådspänningen, 16 000 volt. Från kontakttråden, som är uppspänd över spåren, överföres energien till lokomotiven genom deras strömavtagare. Fig. 460 är en vy från den nämnda bandelen. Av densamma framgår såväl huru de båda utefter banan framdragna 80 000 volts överföringsledningarna äro upphängda från de gemensamma fackverksstolparna som på vad sätt kontakttråden är medelst isolatorer uppburen från sina stolpar.


432ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
Porjus' kraftverk igångsattes i början av år 1915, sedan byggnadsarbetena fortgått från år 1910. Utförandet av denna anläggning långt uppe i den nordliga vildmarken med dess bistra klimat kan med skäl betecknas såsom ett jätteföretag. Området emellan platsen för den blivande kraftstationen och den 5 mil därifrån belägna järnvägsstationen Gällivare utgjordes av en så gott som fullständigt väglös ödemark. De egentliga byggnadsarbetena kunde därför ej påbörjas förr än en del förberedande arbeten blivit utförda, bland vilka det viktigaste var anläggandet av den för transport av materiel och arbetsfolk behövliga bandelen Gällivare-Porjus.

438ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.

Aa, som utmynnar i Vierwaldstättersjön. C:a 80 meter ovanför föreningspunkten har man tvärs över ån lagt en spärrdamm, varigenom dess vatten tvingas att genom en konstgjord kanal flyta till en genom utgrävningar och dammbyggnader åstadkommen samlings- och regleringsbassäng, som kan rymma 7 000 kbm vatten. Från denna bassäng, vars botten ligger c:a 310 m högre än den i dalgången nedanför anlagda kraftstationens golv, föres drivvattnet genom en med svag lutning i marken utsprängd och urgrävd tunnel av något mer än 2.5 km längd. Tunneln inmynnar i en vid krönet av sluttningen ned mot dalen anordnad utjämnings- och fördelningsreservoar, från vilken vattnet medelst trycktuber av plåt nedledes till kraftstationen såsom fig. 467 visar.

Den ovan nämnda regleringsbassängen, vars maximala vattendjup är 3.5 m, är


XIV.

DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS
HISTORIA.

Av civilingenjör A. J. Körner.

(Troligen Julius Körner, redaktör för ASEAs Egen Tidning 1909-juni 1913 och mångårig redaktör för avdelningen för Elektroteknik av Teknisk Tidskrift. /JE 2005)

Allmän översikt. Den elektriska industriens utveckling från en ringa och med avseende på utvecklingsmöjligheter mycket anspråkslös början till dess nuvarande dominerande ställning omspänner en tidrymd av c:a 90 år. Före år 1840 fanns praktiskt taget ingen elektrisk industri, om man undantager den obetydliga tillverkningen av ringledningsmateriel av mera laboratoriemässig natur. Först genom de grundläggande uppfinningarna inom telegrafien - GAUSS och WEBER 1833, MORSE 1835, STEINHEIL 1836, WHEATSTONE och COOKE 1837 - skapades en grundval för svagströmsindustrien, som under de följande årtiondena tog ett visst uppsving såväl i Europa som i Amerika. Intill omkring år 1880 kan denna fas av den elektriska industriens utveckling karakteriseras av en obruten uppåtstigande kurva. Vid denna tidpunkt inträffade det första bakslaget genom en omfattande krasch inom den elektriska industrien i England som följd av en osund överspekulation i elektriska företag. De höga dividenderna i en del kabelbolag hade lockat allmänheten till en överskattning av den elektriska industriens framtidsutsikter, som ledde till ett kritiklöst bolagsbildande inom branschen, en fullständig »elektromani», som de något försiktigare fransmännen vid denna tid ganska träffande karakteriserade den engelska utvecklingen.

Ungefär vid denna tidpunkt hälsades emellertid med beundran den uppfinning, som skulle komma att förläna den unga elektriska industrien nya utvecklingsmöjligheter - EDISONS glödlampa. I oktober 1879 lyckades den amerikanske uppfinnaren efter mer än årslångt intensivt arbete att framställa en praktiskt brukbar lampa med glödtråd av bambufiber och hade härigenom nått lösningen av ett problem, som sysselsatt ett flertal vetenskapsmän och ingenjörer ända från 1830-talet. I januari 1880 erhöll Edison sitt första patent å uppfinningen. Påföljande år demonstrerades den nya belysningen vid den internationella utställningen i Paris, och därmed kan dess erövring av den europeiska marknaden anses påbörjad.

Starkströmstekniken hade visserligen redan dessförinnan börjat sysselsätta den elektriska industrien. I slutet av 1860-talet byggde SIEMENS och GRAMME sina första försöksmaskiner för alstring av likström, och med hjälp av de förbättrade typer, som på 1870-talet sågo dagen, bereddes möjlighet att tillgodogöra sig den redan då kända båglampans utvecklingsmöjligheter. Men denna lamptyp var olämplig för den elektriska belysningens popularisering - det krävdes en lamptyp med mindre ljusstyrka, lättare installation


868DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.
och billigare pris. I dessa avseenden betecknade Edisons uppfinning ett utomordentligt framsteg.

Edison bildade för exploaterande av sina patent tvenne bolag; det ena, EDISON ELECTRIC LIGHT COMPANY, skulle med säte i New York bearbeta den amerikanska marknaden, medan det andra skulle från London sköta de europeiska affärerna. Detta senare bolag byggde den första elektriska centralstationen i Europa (High Holborn Viaduct). Emellertid blev det ett annat dotterbolag, COMPAGNIE CONTINENTALE EDISON i Paris, som genom sin förfoganderätt över de Edisonska patenten för Europa kom att spela en mera betydande roll.

De Edisonska företagen kommo att kraftigt bidraga till den elektriska industriens fortsatta utveckling under 1880-talet. De första elektricitetsverken av någon väsentligare omfattning datera sig från denna tid. Det äldsta på kontinenten synes hava varit verket i Milano, anlagt 1883 och avsett för 3 600 lampor. I Sverige anlades ganska tidigt ett verk i Härnösand (1885). Eljest distribuerades vid denna tid i rätt stor utsträckning kraft från s. k. blockstationer, avsedda för matning av mindre områden. Först genom sammanslagning eller slopande av dessa stationer banades väg för utveckling av modernare elektricitetsverk, som krävde vida större kapital och därmed helt andra finansieringsmetoder.

I samband med belysningsteknikens framsteg fick ackumulatorn ökad betydelse. Från de första experimentformerna enligt PLANTÉ och RITTER på 1850-talet dröjde det ett 30-tal år, innan apparater för kommersiellt bruk kommo i marknaden. Även här betecknar 1880-talet därför ett utvecklingsskede av rätt stor betydelse.

Slutligen kännetecknas 1880-talet även av ett genombrott för transformatortekniken. De första transformatorerna, konstruerade av GAULARD och GIBBS, visades vid utställningen i Turin 1884. Under de följande åren utfördes en del dylika för kommersiellt bruk. Först genom trefassystemets framförande i slutet av 1880-talet genom DOBROWOLSKY, TESLA och JONAS WENSTRÖM infördes emellertid växelströmstekniken på de banor, som lett till dess moderna, storslagna utveckling i industriens tjänst, vilken utveckling bildat grundvalen för de senaste decenniernas elektrotekniska maskinindustri.

Redan tidigare, i början av 1880-talet, hade emellertid ett annat tillämpningsområde för den elektriska maskintekniken börjat bearbetas, som i fortsättningen visade sig besitta betydande utvecklingsmöjligheter, nämligen den elektriska spårvägsdriften. Som i kap. VIII påpekats, gå de första försöken å detta område mycket långt tillbaka, ehuru den egentliga praktiska utvecklingen i Europa kan räknas först från omkring 1880, då SIEMENS & HALSKE i Berlin utförde sina första små lokomotiv och motorvagnar. Utvecklingen i Förenta staterna förlöper i stort sett parallellt med den europeiska. A båda kontinenterna hade man redan tidigt klart för sig den stora betydelsen för den unga elektriska industrien av elektricitetens användning för traktionsändamål, och stora summor offrades av de ledande firmorna å utvecklingen av härför lämpade motorer och apparater. Spårvägsteknikens experimentella utveckling kan anses avslutad omkring 1895, varefter följde en betydande expansion inom detta gebit, förbunden med bildandet av en del företag för befordrande av elektriska spårvägsanläggningar. Väsentligt senare blev elektrifieringen av järnvägar en fråga av större ekonomisk räckvidd för den elektriska industrien; egentligen först under det sista årtiondet har här skett ett genombrott, på sina håll åtföljt av en för industrien betydelsefull utveckling (t. ex. Italien, Schweiz).


DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.869
I motsats mot 1880-talet kännetecknas det därpå följande årtiondet knappast av, några mer genomgripande nya uppslag inom den elektrotekniska branschen. Järn- och blyarmerade jordkablar samt Bergmanns-rör började under denna tid att föras i marknaden. En starkt ökad användning av elektriciteten inom olika industrier kännetecknar detta skede.

Efter år 1900 följde i Europa en viss stagnation. Under det föregående decenniet hade bildats en mängd företag för anläggning och drift av elektricitetsverk, kraftanläggningar av alla slag och elektriska spårvägar. Härigenom påskyndades en överproduktion, som efter några år av stillestånd utlöstes i ett kraftigt bakslag, varvid flera betydande firmor, särskilt tyska, måste likvidera. Även i vårt land gjorde sig detta konjunkturomslag kännbart. Den period av återhämtning och nytt uppsving, som därefter följde, nådde sitt kulmen före världskriget - för vissa neutrala länder, bland dem Sverige, först under världskrigets senare skede.

