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Anordnung zur mehrpoligen Ableitung gleichgerichteter Ströme, insbesondere elektro- statischer Ladungen, an Ein-oder Nehrphasenanlagen.
Die bekannten Erdungsspulen in Ein-oder Mehrphasenanlagen, die für letztere in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt sind, haben bekanntlich den Nachteil, dass sie dem Abfluss von Ladungen aus dem Netze N in die Erde E einen grossen induktiven Widerstand entgegensetzen. Die Ströme in den drei Schenkeln der Spule 1 fliessen zwar beim Abfluss von gleichnamigen Ladungen aus den drei Netzteilen in gleichem Sinne durch alle drei Spulen, so dass sie dem ersten Anschein nach keinen Kraftfluss im Eisenkörper erzeugen können, jedoch tritt unter der Wirkung ihrer Magnetisierung ein starker gemeinsamer Kraftfluss von Joch zu Joch der Erdungsspule ein, der die Grössenordnung von etwa ein Drittel des normalen Kraftflusses jedes Kernes besitzen kann.
Statt Erdungsspulen kann man auch zwischen der Leitung und der Erde Funkenstrecken einschalten, die beim Auftreten von Überspannungen ansprechen und die auf der Leitung liegenden elektrischen Ladungen abführen. Diese Funkenstrecken haben jedoch den Nachteil, dass sie mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung arbeiten und ein gleichmässiges Ansprechen der an die einzelnen Phasen angeschlossenen Funkenstrecken schwer zu erreichen ist.
Die Erfindung betrifft nun eine Anordnung zur mehrpoligen Ableitung gleichgerichteter Ströme (insbesondere elektrostatischer Ladungen) an Ein-oder Mehrphasenanlagen über an die Anlage angeschlossen Induktivitäten (Drosselspule, Transformatoren), wobei die geschilderten Nachteile der bisherigen Anordnungen vermieden sind. Die Anordnung ist dabei in bekannter Weise derart, dass die gleichgerichteten Ströme in die Induktivität an den Anschlüssen an die Ein-oder Mehrphasenanlage hineinfliessen und an dem Sternpunkt oder einem Anzapfpunkt (bzw. einem neutralen Punkt) aus der Induktivität heraustreten und dann in eine Erdleitung fliessen.
Erfindungsgemäss ist an der Induktivität einerseits eine Kompensationswicklung angebracht, die die magnetische Wirkung der gleichgerichteten Ströme kompensiert, während sie die Wirksamkeit der Induktivität gegen das Übertreten eines Stromes von der einen zur andern Leitung der Ein-oder Mehrphasenanlage im wesentlichen nicht vermindert.
Anderseits sind in die Erdleitung noch Ohmsche Widerstände eingeschaltet. Man erreicht auf diese Weise, dass für das Abfliessen der gleichgerichteten elektrostatischen Ladungen zur Erde nur der in der Erdleitung vorhandene Ohmsche Widerstand massgebend ist, während die Betriebsspannung der Leitung an der Erzeugung unzulässiger Ströme durch die Induktivität voll gehindert ist. Die Kompensationswicklung ist am zweckmässigsten in die an den Sternpunkt oder den Anzapfpunkt der Induktivität angeschlossene Ableitung eingeschaltet. Die Kompensationswicklung wird also nur durch den z. B. aus dem Sternpunkt heraustretenden Erdstrom durchflossen, hingegen nicht von dem normalen Magnetisierungs-bzw. sonstigen Belastungsstrom der Induktivität. Dementsprechend wird auch nur die magnetische Wirkung der gleichgerichteten Ströme (z. B.
Erdströme) an den Wicklungen der Induktivität kompensiert.
Fig. 2 der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Kompensations-
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ein Widerstand zur Vernichtung der Energie der abfliessenden elektrostatischen Ladung. Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine ähnliche Anordnung, wobei es sich aber um einen Überspannungsschutz für ein einphasiges Netz handelt. Die vom Magnetisierungsstrom durchflossene Wicklung 1 der Drosselspule ist mit den beiden Enden an das Einphasennetz N angeschlossen. Die Mitte der Wicklung ist über einen Anzapipunkt und über den Widerstand R geerdet. In die Erdungsleitung ist nun wieder die Kompensa- tionswicklung. 2 eingeschaltet.
Da sich bei den vorstehenden Anordnungen die Amperewindungen des Erdstromes in allen drei Schenkeln völlig aufheben, so bildet sich weder ein Fluss im Eisenkern noch ein Jochfluss aus, so dass die Selbstinduktion dieser Anordnung. für. den Erdstrom bis auf das sehr geringe Mass der Streuung zwischen den Wicklungen zurückgeht, die durch gute Verschachtelung ausserordentlich klein gehalten werden kann.
Diese Kompensierung der. Magnetfelder des Erdstromes hindert nicht, dass sich die Felder. für den dreiphasigen Magnetisierungsstrom der Drosselspulen, der zwischen den Phasenleitungen verläuft, vollständig und richtig ausbilden können, denn für deren Stromkreis ist die sekundäre Kompensierungswicklung ausgeschaltet.
Die Kompensierung nach der Erfindung hat noch den Vorteil, dass zwischen dem Netz und der Erde keine dreifach und höher harmonischen Spannungen durch die Sättigung des Eisens auftreten, weil dieselben durch die Gegeneinanderschaltung der Wicklung 1 und 2 bereits im Innern des Transformators vollständig aufgehoben werden. Die Anordnung eignet sich daher besonders gut zur Sternpunktserdung von Netzen. Will man diese widerstandsfrei durchführen, so legt man das Ende der Kompensationswicklung direkt an die Erde. Man kann aber auch, wie in Fig. 2 und 3 einen Widerstand R einschalten, um einerseits die Energie der vom Netz zur Erde fliessenden atmosphärischen Ladungen zu vernichten und anderseits die beim Erdschluss des Netzes auftretenden Erdkurzschlussströme einzudämmen.
Man kann die Anordnung für beliebige Phasenzahl verwenden. Man kann sie entweder auf einem selbständigen Erdungstransformator anordnen ; es ist aber auch möglich, die Kompensationswicklung als dritte Wicklung auf einem Leistungstransformator anzubringen, wobei sie dann in gleicher Weise die Selbstinduktion der vom Sternpunkt zur Erde fliessenden Ströme weitgehend vermindert.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Anordnung zur mehrpoligen Ableitung gleichgerichteter Ströme (insbesondere elektrostatischer Ladungen) an Ein-oder Mehrphasenanlagen über an die Anlage angeschlossene Induktivitäten (Drosselspulen oder Transformatoren), wobei die gleichgerichteten Ströme in die Induktivität an den Anschlüssen an die Ein-oder Mehrphasenanlage hineinfliessen und an dem Sternpunkt oder einem Anzapfpunkt in eine Erdleitung übertreten, dadurch gekennzeichnet, dass in die Erdleitung Ohmsche Widerstände und eine an der Induktivität die magnetische Wirkung der gleichgerichteten Ströme aufhebende Kompensationswicklung eingeschaltet sind.
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