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Schutzeinrichtung für Fernmeldeleitungen, insbesondere für Freileitungen am Hochspannungsgestänge
Zum Schutz von hochspannungsbeeinflussten Fernsprechleitungen und der angeschlossenen Teilnehmer sind Schaltungen entwickelt worden, bei welchen an die gemeinsame Erdleitung der Spannungsableiter ein Relais angeschlossen ist, das nach seiner Ansprechzeit die Ableiter kurzschliesst und damit den bleibenden Kurzschluss der Ableiter vermeidet. Nach Ende der Störung schaltet das Relais die Leitungen wieder frei. Das Relais kann sowohl für ein einziges Leitungspaar als auch für eine Gruppe von mit Spannungsableitern ausgerüstete Leitungen verwendet werden.
Es besteht hiebei jedoch die Gefahr, dass bei zu hohen Beeinflussungen, etwa bei Blitzschlag oder bei einer Berührung zwischen Fernmeldeleitung und Hochspannungsleitung, das Relais selbst beschädigt und somit die Schutzwirkung infrage gestellt wird.
Diesem Übelstand wird bei Schutzeinrichtungen der beschriebenen Art erfindungsgemäss dadurch begegnet, dass das die Spannungsableiter kurzschliessende Relais über einen Stromwandler mit niedriger Sättigung gespeist ist, der zwischen einen durch zwischen den Zweigen der Fernmeldeleitung angeordneten Übertrager, Drosseln od. dgl. gebildeten künstlichen Nullpunkt und Erde geschaltet ist. Der Stromwandler besitzt dabei einen'Eisenkern, bei welchem die magnetische Sättigung sehr schnell eintritt. Die Selbstinduktion seiner Primärwicklung ist verhältnismässig klein, so dass mit zunehmendem Strom deren Scheinwiderstand verringert und demzufolge der Spannungsabfall an der Primärseite des Stromwandlers über einen grossen Bereich der Ströme nahezu konstant bleibt.
Die Spannung an der Sekundärseite, also die das Relais steuernde Spannung, bleibt deshalb stets nahezu gleich.
Weitere Einzelheiten der Erfindung, die sich auf die Verwendung eines Gleichstromrelais sowie eines zusätzlichen bei grossen Überbelastungen ansprechenden und dann die gesamte Einrichtung kurzschliessenden Stützrelais beziehen, ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels, u. zw. ist in Fig. 1 ein Schaltungsbeispiel und in Fig. 2a und 2b, im Schnitt bzw. in Seitenansicht, ein Ausführungsbeispiel für die zur Anwendung kommenden Schmelzableiter dargestellt.
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1schlossen ; dieser trennt also die Leitungsseite galvanisch von den Teilnehmerleitungen t und t bzw. den daran angeschlossenen Geräten, z. B. Fernsprechstationen.
Der Übertrager Ü besitzt auf der Hochspan- nungsseite eine Mittelpunktsanzapfungftir den Anschluss der Erdleitung le. In dieser liegt die Primärwick- lung des Stromwandlers W, an dessen Sekundärwicklung das Schutzrelais A angeschlossen ist, dessen Kontakte a und a eine unmittelbare Verbindung zwischen den zu schützenden Leitungen 1 und l und der Erdleitung herstellen und damit die ganze darunter liegende Schutzeinrichtung spannungslos machen können. Diese enthält je Leitungszweig einen doppelten Schmelzableiter S bzw. S, wie er später an Hand von Fig. 2 näher erläutert wird. Auf der Niederspannungsseite ist ebenfalls eine Schutzeinrichtung in Form der beiden Entladungsstrecken N und N vorgesehen, welche bei ihrem Ansprechen die Ferni sprechleitungen t und t erden.
Werden in die beispielsweise an einem Hochspannungsgestänge verlegten
Fernmeldeleitungen 1 und l von der Hochspannungsleitung her Überspannungen induziert oder entstehen in diesenLeitungen infolgeBerührung mit den Hochspannungsleitungen oder infolgeBlitzschlags od. dgl. Über- spannungen, welche den Übertrager und die angeschlossenen Fernmeldeeinrichtungen gefährden können, so
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sprechen dieSchrnsIzableiter S und S darauf an. Diese sind in der Lage, auch stärkste Ströme zur Erde abzuleiten, ohne dabei zerstört zu werden. Beim Ansprechen der Schmelzableiter wird über den Stromwandler Wdas Relais A erregt, welches mitseinenKontakten a und a dieSehmelzableiter und den Übertrager Ü kurzschliesst.