Starkströmsteknikens utveckling under denna senare period kännetecknas av ett intensivt arbete å den elektriska kraftöverföringens fullkomnande. Centraler såväl för ånga som för vattenkraft växa i omfattning, likaså effekten kos maskinenheterna. Medan för ett tjugutal år sedan aggregat på några tusental kilowatt ännu betraktades såsom rätt betydande, äro i våra dagars jättecentraler maskiner på 20 000-30 000 kilowatt normala och den övre gränsen har skjutits fram till 100 000-200 000 kilowatt. Kraftöverföringsspänningarna hava drivits i höjden i mån av överföringarnas ökade längd, och man räknar numera med c:a 200 000 volt som standard för mycket långa överföringar. Denna betydande utveckling har möjliggjorts genom en på vetenskapliga grunder baserad utveckling av den elektriska fabrikationsteknikens resurser; de ledande firmorna i Amerika och Europa, som numera räkna sina arbetare i tiotusental, hava offrat betydande summor på tekniskt forskningsarbete inom alla områden av sin verksamhet.

Jämsides med starkströmselektrotekniken har även svagströmsområdet under de senaste årtiondena kraftigt utvecklats. Inom telegrafien är här att märka uppfinningen av de moderna snabbskrift- och typtrycksystemen (MURRAY, CREED samt SIEMENS & HALSKE och WESTERN ELECTRIC). Inom telefonien har utvecklingsarbetet inriktats företrädesvis å automatisering av kopplingsstationer och utsträckning av överföringsavstånden. För befordran av det senare målet äro de viktigaste uppfinningarna pupiniseringen och de moderna förstärkarna. En helt ny bransch av elektrotekniken är radiotekniken, vars upprinnelse kan räknas från MARCONIS epokgörande uppfinning 1896. Denna har på det senaste årtiondet nått en ej oväsentlig betydelse för den elektriska industrien, särskilt i Förenta Staterna och Tyskland, och torde helt säkert hava att påräkna en ännu mer omfattande utveckling genom sina nyare applikationer (t. ex. radiopejling, trådlös telefoni, rundradio). De moderna storstationerna för trådlös telegrafi representera kapital, som räknas i millioner, och bidraga jämte de otaliga smärre installationerna på fartyg, aeroplan etc. att tillföra den elektriska industrien betydande nya avsättningsområden.

En god föreställning om den elektrotekniska industriens omfattning strax före världskriget samt dess produktionskapacitet efter kriget lämnar omstående av d:r F. JASTROW utarbetade tablå för världsproduktionen, däri omsättningssiffrorna angivas i miljoner kronor.

Av tabellen framgår den ganska väsentliga ökningen av produktionskapaciteten inom de flesta länder efter kriget, varigenom uppstått en bristande balans mellan tillgång och efterfrågan på världsmarknaden.


870DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.
L a n d.
1913.
Möjlig
produktion
1919.
Export- resp. importöverskott.
Produktion.
Förbrukning.
Ökning %
1913.
1919.
Tyskland . . . . . . . .
1 170850
10
1 300+ 320+ 450
England . . . . . . . . .
360270
40
500+ 90+ 230
Österrike-Ungern . . . . .
160200
10
180- 40?
Frankrike . . . . . . . .
140140
20
180± 0+ 40
Ryssland . . . . . . . .
90400
-
90- 310?
Italien . . . . . . . . .
6880
30
90- 12+ 10
Schweiz . . . . . . . . .
4027
60
68+ 13+ 41
Sverige . . . . . . . . .
3738
50
58- 1+ 20
Belgien . . . . . . . . .
3254
-
31- 22- 23
Holland . . . . . . . . .
2238
50
31- 16- 7
Spanien . . . . . . . . .
1838
60
31- 20- 7
Danmark . . . . . . . .
1321
50
22- 8+ 1
Norge . . . . . . . . . .
823
60
13- 15- 10
Amerika . . . . . . . . .
1 2601 170
50
1 900+ 90+ 730
Japan . . . . . . . . . .
80117
60
135- 37+ 18
Övriga länder . . . . . .
-c:a 135
-
---

Utvecklingen inom olika länder. Efter denna förberedande allmänna översikt vilja vi övergå till att något närmare sysselsätta oss med den industriella utvecklingen å det elektrotekniska området inom olika länder.

A m e r i k a. Som tidigare nämnts utvecklade sig telegrafindustrien särskilt raskt i Amerika, och år 1880 sysslade ej mindre än ett 40-tal firmor med tillverkning och anläggningar å detta område. Vid samma tidpunkt hade den elektriska belysningen börjat lämna industrien sysselsättning, och tvenne firmor med ett sammanlagt aktiekapital av 425 000 dollars företrädde denna gren.

Av de före och under 1880-talet bildade elektriska firmorna har egentligen endast en av större betydelse under oförändrat namn ägt bestånd till våra dagar, nämligen WESTINGHOUSE ELECTRIC AND MANUFACTURING COMPANY i Pittsburgh, Pa., grundat av GEORGE WESTINGHOUSE, en av vår tids mest framstående uppfinnare och organisatörer inom det elektriska facket († 1914). Vid bolagets bildande år 1886 var antalet arbetare och tjänstemän c:a 200. För närvarande sysselsätter firman i runt tal 50 000 personer. Huvudverkstäderna ligga i East Pittsburgh, Pa., medan en del specialtillverkningar äro förlagda på andra orter: ångturbiner och kuggväxlar för fartygsdrift i South Philadelphia, småmotorer och radiomateriel i East Springfield, mätare, fläktar m. m. i Newark, N. J., gjutgods i Cleveland och Trafford City, belysningsmateriel i South Bend, Ind., värmeapparater i Mansfield, o. s. v. Westinghousebolaget har tagit synnerligen framstående del i den tekniska utvecklingen inom flera viktiga områden; särskilt har bolaget verksamt bidragit till utvecklingen av trefassystemet i Amerika vidare av ångturbinen för såväl stationärt bruk som för fartygsdrift samt av enfassystemet för elektrisk järnvägsdrift. På järnvägsdriftens område har Westinghouse även gjort en annan betydande insats


DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.871
genom utvecklingen av tryckluftsbromsen; denna tillverkning omhänderhaves av ett särskilt bolag, WESTINGHOUSE AIR BRAKE CO.

Av en del tidigare startade firmor, Edison General Electric Company, Thomson-Houston Electric Company och Thomson-Houston International Electric Company bildades genom sammanslagning år 1892 GENERAL ELECTRIC COMPANY, Amerikas f. n. mest betydande firma i den elektriska branschen och måhända den största i världen. Dess utveckling har varit utomordentligt framgångsrik. Huvudverkstäderna äro förlagda i Schenectady, N. Y., medan betydande grenar av tillverkningen därjämte förlagts till Lynn, Mass. (smärre motorer och mätare), Pittsfield, Mass. (transformatorer), Eric, Pa. (elektriska lokomotiv), Fort Wayne, Ohio, Cleveland, Ohio (National Lamp Works) m. fl. Sammanlagda golvarean i General Electrics verkstäder utgör c:a 2.5 milj. m2 och antalet tjänstemän och arbetare över 60 000. Bolagets aktiekapital utgjorde år 1925 240 milj. dollars och orderstocken c:a 300 milj. dollars.

General Electric Co har inom alla områden av den industriella elektrotekniken utmärkt sig genom ett på vetenskapliga grunder baserat gediget och förstklassigt arbete. Inom maskintekniken har firman gjort sig känd genom sina ångturbinkonstruktioner (Curtis); vidare har den nedlagt ett målmedvetet och framgångsrikt arbete på utveckling av elektrisk järnvägsmateriel, särskilt för 1 200 och 3 000 volt likström; den har avsevärt bidragit till utvecklingen av elektrisk fartygsdrift. Högspända transformatorer och apparater av största fulländning hava konstruerats hos General Electric Co. Å dess laboraratorier, som sysselsätta ett 150-tal ingenjörer och vetenskapsmän, hava utexperimenterats ett flertal betydelsefulla uppfinningar, såsom vakuumlikriktaren, ett flertal glödlampstyper m. m. Även inom radioområdet har firman nedlagt ett intresserat arbete, som resulterat i bildandet av ett särskilt bolag, RADIO CORPORATION OF AMERICA, för exploaterandet av denna gren av dess arbetsområde.


872DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.
Förutom de två nu nämnda bolagen finnas å starkströmsområdet ett flertal efter våra förhållanden mycket betydande firmor, om de ock i jämförelse med General Electric och Westinghouse måste ställas i andra ledet. Inom svagströmstekniken dominerar WESTERN ELECTRIC COMPANY i Chicago, som även konkurrerar på den europeiska marknaden. Inom den kombinerade elektromekaniska branschen märkes ALLIS-CHALMERS MANUFACTURING COMPANY, Milwaukee, inom isolatorbranschen OHIO BRASS COMPANY i Mansfield, Ohio, som åtnjuter ett synnerligen gott anseende för sin högspänningsmateriel.

T y s k l a n d. Inom det elektrotekniska området intog Tyskland redan tidigt en framstående position, om än denna under de senaste årtiondena blivit mera markant. Redan 1847 bildades sålunda firman SIEMENS & HALSKE i Berlin för bedrivande av fabrikation inom svagströmsbranschen, och ur denna förhållandevis ringa början - aktiekapitalet var endast 6 000 taler - växte genom bröderna SIEMENS' energi så småningom fram en industriell sammanslutning, som för närvarande är en av de största och mest. ansedda inom den elektriska branschen. Av de tre bröderna var WERNER VON SIEMENS den i tekniskt och vetenskapligt avseende mest framstående och den som framför allt ägnade sig åt utvecklingen av moderfirman i Tyskland; WILHELM SIEMENS, även framstående tekniker, förlade sin verksamhet till England, där han vann stor framgång, medan KARL SIEMENS, vars begåvning var övervägande av kommersiell art, huvudsakligen ägnade sig åt ett dotterbolag i Petersburg. Under de första åren, då betydande telegrafanläggningar utfördes, voro tidvis de utländska filialerna av större betydelse än moderfirman, men i den mån starkströmstekniken ökade i betydelse, ändrades detta förhållande. År 1867 upptäckte Werner von Siemens den dynamoelektriska principen och konstruerade sin första induktor. Den industriella utvecklingen inom det elektrotekniska området förlöpte emellertid under de första årtiondena jämförelsevis långsamt. År 1875 fanns det visserligen i Tyskland 81 elektriska firmor, men sammanlagda antalet arbetare och anställda var endast 1 157, varav hos Siemens & Halske ensamt c:a 600. Under 1880- och 1890-talen började maskintekniken taga fart. År 1897 ombildades Siemens & Halske till aktiebolag med ett aktiekapital på 36 milj. mark. År 1903 sammanslogs firmans starkströmsavdelning med ELEKTRICITÄTS-AKTIENGESELLSCHAFT VORM. SCHUCKERT & CO i Nürnberg - en år 1874 grundad ganska betydande elektromaskinfabrik - till ett nytt bolag SIEMENS-SCHUCKERT-WERKE G. M. B. H., varigenom vanns en avsevärd kapacitetsökning. Siemens & Halske bearbetar fortfarande vissa svagströmsområden ävensom glödlampstillverkning och anläggning av underjordiska och upphöjda banor, medan Siemens-Schuckert-Werke omhändertagit all starkströmstekniken berörande fabrikation. De båda bolagens samlade kapitaltillgångar utgjorde strax före kriget 281 milj. mark.

Siemens-koncernens motvikt inom den elektrotekniska branschen i Tyskland är ALLGEMEINE ELEKTRICITÄTSGESELLSCHAFT, med säte ävenledes i Berlin. Grundaren av denna firma, ingenjören EMIL RATHENAU, hade på den elektriska utställningen i Paris 1881 med intresse tagit del av de här för första gången för en större allmänhet tillgängliga elektriska belysningsanordningarna. Han beslöt att söka utnyttja den nya uppfinningen för Tyskland och tog initiativ till bildande av ett bolag för detta ändamål, sedan nödiga överenskommelser träffats med det franska Edisonbolaget. En del svårigheter stodo dock ännu i vägen, särskilt med hänsyn till Siemens & Halske, som givetvis ej med blida ögon betraktade det nya företaget. Sedan även å detta håll vissa överenskommelser träffats, kunde 1883 bildas det nya bolaget DEUTSCHE EDISON-GESELLSCHAFT


DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.873
FÜR ANGEWANDTE ELEKTRICITÄT med ett aktiekapital på 5 milj. mark. Bolagets huvuduppgift var att bygga och driva elektricitetsverk. Efter några år av framgångsrik verksamhet ombildades detta bolag 1887 till ett nytt bolag med 12 miljoners kapital och med namnet ALLGEMEINE ELEKTRICITÄTSGESELLSCHAFT (A. E. G.). Så småningom frigjorde sig det nya bolaget från det genom tidigare fördrag fastlagda beroendet av Siemens & Halske och utvidgade sig i olika riktningar. Tidigt intresserade sig A. E. G. bland annat för elektriska spårvägar och förvärvade 1890 aktiemajoriteten i DEUTSCHE LOKAL- UND STRASSENBAHN-GESELLSCHAFT, varigenom bolaget fick ett betydande inflytande på detta område. Trefassystemet, bland vars uppfinnare även, som nyss nämnts, räknas den hos A. E. G. då anställde ingenJören Dobrowolsky, utvecklades av A. E. G. med stort intresse. År 1895 bildade A. E. G. i förening med Deutsche Bank och Schweizerische Kreditanstalt ett nytt företag för finansiering av elektriska företag, BANK FÜR ELEKTRISCHE UNTERNEHMUNGEN i Zürich vars aktiekapital till år 1900 redan ökats till 33 milj. francs. Vid slutet av 1890-talet inträdde en kännbar lågkonjunktur, som A. E. G. dock kämpade sig igenom utan alltför stora avbränningar. Som en konsekvens av denna lågkonjunktur kan i viss mån betraktas fusionen med UNION ELEKTRICITÄTSGESELLSCHAFT, ett år 1892 av Ludvig Loewe och Thomson-Houston International Electric Co i Boston bildat bolag, som väsentligen inriktat sig på elektriska spårvägar.

Under den därefter följande tiden har A. E. G. utvecklat sig utomordentligt inom alla elektrotekniska områden. Antalet tjänstemän, som vid starten endast var 6, utgjorde 1906 c:a 6 400. År 1909 utgjorde antalet tjänstemän och arbetare c:a 32 000 och 1914 bortåt det dubbla. Jämte Siemens-Schuckert representerar A. E. G. det mest framstående inom tysk elektroteknisk industri.

Förutom dessa stora bolag finnes emellertid i Tyskland ett ganska stort antal firmor av efter våra förhållanden betydande dimensioner. Hit höra bland annat BERGMANN ELEKTRICITÄTS-WERKE och MAFFEI-SCHWARZKOPF, betydande maskinfabriker i Berlin, som på många områden kunna bjuda nyssnämnda firmor kraftig konkurrens, SACHSENWERK i Niedersedlitz och H. PÖGE i Chemnitz, ACKUMULATOREN-FABRIKS A. G., Berlin-Hagen, en av de äldsta och mest välkända fabriker i ackumulatorbranschen, CONTINENTALE ISOLA-WERKE i Düren och MEIROWSKY ISOLATORENWERKE A. G. i Berlin, för isolationsmaterial och kondensatorer, MIX & GENEST i Berlin för svagströmsmateriel m. fl.

Tysklands elektrotekniska industri var före kriget kvalitativt måhända den främsta i världen. Även nu intar den givetvis en framstående rangplats, om ock på vissa områden, t. ex. högspänningstekniken, den amerikanska industrien torde hava distanserat Tyskland. Ej heller kvantitativt har den tyska elektrotekniska industrien under trycket av världskrigets nedbrytande krafter kunnat hålla jämna steg med den amerikanska. Industrien före kriget arbetade till en betydande del på export, bland annat på ett flertal av de marknader, som efter världskriget åtminstone på rätt lång tid mer eller mindre spärrats för tysk företagsamhet.

E n g l a n d. Den elektrotekniska industrien i England kännetecknas under de första decennierna av stor livaktighet, vilken, som inledningsvis omnämnts, resulterade i överspekulation och krasch i början av 1880-talet. För att hindra ett upprepande tillkom 1882 den s. k. electric lighting act, innehållande en del försvårande koncessionsbestämmelser för elektricitetsverk, som under lång tid verkade kraftigt hämmande å industriens fortsatta utveckling. I trots härav intog den engelska elektrotekniska industrien länge en rangplats, som först så småningom sköts tillbaka genom den tyska konkurrensen. Bland


874DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.
äldre firmor äro att nämna: CROMPTON & CO (1879), MATHER & PLATT i Manchester, BRUSH ELECTRICAL ENGINEERING CO, London, S. Z. DE FERRANTI i Hollinwood m. fl. Genom tyskarna Siemens' initiativ tillkom den ganska betydande firman SIEMENS BROTHERS. Samtliga dessa firmor gjorde sig kända genom på sin tid anmärkningsvärda konstruktioner.

Under de senaste årtiondena har den engelska elektrotekniska industrien genomgått en skiftande kurva. Först i någon mån ställd i skuggan av den hastigt framåtgående tyska industrien har den på de senaste åren och särskilt i samband med världskrigets avslutande börjat. återtaga vad den tidigare förlorat. Genom det enorma avsättningsområde, det engelska kolonialväldet erbjuder, har den engelska industrien i allmänhet de bästa förutsättningar för en betydande utveckling. I trots härav uppträdde just på dessa marknader även andra europeiska länder med framgång, framför allt Tyskland, som t. o. m. å den inhemska engelska marknaden spelade en ingalunda obetydlig roll. Genom kriget har allt detta förändrats. De engelska kolonierna äro t. v. praktiskt taget avstängda för tysk export, och inom själva England hava de tidigare halvtyska firmorna övertagits av inhemska syndikat. Betydande koncerner hava uppsugit en del smärre bolag, representerande skilda tekniska grenar, och på så sätt har den engelska elektroindustrien rustat sig för världsmarknaden. En dylik grupp representerar bolaget ENGLISH ELECTRIC CO, omfattande firmorna DICK, KERR & CO LTD., WILLANS & ROBINSON LTD., UNITED ELECTRIC CAR CO LTD., PHOENIX DYNAMO MFG. CO LTD. samt COVENTRY ORDNANCE WORKS. En annan betydande firma är METROPOLITAN VICKERS ELECTRIC CO LTD. i Manchester. Bland övriga större firmor är att nämna BRITISH THOMSON-HOUSTON CO i Rugby, en avläggare av det amerikanska General Electric Co och väl känd för sina elektriska konstruktioner.

Den engelska elektroindustrien torde under de närmaste årtiondena kunna påräkna ganska omfattande arbeten. I samband med nationalhushållningsproblemet under kriget igångsattes genom regeringens initiativ utredningar avseende en skärpt hushållning med landets koltillgångar, som enligt experters uppskattning med nuvarande industriella utveckling beräknas förbrukade inom ett par hundra år. Genom slopande av äldre oekonomiska kraftstationer och deras ersättande med moderna jättestationer inom eller intill koldistrikten i samband med en planmässig utbyggnad av högspänningsnäten över hela landet skulle avsevärda summor kunna sparas. I vilken omfattning realiserandet av detta program under de närmaste åren kan väntas gå fram är på grund av den ekonomiska situationen svårt att bedöma; men det är intet tvivel om, att ej denna fråga är för England synnerligen viktig och därför sannolikt kommer att fullföljas i den mån förhållandena medgiva. De närmaste åren efter kriget syntes den engelska elektroindustrien sträva mot positionen närmast efter Förenta staterna, men den väl organiserade tyska industrien har efter hand härvid bjudit ett verksamt motstånd.

F r a n k r i k e. Den franska elektrotekniska industrien har, ehuru kvantitativt i efterhand gentemot de ledande germanska ländernas såväl som Englands och Amerikas, att peka på en i och för sig anmärkningsvärd och hedrande utveckling. I teoretiskt avseende står den franska elektrotekniken på en hög ståndpunkt; en rad av framstående uppfinnare och vetenskapsmän inom området bär härom vittne. Vi behöva här endast erinra oss namnen AMPÉRE, FOUCAULT, PLANTÉ, BECQUEREL, LECLANCHÉ, BAUDOT och D'ARSONVAL.