Nach Beendigung der Störung wird das Relais A wieder stromlos, so dass die Kontakte a und a2 wieder geöffnet werden und die Fernmeldeleitung wieder betriebsklar wird.
Beim Ausführungsbeispiel wird ei : 1 Gleichstromrelais A verwendet, welches von der Sekundärspule des Stromwandlers über einen Gleichrichter G gespeist wird, u. zw. deswegen, weil Gleichstromrelais besonders empfindlich sind und eine sehr kurze Ansprechzeit besitzen. Da der wirksame Widerstand der Erdleitung sich auch bei hohen Frequenzen nur wenig erhöht, wird auch bei Blitzschlag, der meist einen sehr steilen Spannungsanstieg auf denLeitungenl und l hervorruft, die Gefahr eines Durchschlages vermindert. Man kann diese Gefahr dadurch weiter vermindern, dass parallel zur Primärwicklung des Stromwandlers W ein Spannungsableiter F geschaltet wird.
Es ist dann in Fig. l noch strichpunktiert ein weiteres Relais B angedeutet, welches mit dem Relais A in Reihe liegen kann und die Aufgabe hat, bei ausserordentlich hohen Strömen die gesamte Schutzeinrichtung und damit auch sich selbst kurzzuschliessen. Das Relais B ist zu diesem Zweck als sogenanntes Stützrelais, also derart ausgebildet, dass seine Kontakte bundb sich in der Schliessstellung mechanisch verriegeln. Dies ist in Fig. 2 durch unter Federzug stehende Sperrklinken für den Relaiskontakt angedeutet. Das Relais B ist so abgestimmt, dass es nur auf wesentlich höhere Spannungen anspricht als das Relais A. Da seine Kontakte nach dem Anziehen festgehalten werden, muss die Anlage später von Hand wieder eingeschaltet werden.
Die Schmelzableiter S 1 und S2 können die aus dem Schnitt gemäss Fig. 2a und der Seitenansicht gemäss Fig. 2b ersichtliche Ausbildung besitzen, bei welchen die Anschlüsse der Leitungen li, 12 eingangs unmittelbar durch einen Schmelzdraht d solcher Stärke verbunden sind, dass dieser Draht nur bei ungewöhnlich hohen und langdauernden Strombelastungen durchschmilzt. Mit den beiden Zuführungen sind Elektroden 0 und o verbunden, zwischen denen die Erdelektrode o liegt, jeweils durch eine Isolierscheibe i bzw. i getrennt. Parallel zum Schmelzdraht liegen hintereinander Lichtfunkenstrecken Sa. Se, Sc. Der Eiektrodenabstand ist so klein wie möglich gewählt.
Ausserdem ist die ganze Konstruktion des aus Schmelzdraht und Spannungsableitern bestehenden"Schmelzableiters"so getroffen, dass möglichst geringe Hohlräume entstehen, alles zu dem Zweck, den Schmelzableiter möglichst hochstromfest zu machen. Bei etwaigen Überschlägen zwischen Elektroden der Funkenstrecken steigt die Innentemperatur und damit auch der im Innern herrschende Luftdruck sehr stark an. Letzterer sucht einen Ausweg. Findet er ihn, so wächst der Lichtbogen unbegrenzt weiter und zerstört in kürzester Zeit selbst die kräftigste Sicherung. Da aber die Ableitung nach Erde während der Dauer eines Kurzschlusses standhalten muss, darf die Lichtbogenenergie nicht zu gross werden.
Aus diesem Grunde ist bei der Ausführung gemäss Fig. 2 der Entladungsraum in mehrere, nämlich drei hintereinander geteilte Funkenstrecken aufgeteilt. Dadurch wird auch bei hohen Ansprechwerten die Ableitung nach Erde während des Erdschlusses gewährleistet. Eine möglichst kleine Öffnung der isolierenden Abstandszwischenlage begünstigt diese Forderung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schutzeinrichtung für Fernmeldeleitungen, insbesondere Freileitungen am Hochspannungsgestänge, wobei ein in der Erdleitung der Schutzeinrichtung liegendes Relais beim Ansprechen über seine Kontakte eine unmittelbare Verbindung zwischen Leitung und Erde herstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Relais (A) über einen Stromwandler (W) mit niedriger Sättigung gespeist ist, der zwischen einen durch zwischen den Zweigen der Fernmeldeleitung (1, 1) angeordnete Übertrager, Drosseln od. dgl. gebildeten künstlichen Nullpunkt und Erde geschaltet ist.