Den industriella utvecklingen inom den elektrotekniska branschen i Frankrike kan räkna sin begynnelse omkring 1880, och ett av de tidigaste tecknen på elektroteknikens


DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.875
stigande kommersiella betydelse var den internationella elektrotekniska utställningen i Paris 1881. Liksom på andra håll var det svagströmselektrotekniken, som först exploaterades industriellt. Från omkring 1890 kan även räknas med en kraftigare utveckling av elektromaskinfabrikationen, som upptogs delvis av vissa redan befintliga mekaniska verkstäder. Landets rikedom på vattenkraft - c:a 9.5 milj. hkr medeleffekt - utgör en solid basis för utvecklingen av en omfattande elektroteknisk industri. Hittills har installerats hydroelektriskt maskineri för 2-3 milj. hästkrafter, vartill ångkraftstationer i stor utsträckning. Sammanlagda i elektriska kraftanläggningar nedlagda kapitalet utgör c:a 4 miljarder francs. Under de senaste åren har elektrifieringen av vissa av landets järnvägar bragts på dagordningen, och betydande projekt i denna riktning hava realiserats.

Den franska elektroindustrien sysselsätter c:a 60 000 arbetare. Fem firmor hava ett aktiekapital av 100 milj. francs och däröver. Tillverkning av större elektriskt maskineri bedrives av ett 10-tal firmor med ett sammanlagt aktiekapital av c:a 400 milj. francs. Denna tillverkning fyller praktiskt taget den inhemska marknadens hela behov. Fabrikationen av kablar och ledningsmaterial arbetar på en betydande export; så exporterades 1920 dylik material till ett värde av 22 milj. frcs, medan importen utgjorde endast 9 milj. frcs. Den franska kabelindustrien står i tekniskt avseende på en jämförelsevis hög ståndpunkt. Elektrotekniskt porslin tillverkas av ett 20-tal firmor med ett sammanlagt aktiekapital av 25 milj. frcs. Även här går en del av fabrikationen till export. I än högre grad gäller detta om ackumulatorindustrien, vars produktionsvärde 1920 var c:a 100 milj. frcs. varav 32 milj. för export.

Bland större franska firmor äro att nämna COMPAGNIE THOMSON-HOUSTON, en av de äldsta maskinfirmorna, grundad under förbindelse med amerikanska intressen. Firman har ett flertal fabriker i och utanför Paris, med ett sammanlagt arbetareantal av c:a 10 000. En annan firma av betydande storlek är SCHNEIDER & CIE, Paris och Champagne sur Seine; vidare märkes ATELIERS DE CONSTRUCTIONS ELECTRIQUES DE JEUMONT, SOCIÉTÉ ALSACIENNE DE CONSTRUCTIONS MÉCANIQUES i Belfort, samt COMPAGNIE ELECTRO-MÉCANIQUE med verkstäder i Le Havre, Le Bourget och Lyon.

Den franska elektroindustrien har efter världskriget särskilt kraftigt expanderat och berett sig med kraft till lösande av de stora uppgifter, som vänta densamma i samband med exploaterandet av landets krafttillgångar. De amerikanska förbindelserna, som i elektroindustriens barndom i Frankrike liksom i flera andra europeiska länder voro särskilt betydelsefulla för den inhemska utvecklingen, spela allt fortfarande en icke obetydlig roll, måhända delvis under inverkan av landets genom världskriget skärpta finansiella beroende av Förenta staterna.

S c h w e i z. I Schweiz har elektrotekniken nått en betydande utveckling, gynnad av landets naturliga förutsättningar för vattenkraftsindustri. Det är förnämligast tvenne maskinfirmor, som kunna betraktas som ledande inom den schweiziska elektrotekniska industrien, BROWN, BOVERI & CIE i Baden och MASCHINENFABRIK OERLIKON vid Zürich

Maschinenfabrik Oerlikon, som är den äldsta, grundades 1872 under namnet DAVERIO, SIEWERDT & GIESKER, WERKZEUGMASCHINENFABRIK OERLIKON, med ändamål att bedriva tillverkning av träbearbetningsmaskiner. Tillverkningen utvidgades så småningom till andra grenar av verktygsbranschen, och i början av 1880-talet upptogs även elektrisk maskinfabrikation. År 1887 ändrades firmans namn till det nuvarande, och


876DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.
firman har sedan dess huvudsakligen gjort sig känd genom sin verksamhet inom den elektriska branschen.

Bland tidigare arbeten av mer anmärkningsvärd art, vari firman tagit del, äro att märka kraftöverföringen Lauffen-Frankfurt 1891, som utfördes tillsammans med A. E. G. - den första högspända kraftöverföringen i Europa för trefasig växelström -, som på sin tid väckte ett utomordentligt uppseende. Samma år byggde Oerlikon för eget bruk 30 000 volts kraftöverföringen Hochfelden-Oerlikon. Under de följande åren utförde

firman ett stort antal anläggningar av liknande slag och upptog därjämte tillverkning av ångturbiner, kranar och lyftverktyg av alla slag. I början av 1900-talet upptogs i Schweiz frågan om elektrisk järnvägsdrift, och Oerlikon utförde i anslutning härtill delvis på egen bekostnad omfattande försöksarbeten å den för ändamålet upplåtna banan Seebach-Wettingen. Dessa försök avsågo utexperimenterande av lämpligt maskineri för elektrifiering medelst enfasig växelström, å vilket systems utbildande Oerlikon nedlagt betydande förtjänster,

Maschinenfabrik Oerlikon har under senare år sysselsatt i genomsnitt 3 500 arbetare.

Firman BROWN, BOVERI & CIE grundades år 1891 av CHARLES BROWN, en framstående, tidigare hos Oerlikon anställd elektrotekniker, som några år förut väckt uppseende genom. en efter teknikens dåvarande ståndpunkt synnerligen väl konstruerad likströmsmaskin, i förening med en kollega WALTER BOVERI. Den unga firman gjorde sig snart känd för goda tillverkningar och utvecklades därför raskt. Redan 1895 kunde


DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.877
sålunda firman släppa i marknaden sin tusende maskin och år 1900 levererade den hälften av allt exportgods i branschen. År 1920 var bolagets aktiekapital 57 milj. frcs. med ett flertal dotterbolag, av vilka det största i Mannheim i Tyskland. Antalet arbetare vid huvudverkstäderna i Baden och Münchenstein (f. d. A. G. Alioth, inköpt 1910) utgjorde redan år 1914 c:a 5 000.

Ehuru firman grundats på planen att bygga elektriskt maskineri för utnyttjande av Schweiz' vattenkraft, dröjde det ej länge, förrän dess verksamhet utsträcktes till andra elektrotekniska områden. Så upptog den tidigt tillverkningen av ångturbiner efter Parsons patent och har på detta område presterat såväl kvantitativt som kvalitativt betydande saker. Under det senaste årtiondet har firman därjämte energiskt arbetat sig in på den elektriska järnvägsdriftens område, men har därvid, i viss mån i motsats mot Oerlikon, ägnat ej endast enfassystemet utan även det högspända likströmssystemet och trefassystemet sitt intresse. Som följd härav har B B & Cie haft tillfredsställelsen mottaga ganska betydande order såväl för de italienska statsbanorna som senast även för vissa franska järnvägar. Väsentligen med tanke på järnvägsdriften har firman sedan flera år tillbaka även arbetat på utbildande av kvicksilverlikriktare och har därutinnan ernått bättre resultat än någon annan elektrisk firma. Beträffande schweiziska elektrifieringsprojekt har B B & Cie verksamt deltagit i såväl Lötschberg- som Simplon- och St. Gotthardbanornas elektrifiering.

Övriga schweiziska firmor inom den elektrotekniska branschen äro i jämförelse med de tvenne ovannämnda av mindre betydelse. Specialfirmor av hög kvalitet finnas, t. ex. E. HAEFELY i Basel, för tillverkning av isolationspreparat, m. fl.

Ö v r i g a   l ä n d e r. Av övriga länder å den europeiska kontinenten med mera betydande elektroteknisk industri äro att nämna Österrike, Ungern, Tjeckoslovakien, Italien, Belgien och Holland.

Den österrikiska elektrotekniska industrien var före kriget kvantitativt ganska betydande. Ett flertal mera ansedda firmor äro mer eller mindre direkta avläggare av de ledande tyska, t. ex. Siemens-Schuckert och A. E. G. Samma är i stort sett förhållandet även med Ungern och Tjeckoslovakien.

Italiens elektrotekniska industri utgjordes ävenledes från början av filialverkstäder, anlagda av amerikanska, tyska och schweiziska världsfirmor. Så har WESTINGHOUSE länge haft verkstäder i Vado, därifrån betydande leveranser fullgjorts, särskilt för de italienska järnvägarnas elektrifiering. Likaså Brown & Boveri, »TECNOMASIO BROWN & BOVERI» i Milano, m. fl. Den inhemska industrien har emellertid under de senaste årtiondena


878DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.
avsevärt stärkts och representeras nu av flera relativt betydande verk, bland vilka må nämnas SOCIETĄ NAZIONALE DELLE OFFICINE DI SAVIGLIANO i Turin och Savigliano för alla slags elektriska maskiner och elektromekaniska kombinationer, SOCIETĄ ANONIMA ITALIANA GIO. ANSALDO & C. i Genua och SOCIETĄ ITALIANA ERNESTO BREDA i Milano ävenledes för elektriska maskiner och elektromekaniska kombinationer, samt kabelfabriken SOCIETĄ ITALIANA PIRELLI i Milano. Elektrifieringen inom alla områden och framför allt vid järnvägarna skrider i Italien raskt framåt, i trots av mindre gynnsamma penningförhållanden. Efter kriget synes den amerikanska industrien i Italien tidvis distanserat övriga länders, måhända gynnad av Italiens ekonomiska beroende av Förenta staterna genom krigslånen.

Belgiens och Hollands industri arbetar praktiskt taget uteslutande på hemmamarknaden samt i någon utsträckning även på resp. kolonier. Belgiens betydande industri och gruvdrift kräver ej obetydliga mängder elektrisk materiel. På grund av landets ringa utsträckning är dock den högspända kraftöverföringen relativt svagt utvecklad; de flesta anläggningar äro av mera lokal karaktär. På senare tid hava dock vissa tendenser till sammanslutningar av kraftnät i stil med förhållandena i de angränsande större industriländerna yppats. Praktiskt taget all kraftgenerering i dessa länder sker med ånga som primärkraft.

Bland mer betydande firmor i den elektrotekniska branschen äro att nämna ATELIERS DE CONSTRUCTIONS ELECTRIQUES i Charleroi, Belgiens största elektriska firma, samt ELECTROTECHNISCHE INDUSTRIE (WILLEM SMIT & C:O) i Slickerver och HENGELOSCHE


DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.879
ELECTRISCHE EN MECHANISCHE APPARATENFABRIEK i Hengelo, som representerar den holländska industrien på detta område.

S v e r i g e. Den svenska elektroindustrien har att peka på en synnerligen vacker utveckling. Vårt land har givetvis genom sin rikedom på vattenkraft de bästa förutsättningar för en i vidsträckt omfattning genomförd elektrifiering. Under 1880-talet arbetade vår elektroindustri i mycket blygsam skala, huvudsakligen inom svagströms- och belysningsområdena. Efter trefassystemets genombrott i början av 1890-talet kom den elektriska kraftöverföringen på dagordningen, och det var även under denna tid som de första transformatorerna för luftkylning sattes i drift. Begynnelsen av vår järnindustris elektrifiering kan räknas från denna tid. Efter den allmänna lågkonjunkturen vid 1900-talets början följde under åren 1904-1915 en stegring av den inhemska marknadens köpkraft. En rad av våra större enskilda kraftstationer, såsom Yngeredsfors', Gullspångs, Sydsvenska Kraftaktiebolagets och Hemsjö kraftanläggningar tillkommo under denna tid. Statens genom Vattenfallsstyrelsen utövade storslagna byggnadsverksamhet å kraftverksområdet har därjämte utgjort ett synnerligen kraftigt stöd för den inhemska industrien. Under detta skede elektrifierades spårvägsnäten i Stockholm och Göteborg och anlades nya spårvägar för elektrisk drift i ett flertal av våra städer. Statens Järnvägars försök och utredningar rörande elektrisk järnvägsdrift utlöste sig i praktiskt resultat genom beslutet om Riksgränsbanans elektrifiering, vid vilken betydande anläggning den svenska industrien tagit avsevärd del.

Vid världskrigets början stod följaktligen den svenska elektroindustrien mitt inne


880DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.
i en sedan ett årtionde alltjämt stegrad utveckling. Efter en obetydlig stagnation under hösten 1914 visade det sig snart, att denna utveckling skulle komma att accentueras till en högkonjunktur utan motstycke. Vår elektriska industris lyckosamma utveckling under krigsåren betingades av flera sammanstötande gynnsamma omständigheter. I främsta rummet var härvid att räkna försvinnandet av den utländska konkurrensen, som tidigare åtminstone i viss mån tjänstgjort som prisregulator, även om den ej vållat något allvarligare avbräck. Senare inträdde genom bränslebristen en våldsam aktivitet, åsyftande påskyndad elektrifiering av industri och lantbruk. Särskilt lantbrukets elektrifiering kom att härigenom växa ut till dimensioner, som under normala förhållanden ingen skulle kunnat tänka sig; men även industrien, framför allt trä, papper och järn, som arbetade på export med ytterst gynnsamma priser, gick in för högst betydande utvidgningar med åtföljande elektrifiering.

Den gynnsamma konjunkturen bröts första gången våren 1919, efter fredsslutet, men följdes av en ny uppåtgående våg av kort varaktighet. År 1920 var lågkonjunkturen på allvar i antågande och först efter ett par år började en långsam återhämtning.

En god föreställning om den svenska elektroindustriens utveckling t. o. m. 1916 lämnas av bifogade diagram, fig. 942. Exportens växande betydelse är iögonfallande. Efter 1916 är det med anledning av de betydande prisfluktuationerna svårt att ernå fullt jämförbara statistiska uppgifter.

I det följande lämnas några biografiska data rörande de mest betydande industriella företag, som tagit del i den utveckling, vars huvuddrag sålunda skisserats.

Vårt lands mest betydande elektroindustriella företag är ALLMÄNNA SVENSKA ELEKTRISKA AKTIEBOLAGET i Västerås, som har sin upprinnelse i en liten firma, bildad år 1883 i Stockholm av grosshandlare LUDVIG FREDHOLM under namn av »Elektriska bolaget» med ett mycket blygsamt aktiekapital. Bolagets ändamål var huvudsakligen att utföra belysningsanläggningar i samband med exploaterande av ingenjör JONAS


DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.881
WENSTRÖMS uppfinningar och konstruktioner å likströmsmaskiner. Tillverkningen bedrevs under de första åren i en mindre verkstad i Arboga. Delvis i samband med Wenströms tidigare omnämnda trefasuppfinningar, som vidgade möjligheterna för den elektriska kraftöverföringens utveckling, beslöts en ökning av bolagets tillverkningsresurser, vilket ägde rum 1890 genom rekonstruktion av det gamla bolaget under namn av Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget, samtidigt som verksamheten överflyttades till nyanlagda verkstäder i Västerås.

Utvecklingen av det nya bolaget skred ganska raskt framåt och blev i synnerhet mot slutet av 1890-talet mycket livlig. Under dessa år, då bolagets tekniska ledning omhänderhades av ingenjör ERNST DANIELSON, började vår industri att elektrifieras, särskilt järnindustrien, sedan elektricitetens användbarhet för valsverksdrift konstaterats genom den första anläggningen vid Boxholm 1894. Den härpå följande allmänna konjunkturförsämringen omkring år 1900 blev även för ASEA kännbar och föranledde bolagets rekonstruktion, men efter några års stillestånd började återhämtningen, först visserligen långsamt, men efter 1910 allt raskare. Under världskriget utvidgade sig ASEA, liksom de flesta av våra företag inom denna bransch, högst avsevärt. Under denna tid förvärvades först NYA FÖRENADE ELEKTRISKA AKTIEBOLAGET i Ludvika, ASEA:s mest betydande konkurrent, vidare SURAHAMMARS BRUK samt SVENSKA TURBINFABRIKSAKTIEBOLAGET LJUNGSTRÖM (Stal) i Finspång. Aktiekapitalet, som intill 1914 i några steg ökats till 12 milj. kr., uppgår efter den senaste nyemissionen till ej mindre än 85 milj. kr., och bolaget är numera norra Europas ojämförligt största elektriska firma. ASEA har under det senaste årtiondet kraftigt upparbetat sin export, vilken numera utgör en betydande del av dess omsättning.

LUTH & ROSÉNS ELEKTRISKA AKTIEBOLAG är i storleksordning den andra inom den elektromaskinella branschen. Bolaget grundades av ingenjör JOHN LUTH, som år 1881 startade en liten installationsfirma med huvudsakligt ändamål att ordna belysningsanläggningar.

56-220535. Uppfinningarnas bok. III.


882DEN ELEKTRISKA INDUSTRIE NS HISTORIA.
Efter några år utvidgades firman, då ingenjör I. ROSÉN ingick i densamma, och härefter bedrevs verksamheten under firma Elektriska byrån, Luth & Rosén, till år 1891, då densamma ställdes på aktier under namnet LUTH & ROSÉNS ELEKTRISKA AKTIEBOLAG. Under de därpå följande åren upptogs maskintillverkning, först i mindre, sedan i alltjämt växande skåla. Under de goda konjunkturerna efter världskrigets utbrott utvidgades rörelsen genom förvärvandet av LUDWIGSBERGS VERKSTADS A.-B. i Stockholm, välkänt för sina mekaniska tillverkningar, samt SÖDERBLOMS GJUTERI A.-B. i Eskilstuna, vilka båda bolag numera uppgått i huvudfirman. Aktiekapitalet, som före 1896 utgjorde 300 000 kr., ökades successivt till 12 milj. kr., men har sedermera nedskrivits.

Luth & Roséns Elektriska A.-B:s verksamhet omfattar tillverkning av allt slags elektriskt maskineri, elektriska apparater samt en del elektromekaniska kombinationer. såsom motorpumpar, kompressorer, brandsprutor etc. Firman har utfört en hel del anmärkningsvärda anläggningar inom landet och har under de senaste åren även arbetat på exportmarknaden, där dess specialfabrikat synas på väg att bliva väl kända.

Bland nyare firmor inom starkströmsbranschen äro att nämna ELEKTROMEKANISKA INDUSTRIAKTIEBOLAGET i Hälsingborg. Tillverkning av elektriska maskiner i viss utsträckning bedrives även av A.-B. DE LAVALS ÅNGTURBIN, Stockholm (huvudsakligen ångturbingeneratorer). Förutom nämnda större företag finnes en hel del mindre firmor, till stor del verksamma inom installationsbranschen eller som återförsäljare.

Tillverkning av ledningsmateriel representeras i vårt land i främsta rummet av MAX SIEVERTS FABRIKS AKTIEBOLAG i Sundbyberg. År 1888 ägde den första tillverkningen av ledningsmateriel rum i en förhyrd lokal å en av de tomter, där de senare fabriksanläggningarna uppförts. Fabrikationen omfattade till en början endast isolerad ledningstråd, men utökades så småningom, så att fabriken numera tillverkar tråd och kabel för alla elektriska ändamål: belysningsinstallationer, apparater och maskiner, telefon- och telegrafanläggningar, elektrisk kraftöverföring etc. Särskilt har Sieverts kabelverk ägnat


DEN ELEKTRISKA INDUSTRIENS HISTORIA.883
framställningen av högspänningskablar ett ingående studium, vilket medfört förbättrade fabrikationsmetoder och modernisering av verkets maskinella utrustning. I själva verket kan denna främsta svenska kabelfabrik anses stå på höjden av utvecklingen inom sin bransch och har under de senare åren utfört en hel del anmärkningsvärda leveranser.

Den svenska svagströmsteknikens främsta representant är det sedan länge världsbekanta A.-B. L. M. ERICSSON i Stockholm.

Firman L. M. Ericssons historia är på det närmaste knuten till dess grundares banbrytande arbete inom telefonbranschen. Född 1846 började L. M. Ericsson sin bana som vanlig arbetare å olika smärre verkstäder dels i sin hemtrakt, dels i Stockholm. Efter en med stipendieunderstöd företagen utrikes studieresa uppsatte han 1876 i Stockholm en mindre verkstad för tillverkning av matematiska och fysikaliska instrument o. d. Något år senare upptog E. här tillverkning av telefonapparater, en tillverkning, som snart nog genom Ericssons eminenta konstruktiva begåvning kom att tilldraga sig fackmännens beundran. Inom rått kort tid blevo L.M. Ericssons apparater kända på världsmarknaden, och av bolagets nuvarande kolossala tillverkning går blott en mycket ringa del till inhemsk förbrukning. L. M. Ericsson bär till väsentlig del förtjänsten av det svenska telefonväsendets höga ståndpunkt. År 1896 överlät Ericsson sina fabriker på ett för ändamålet bildat aktiebolag, A.-B. L. M. Ericsson & C:o, vars verkställande direktör han blev. Det nybildade bolaget vinnlade sig särskilt om upparbetande av exporten, för vilket ändamål ett antal utländska dotterbolag successivt kommo till stånd. Under de senaste årtiondena har bolaget byggt ett stort antal telefonnät i skilda länder. Som sista led i bolagets utveckling är att räkna den för några år sedan verkställda sammanslagningen med TELEFONAKTIEBOLAGET CEDERGREN, under firmanamn ALLMÄNNA TELEFONAKTIEBOLAGET L. M. ERICSSON, varigenom entreprenadverksamheten inom branschen kunnat knytas mer intimt samman med tillverkningen.

56†-220535. Uppfinningarnas bok, III.


BLANKA LEDNINGAR. LEDNINGSMATERIAL.217
beträffande sådana anläggningar. Därvid är det nödvändigt att göra sig förvissad om att ej några bestämmelser tillkommit efter bokens utgivande, eller i så fall komplettera den genom anskaffande av de tillkomna föreskrifterna.

BLANKA LEDNINGAR.

Ledningsmaterial. De elektriska ledningar, som fritt uppspännas i luften och därvid vanligen uppbäras av isolatorer, monterade å trä- eller järnstolpar, måste förutom den elektriska ledningsförmågan besitta en viss mekanisk hållfasthet för att ej brista eller taga skada genom de extra påfrestningar, som uppkomma, exempelvis vid storm, rimfrost- eller isbarksbildning. Om dragpåkänningen, som vanligen angives i kg. per kvmm., överstiger det använda materialets brottgräns eller sträckhållfasthet, måste ett driftavbrott inträffa på grund av ledningens isärslitande. I själva verket får påkänningen ej överstiga den betydligt mindre elasticitetsgränsen, ty i så fall kunna även driftstörningar lätt uppkomma, därigenom att trådarna permanent förlängas, varigenom hopslagning och kortslutning riskeras. Elasticitetsgränsen utgör nämligen den högsta belastning i kg. per kvmm., som ej åstadkommer någon kvarstående förlängning av tråden eller linan vid avlastning, och motsvarar vid flertalet metaller mycket nära den s. k. proportionalitetsgränsen, som utgör den högsta belastning, intill vilken den elastiska förlängningen är proportionell mot dragkraften.

Ledningstrådens framställning sker vanligen på så sätt, att trådämnet drages genom s. k. dragskivor av härdat stål, vilka äro försedda med allt mindre och mindre hål. Då denna dragning sker i kallt tillstånd, ökas alltmer metallens hårdhet, vilket nödvändiggör dess utglödgning vid fortsatt dragning. Till luftledningar användes vanligen hårddragen tråd.

Vi skola nu övergå till den för luftledningar mest använda metallen, koppar. Hårddragen koppartråd har en brottgräns av c:a 40 och en proportionalitetsgräns av c:a 20 kg./mm2. Vid mjuk s. k. utglödgad koppartråd nedgå dessa hållfasthetsvärden till ungefär hälften, d. v. s. 20 resp. 10 kg./mm2. Under det att den förra sorten vanligen användes för luftledningar, lämpar sig den senare till installationsledningar och till blanka nolledningar, vilka förläggas i marken. Vid luftledningar böra på grund härav aldrig skarvar eller avgreningar utföras medelst lödning på de delar av tråden, som äro mekaniskt ansträngda, då hållfastheten därigenom betydligt reduceras. Kopparledningar för utomhus luftledningar utföras normalt i följande standarddimensioner, nämligen 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95 och 120 mm2, av vilka dimensioner 6-25 mm2 vanligen utföras entrådiga, 35-70 mm2 7-trådiga och 95-120 mm2 19-trådiga.

Aluminium, som enligt vad vi förut sett på en del håll användes till luftledningar, är i mekaniskt hänseende betydligt underlägsen koppar. Aluminiumtrådens brottgräns överstiger vid hårddraget material vanligen ej 18 och dess proportionalitetsgräns ej 8 kg./mm2. Då denna tråd är mycket känslig för skador vid monteringen och dessutom


218ELEKTRISKA LEDNINGAR OCH DISTRIBUTIONSSYSTEM.
svår att framställa lika homogen som koppartråden, måste aluminiumledningen med hänsyn till den mekaniska säkerheten utföras flertrådig även vid små sektionsareor.

Vid byggandet av en luftledning måste särskild omsorg ägnas åt skarvarnas utförande, för att dessa ej skola förorsaka ledningsbrott och driftstörningar. Varje skarv måste icke blott vara utförd så, att god elektrisk kontakt erhålles utan även så, att densamma uppvisar en mekanisk hållfasthet praktiskt taget lika med trådens egen. Den förr så gott som uteslutande använda lödda skarven enligt fig. 207 utföres numera ej så ofta för luftledningar, utan ersättes av lödfria hylsskarvar enligt fig. 208. Den å denna figur visade övre skarven har utförts genom nitning och den undre skarven genom skruvning av det påträdda mjuka kopparröret. Dessa skarvförbindningar kunna användas för såväl tråd som lina och uppvisa en mekanisk hållfasthet som endast med några få procent understiger den oskarvade ledningens. Vid utförandet av en vridskarv enligt fig. 208 användes ett till ifrågavarande ledningsdimension passande ovalt skarvrör, som, sedan ledarna inskjutits i röret, medelst de å fig. 209 visade verktygen vrides 3-4 varv åt samma håll som linan är spunnen. Hylsorna utföras av mjuk metall och av samma material som ledningen.

Isolatorer. Bland oledarna eller isolationsmaterialen intager luften, som vi redan förut sett, ett av de främsta rummen, vilket har mycket stor betydelse, i det att en blank ledning kan upphängas i luften utan att elektriciteten avviker från densamma. Emellertid måste givetvis en sådan ledning understödjas på vissa ställen, och därvid komma isolatorer av fasta ämnen till användning, vanligen porslin.

Då torrt trä är en god isolator, ligger det nära till hands att helt enkelt spika fast ledningarna vid trästolpar. Detta visar sig i praktiken ej utförbart, då erfarenheten lärt, att träet uppsuger fuktighet vid regnig väderlek och därvid blir mer eller mindre ledande, varför en dylik ledning ofta skulle sättas ur funktion. Till att börja med införde man därför isolatorer av glas, som fastsattes på stolparna, men dessa isolatorer visade sig snart mindre lämpliga, dels därför att glaset ej tålde de ute i det fria förekommande temperaturväxlingarna, då detsamma lätt sprack sönder, dels också emedan dylika glasisolatorer snart nog kommo att användas som mål för stenkastning av okynniga ungdomar. Man övergick i stället till porslinsisolatorer, som visade sig vara mera motståndskraftiga mot väderlekens påfrestningar


BLANKA LEDNINGAR. ISOLATORER.219
och vilka, där så behövdes, lätt kunde färgas på lämpligt sätt för att ej lysa stenkastarna i ögonen.

De isolatorer, som till att börja med konstruerades, voro avsedda huvudsakligen för telegraf- och telefonledningar, och för dessa ändamål kom man snart fram till den i fig. 210 avbildade typen. Ledningen upplägges och fastnajas i rännan på isolatorns topp eller vid sidan av densamma i den ringformiga inskärningen, som går runt isolatorns övre del. För att vid regnväder förhindra elektriciteten att söka sig väg utmed isolatorns våta yta till järnkroken, har man på undre sidan gjort en djup, ringformig inskärning i porslinet. I denna fördjupning kan intet regn inkomma, varför här alltid finnes en relativt torr yta, som elektriciteten måste »krypa över», innan den når kroken. Denna »krypväg» är tydligen längre ju djupare inskärningen göres.

Isolatorn är invändigt gängad och fastskruvas på den med blånor, hampdrev eller dylikt omvirade isolatorpinnen eller isolatorkroken. Blånorna etc. böra vara indränkta med tjära, linolja eller annat lämpligt ämne, så att de ej kunna suga till sig fuktighet ur luften. De skulle eljest så småningom ruttna, varjämte den uppsugna fuktigheten kunde frysa och därvid spränga sönder isolatorn. På sådana isolatorer, där tråden skall fästas, så att densamma tål dragningar i linjens riktning, anbringas s. k. spännhankar, som med sina öglor läggas i det runt om isolatorhatten gående spåret och med en särskild klämanordning, vanligen bestående av en kil, säkert fasthålla tråden. Vid de mellanliggande stolparna, där tråden på vanligt sätt fastnajats, har densamma en viss möjlighet att glida på isolatorn, vilket minskar påkänningarna vid linjebrott.

De nu beskrivna isolatorerna äro tillräckliga för telefon- och telegrafledningar ävensom för mindre kraft- eller belysningsledningar, då spänningen är låg och ej överstiger c:a 1 000 volt. För ledningar, som äro av större vikt och vilka överföra mera betydande effektbelopp, är spänningen vanligen högre, varför andra isolatorkonstruktioner måste användas. Vid dessa ledningar ställas mycket stora fordringar på isolatorernas driftsäkerhet, emedan ett isolatorfel, som sätter hela kraftöverföringen ur funktion, åsamkar ett stort antal abonnenter mycket obehag och kännbar ekonomisk förlust, då arbetet vid de anslutna fabrikerna och verkstäderna måste avstanna i brist på ljus och


BLANKA LEDNINGAR. ISOLATORER.221
beroende på att saltavlagringen på isolatorerna gör deras yta ledande, så att överslag lätt inträffar. Det gäller här framför allt att erhålla isolatorer med stor läckväg.

Samtliga nu omnämnda isolatorer kallas med ett gemensamt namn stödisolatorer. De i Sverige använda stödisolatorerna äro för lågspänningsanläggningar vanligen av den typ, som visas å fig. 210, och för högspänningsanläggningar oftast utförda enligt fig. 211 b och c. Från dessa former mycket avvikande typer användas emellertid flerstädes.

Vid driftspänningar över 50 kV bliva stödisolatorerna mycket stora, svårhanterliga och dyrbara. Viktsökningen framgår av följande sammanställning.

Driftspänning: 10, 20, 40, 60, 80 kV.
Isolatorsvikt: 0.4, 1.2, 4.1, 10.0, 27.5 kg.

Stödisolatorer för mer än 80 000 volt bliva så stora, att de över huvud taget av fabrikstekniska skäl ej kunna framställas av porslin.

Då det snart visade sig nödvändigt att för de stora kraftöverföringarna välja en driftspänning, som betydligt översteg 100 000 volt, måste högspänningsisolatorer av en helt annan typ uppfinnas, och då framkom år 1906 den efter uppfinnaren benämnda Hewlettisolatorn. Liksom alla praktiska uppfinningar var denna genialiskt enkel. I stället för att endast en isolator användes vid varje fästpunkt, seriekopplas ett större eller mindre antal isolatorer allt efter spänningens storlek. I den på detta sätt erhållna isolatorkedjan upphänges ledningen. Dessa s. k. hängisolatorer (kedjeisolatorer) hade ursprungligen det å fig. 213 a visade utseendet. Vid ledningens ändpunkter, där avspänningen sker, användas s. k. spännisolatorer av liknande konstruktion i överensstämmelse med fig. 213 b.

Av vissa praktiska skäl omändrades dessa isolatorelement till den numera så gott som uteslutande använda cementerade typen med pinne och kåpa (se fig. 214 a och b). Denna uppvisar en betydligt större mekanisk styrka och en högre elektrisk genomslagshållfasthet än den ursprungliga konstruktionen. De å fig. 214 visade isolatorerna äro båda försedda med kåpor av galvaniserat, aducerat gjutjärn och med pinnar av galvaniserat smidesjärn. Såväl pinnen som kåpan fastcementeras vid porslinet, som vanligen utföres brun- eller grönglacerat. Isolatorerna äro konstruerade så, att de bekvämt kunna hakas i varandra. Porslinstallrikens diameter är i de flesta fall 250 eller 280 mm. Vid de å fig. 214 visade isolatorerna är detta mått 250 mm. Överslagsvärdet är för en torr isolator 80-90 kV och för en våt 40-45 kV samt genomslagshållfastheten c:a 150 kV. Den mekaniska hållfastheten är för isolatorerna enl. fig. 214 a och b c:a 3 resp. 6 ton.


236ELEKTRISKA LEDNINGAR OCH DISTRIBUTIONSSYSTEM.

ISOLERADE LEDNINGAR.

Jordkablar. Det visade sig rätt snart vara förenat med stora praktiska svårigheter att kunna genomföra den elektriska energifördelningen medelst luftledningar inom större städer. På grund av den därstädes rådande större eller mindre trafiken var det alltför riskabelt att framföra blanka högspänningsluftledningar längs gatorna; men även vid lågspänning omöjliggjordes luftledningarnas användning på grund av det stora antal, som erfordrades, och de grova dimensioner som måste väljas. Härtill kom att vid en mängd gator och platser saknades tillräckligt utrymme för stolparnas placering och ledningarnas framdragande, som dessutom mångenstädes av rent estetiska skäl förbjödos av stadens myndigheter. Man blev därför tvungen att på ett eller annat sätt förlägga ledningarna under gatans plan. Efter en del dyrbara och i vissa fall misslyckade försök med underjordsledningar, bland vilka vi kunna nämna byggandet av särskilda tunnlar under gatan för uppläggandet av blanka kopparskenor på isolatorer, lyckades man utföra fullt driftsäkra jordkablar, vilka kunde förläggas antingen direkt i marken eller i rör av trä, järn eller cement.

Av ett visst historiskt intresse är det av EDISON uppfunna systemet för underjordsledningar (se fig. 235), enligt vilket två halvcirkelformade kopparskenor infördes i järnrör och isolerades sinsemellan och till det jordförbundna röret medelst lämplig gjutmassa. Genom passande muffar kunde rören och skenorna var för sig förenas till en sammanhängande ledning, varvid vinklar och avgreningar åstadkommes i därför enkom avpassade lådor eller grenmuffar. På senare tid har man frångått dessa korta och styva ledningsdelar och föredrager i stället långa och böjliga ledningar eller kablar.

Det ligger i sakens natur, att de anspråk, som böra ställas på isolationsmaterialet till starkströmsledningar, måste vara mycket höga, särskilt om dessa skola förläggas i marken eller i vattnet. Vilket material som är lämpligast, och vilka fordringar som ur teknisk och ekonomisk synpunkt måste ställas på detsamma, är givetvis en rätt så komplicerad fråga, som vi av utrymmesskäl naturligtvis endast helt kortfattat kunna beröra. De



254ELEKTRISKA LEDNINGAR OCH DISTRIBUTIONSSYSTEM.
valsar, vilkas avstånd från varandra efter behov kan regleras. De löpa med samma hastighet mot varandra, varigenom gummit sönderslites och knådas. Vattenspolningen fortsättes, till dess massan är fullständigt ren, varefter den utvalsas till tunna plattor, som torkas vid c:a 30° C. i mörka kammare under kraftig ventilation. Som vi redan förut lärt känna, användes för isolering av elektriska ledningar ej rent gummi utan en blandning av Minst 1/3 gummi Och högst 2/3 fyllnadsämnen, som till största delen måste bestå av mineraliska ämnen såsom talk, zinkvitt, krita etc. Magnesia tillsättes i små mängder för att reducera vulkaniseringstiden och osläckt kalk högst 1 % för att binda eventuellt kvarbliven fuktighet. Ceresin eller mineralvax användes i små mängder, högst 3 %, för att öka isolationsmotståndet. Malet och siktat svavel tillsättes för vulkaniseringen i mängder om 3-4 %. Organiska gummisurrogat få ej användas.

För fyllnadsämnenas inblandning i det rena gummit användas blandningsmaskiner, bestående av tvenne ihåliga valsar, som kunna uppvärmas medelst vattenånga och vilka rotera med olika hastighet, varigenom en snabb förskjutning av massans inre delar åstadkommes under valsningen. Sedan den torra och rena gummiplattan några gånger valsats mellan de uppvärmda valsarna, tillsättes så småningom de noga avvägda fyllnadsämnena och valsningen fortsättes, till dess en fullständigt homogen blandning erhålles. Denna kan nu direkt användas för matning av gummisprutningsmaskinerna. Om longitudinalpressad gummiisolering skall användas, utvalsas blandningen i en s. k.


ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.353

ÖVERSPÄNNINGS- OCH ÖVERSTRÖMSSKYDD.

Överspänningarna, d. v. s. å de elektriska anläggningarna uppträdande spänningar med avsevärt högre volttal än den normala driftspänningen, kunna antingen vara av inre natur, d. v. s. härröra sig från inom anläggningen förekommande belastningsförändringar, kortslutningar etc., eller av yttre natur, då de äro att tillskriva inverkan från den atmosfäriska elektriciteten. Varje överspänning är beroende på uppladdning av en viss elektricitetsmängd. Denna uppladdning med åtföljande spänningsstegring kan ske långsamt, såsom t. ex. då den åstadkommes genom influens från ett över en kraftledning framgående, laddat moln, eller genom hagelkorn, torra snöflingor o. d., som vid stormväder

23-220535. Uppfinningarnas bok. III.


354ELEKTRISKA KRAFTSTATIONER.
träffa en kraftledning och genom friktion alstra elektricitet eller, om de äro laddade med atmosfärisk elektricitet, avlämna sin laddning till ledningen. Mot dylika överspänningar skyddar man sig relativt lätt på så sätt, att man mellan anläggningens faser och jord inkopplar stora motstånd, genom vilka uppladdningen avledes till jorden. Dessa motstånd kunna vara metalliska eller utgöras av vattenstrålar, såsom vår bild fig. 382 visar. Från de tre faserna i det system, som skall skyddas, äro här genom avskiljare och ampèremetrar ledningar neddragna till å isolatorer upphängda metalltallrikar, som träffas av underifrån mot dem uppsprutande vattenstrålar, genom vilka de statiska uppladdningarna avledas till jord. Är nollpunkten av till ledningarna anslutna generatorer eller transformatorer förbunden till jord, har man häruti ett säkert skydd mot detta slag av överspänningar.

Långt farligare för anläggningarna och svårare att värja sig emot äro de hastigt uppträdande överspänningarna eller »stötvågorna». Äro dessa av atmosfäriskt ursprung, kunna de vara beroende på direkta åskslag å en kraftledning. Några fullt tillförlitliga medel att skydda sig mot dylika finnas ej; de åstadkomma ju alltid en större eller mindre förödelse å den plats, som träffas av blixten, men dess bättre äro de mera sällan förekommande. I vanliga fall äro dessa stötvågor endast indirekt beroende av blixturladdningar. Om ett, över en kraftledning befintligt moln är laddat med t. ex. positiv elektricitet, binder det å den under detsamma befintliga delen av kraftledningen en motsvarande mängd negativ elektricitet. Urladdas molnet genom ett blixtslag till jord eller till ett annat moln, blir den å ledningen bundna laddningen fri och rör sig med en hastighet gränsande till ljusets mot de vid ledningens båda ändpunkter befintliga stationerna. För att hindra dessa laddningar att intränga i kraftverken och med sina överspänningar åstadkomma överslag i maskiner och transformatorer, som ju äro svårare att effektivt isolera mot dylika höga spänningar än kraftledningen, anordnar man strax vid intaget till stationerna s. k. överspännings- eller åskskydd.

Ett ganska verksamt skydd mot dessa stötvågor har man i de s. k. drossel- eller dämpspolarna, vilka bestå av luft- eller oljeisolerade solenoider utan järnkärna. Fig. 383 visar en dylik luftisolerad dämpspole, avsedd för en normal spänning av 27 500 volt. Dessa dämpspolar erbjuda den hastigt framträngande stötvågen ett avsevärt induktivt motstånd, så att, om dämpspolen är tillräckligt kraftig, vågen med förhöjd spänning


626TELEGRAFI.
arm, kallad nyckeln eller tangenten. En mängd utföringsformer av telegrafnycklar finnas.

I fig. 655 är en typ avbildad, som kommit till stor användning i Sverige. Den består av en tvåarmad hävstång av metall, rörlig kring en horisontell axel. I ena änden är hävstången försedd med en knapp av isolerande material, i andra änden med en kontaktfjäder. Hävstången påverkas av en spiralfjäder, så att kontaktfjädern i viloläget hålles tryckt mot ett under densamma fast anbragt kontaktstift, klacken. Då hävstångens andra ände nedtryckes med handen, brytes denna kontakt, och fjädern bildar i stället kontakt med ett ovanför densamma anbragt kontaktstift, städet.

I fig. 656 visas en nyckel av amerikansk typ. Den är av mycket smäckrare konstruktion än den svenska nyckeln. Kontaktslutningen i vilo- och arbetsläge bildas vid vardera änden av hävstången.


MORSESYSTEMETS TEKNISKA UTFORMNING.627
Skrivapparaten. Vid de första morseapparaterna registrerades punkterna och strecken såsom upptryckningar i pappersremsan. Denna reliefskrift var dock svår att avläsa, och man övergick snart till att utföra apparaterna, så att tecknen nedskrevos med färg på remsan. Den första färgskriftapparaten konstruerades i Europa år 1854.

Fig. 657 visar en telegrafapparat av den i Sverige hittills mest använda typen. Den är av Telefonaktiebolaget L. M. Ericssons konstruktion. Apparaten består av elektromagneten och skrivanordningen. Elektromagnetankaret är fäst i ena änden av en tvåarmad häv- stång, som hålles i viloläge av den vertikala spiralfjädern, vars spännkraft kan varieras, och som i andra änden är utbildad till en skrivfjäder. Pappersremsan är upplindad på det ovanpå urverket monterade pappershjulet. Remsan är över en styrrulle förd tätt ovanför skrivfjäderns uppböjda ände samt in mellan de båda drivrullarna, vilka genom det inbyggda urverket vridas runt och härvid avlinda remsan med jämn hastighet från pappershjulet. Då elektromagnetankaret attraheras, pressar skrivfjädern pappersremsan upp mot en mot ett färghjul anliggande trissa, vilken härigenom på remsans översida ritar ett streck av större eller mindre längd, alltefter varaktigheten av strömslutningen genom elektromagneten.

Genom de synliga manöverhandtagen på apparatens framsida kan urverket upp- dragas och utlösas och pappersremsans drivrulle sättas i ingrepp med remsan samt färgtrissan sänkas ned intill remsans översida.

Till höger på apparatens fotbräda finnas fyra kontaktskenor, till vilka de båda elektromagnetlindningarna och apparatens inkopplingsklämmor äro anslutna. Genom att med de båda kontaktpropparna förbinda skenorna på olika sätt, kunna lindningarna parallell eller seriekopplas, så att apparaten kan avpassas efter det förhandenvarande motståndet i telegraflinjen, varigenom största känslighet erhålles. Telegrafförbindelsen. Fig. 658 visar principschemat för en morseförbindelse. De båda stationerna A och B äro förenade genom en enkeltrådig linje, inkopplad till hävstången h på resp. stations nyckel N. Klacken k i nycklarna är förbunden med ena änden av skrivapparatens elektromagnetlindning e, vars andra ände är förenad med jordplåten J. Batteriet B, som utgöres av galvaniska element eller ackumulatorer, är med sin ena pol förbunden med städet s och med sin andra med jordplåten.

Vid telegrafering från A till B är förloppet följande. Då nyckeln N på stationen


634TELEGRAFI.
omkastarna i borden sitta små elektriska glödlampor, signallampor, vilka markera, om en linje är upptagen eller ej. Genom lampor markeras även, om expeditionsplatserna äro upptagna i växeln.

Genom ett ovan beskrivet fördelningssystem kan ett fullt rationellt utnyttjande av apparater och personal erhållas, och den senare avpassas efter trafikväxlingarna.

Även de största samlingsstationerna, huvudstationerna, arbeta ur expeditionshänseende i stort sett på detta vis.

Fig. 667 visar en interiör från morsesalen på Stockholms centraltelegrafstation. Man ser telegrafbord med vardera fyra expeditionsplatser, vid vilka mottagningen sker med summerton i hörtelefon under samtidig nedskrivning av telegrammet på skrivmaskin. På andra bordet framifrån expedieras vid en av platserna med morseskrivapparat.


742TELEFONI.
äro genom trådar förbundna med varandra, så att tvenne varandra korsande ledningssystem bildas, såsom vid skenväxlarna, varför kopplingsprincipen är densamma som vid dessa. Genom införandet av jackar har man förutom säkrare kontakt vid kopplingen vunnit, att man på ett begränsat utrymme kan ordna kopplingsmöjligheter för ett betydligt större antal av de numera alltid använda dubbeltrådiga abonnentledningarna, vilka fordra dubbla kontaktpunkter.

En proppväxel för 10 ledningar av svenska telegrafverkets konstruktion visas i fig. 802.

Snörväxlar. Den snabba ökningen i antalet till telefonstationerna anslutna abonnenter framtvingade snart för expeditionen lämpligare växelbord än skenväxlarna. Redan 1879 konstruerades i Amerika de första snörväxlarna, enligt vilkas princip alla större växelbord senare utförts. Hopkopplingen mellan abonnenterna sker vid snörväxlarna med tillhjälp av böjliga ledningssnören försedda med proppar i ändarna, vilka av telefonisten införas i de med de olika abonnentledningarna förbundna jackarna i växelbordet.

Genom uppkomsten av snörväxlar erhöll man möjlighet att i ett enda växelbord inom räckhåll för en telefonist inkoppla upp till ett par hundra ledningar. Då emellertid abonnentantalet snart växte betydligt högre, ordnade man på dessa telefonstationer så, att flera växelbord sattes bredvid varandra, och då samtal önskades mellan abonnenter i skilda växelbord, kopplades mellan borden med särskilda snören, s. k.


TELEFONSTATIONEN. TELEFONVÄXELN.753
tes slutsignalreläet SR2, varför slutsignallampan SL2 slocknar, angivande för telefonisten, att den anropade abonnenten har svarat.

Till varje abonnentledning hör en samtalsräknare (fig. 819). Denna består av en elektromagnet, vilken genom en steghakemekanism påverkar ett räkneverk. För varje tillslag (eller frånslag) av elektromagnetens ankare frammatas räkneverket en enhet. Den anropande abonnentens samtalsräknare påverkas vanligen då ringsignalen utsändes till den begärda abonnenten. Anrop till en upptagen abonnent registreras alltså ej på samtalsräknaren.

Då abonnenterna efter samtalets slut pålägga telefonerna, slå resp. anropsreläer ifrån, och båda slutsignallamporna tändas. Samtidigt tändes även en gemensam observationslampa. Telefonisten vet nu, att båda abonnenterna lagt på telefonerna, varför hon nedkopplar de båda snörena. Härvid slockna lamporna.

Hos övriga centralbatterisystem är signalanordningen i växelbordet annorlunda utformad än i det ovan beskrivna Ericssonska systemet. Vid WESTERN ELECTRICS system, där ju strömmatningen till mikrofonerna sker över transformatorer, äro dessa insatta i snörets a- och b-trådar. Ett särskilt anropsrelä är inkopplat vid svarsjacken.

48-220535. Uppfinningarnas bok. III.


756TELEFONI.
emellertid redan tidigt själva telefonapparaten var av en sådan teknisk fullkomning att en talöverföring över betydligt längre ledningar än som förekommo i de lokala näten var möjlig, uppstodo naturligtvis snart krav på, att en abonnent i ett telefonnät ej skulle vara begränsad till samtalsförbindelse endast inom det egna nätet, utan även skulle kunna hopkopplas med en abonnent i ett annat nät. Man nöjde sig ej med att endast få förbindelse med stationerna inom det närmaste området, vilket snart ordnades genom anläggning av förbindelseledningar, utan krävde samma möjlighet även för de längre bort belägna näten. På så sätt uppstod den s. k. interurbantrafiken, vilken från en

tämligen blygsam början i slutet på 1880-talet särskilt under de senaste årtiondena fått en betydande omfattning, såväl i fråga om avstånd som trafikintensitet. Inom detta område är det särskilt Amerika och Sverige, som måste räknas som föregångsländer De tekniska förutsättningarna för talöverföring över längre linjer behandlas i ett senare kapitel.

För interurbantrafiken äro de olika telefonområdena förenade med interurban- eller riksledningar. Till följd av de oftast stora avstånden kan man av kostnadsskäl ej anlägga riksledningar i så stort antal, att en fullständigt fri trafik, såsom mellan de olika stationerna, i ett och samma nät, kan äga rum. För den skull har man belagt interurbansamtalen med särskild avgift. Denna utgår olika alltefter avståndet mellan näten och den tid, under vilken samtalet pågår. Interurbansamtal beställas på telefonstationen och expedieras sedan i tur och ordning.

Inkopplingen på stationen av en abonnent till en riksledning sker i speciella växel-

Här avslutade jag digitaliseringsarbetet. För denna gång...