<Desc/Clms Page number 1>
Sicherheitssystem zum selbttätigen Abschalten fehlerhafter Teilstrecken elektrischer
Leitungsnetze.
Das Sicherheitssystem nach dem Stammpatente hat den Zweck, beim Entstehen irgend eines
Leitungsfehlers entweder Signale auszulösen oder direkt die beschädigte Teilstrecke auszuschalten.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine weitere Verbesserung des Sicherheitsystemes, nach welcher die an den Streckenenden eingebauten Transformatoren derart bemessen und geschaltet werden, dass die Kontrolleitung trotz der Potentialdifferenz'zwischen Hauptund Kontrolleiter von Nutzstrom durchflossen wird. Dadurch werden besondere Vorteile sowohl für den Bau der Transformatoren, als auch für die Sicherheit der Wirkung erzielt, insbesondere kann das gesamte Leitungskupfer ausgenutzt werden.
Die Anordnungen eines derartigen Kontrollsystems sind in der Zeichnung dargestellt. Fig. I bis 3 zeigen zunächst vorzugsweise Ausführungsformen des Hauptleiters und des zugehörigen Kontrolleiters. Fig. 4 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 a und 4 b den zugehörigen Potentialverlauf. Fig. 5 zeigt eine Leitungsanordnung mit mehreren Kontrolleitern.
In den Fig. i bis 3 sind schematisch einige Ausführungsformen von Leitungen dargestellt, in welcher Form der Kontrolleiter als kleiner Teil des Hauptleiters angeordnet sein kann.
I bezeichnet den Hauptleiter, 2 den Kontrolleiter, 3 die Isolation zwischen Haupt-und Kontrollleiter. Die Isolationsstärke wird vorteilhaft sehr gering gewählt, da die Spannung zwischen Hauptund Kontrolleiter, und zwar je nach der Empfindlichkeit der Apparate, im Vergleich zur Betriebs-
EMI1.1
ist der Kontrolleiter 2 an beliebiger Stelle in den Hauptleiter eingebettet.
In den Fig. 4 und 5 sind beispielsweise einige Ausführungsformen des Kontrollsystems, und zwar für eine einpolige bzw. einphasige Hauptleitung dargestellt. Für die Rückleiter bzw. jede der übrigen Phasen ist die Kontrollanordnung die gleiche.
In den Figuren bedeuten die ungefederte Pfeile elektrische Ströme, die gefiederten Pfeile die Strom-bzw. Induktionsverhältnisse bei normalem Betriebe, die gestrichelt gezeichneten Pfeile dieselben Verhältnisse im Falle der Störung.
In Fig. 4 ist der zu kontrollierende Hauptleiter mit-r bezeichnet,. s stellt die zugeordnete Kontrolleitung dar. Die Isolation 3 ist nicht besonders dargestellt. Die Schalter sind mit 4 bzw. 4', die Auslöseapparate mit 5 bezeichnet. Sie sind vorteilhaft als Differentialapparate ausgebildet.
Der Kontrolleiter 2 ist in dem Punkte 6 an den Hau'ptleiter zu beiden Enden der Teilstrecke angeschlossen. Die Stromverteilungspunkte (Speisepunkte, Stationstransformatoren usw.) sind mit 7 bezeichnet. Vor jedem Streckenende des Kontrolleiters 2 sind Transformatoren 8 eingeschaltet, deren dick gezeichnete Primärseiten in der Hauptleitung, deren dünn gezeichnete Sekundärseite jedoch in der Kontrolleitung liegen. Durch die besondere, nachfolgend beschriebene Anordnung dieser Transformatoren wird die diese Erfindung kennzeichnende Wirkung erreicht.
Die Transformatoren sind so gebaut, dass ihr Übersetzungsverhältnis nach Grösse oder Wicklungssinn von dem Verhältnis der Leitungswiderstände (Impedanzen) der einander zugeordneten Haupt-und Kontrolleiter abweicht. Durch diese Abweichung des Transformatoren- Übersetzungsverhältnisses von dem Widerstandsverhältnis der Leiter erhält die Kontrolleitung
<Desc/Clms Page number 2>
im normalen Betriebe einen Strom aufgedröckt, welcher von dem natürlichen, durch die Impedanzen allein gegebenen Strom abweicht. Auf diesen besonderen durch die kombinierte Mitwirkung beider Transformatoren einer Teilstrecke bestimmten Strom bzw. auf den hiedurch bedhinten zwangsweisen Gleichgewichtszustand zwischen Haupt-und Kontrollstrom werden die Auslo eapparate 5 eingestellt.
Was das zweckmässige Übersetzungsverhältnis der Transformatoren anbetrifft, so i, t ihre primäre Windungszahl so gering als möglich) die sekundäre Windungszahl aber so hemessen, dass eine geeignete Zus'atzspannung im Kontrolleiter erzeugt wird. Diese Zusatzspanl1ul1g ist im Verhältnis zur Betriebsspannung der Leitung verhältnismässig gering, aber erheblich im Ver- hältnis zu dem in dem zugehörigen Hauptleiter vorkommenden betriebsmässigen Spannungsabfall.
Die Sekundärseite der beiden zu einer Teilstrecke gehörigen Transformatoren 8 kÖnnen
EMI2.1
leiter 2 in Abhängigkeit von der Schaltung der Transformatorenwicklung. Sind die Transformatoren unter sich gleich gerichtet, so schneiden die Linien b und c des Spannungsver ! aufes im Kontrolleiter 2 die Linie a des Spannungsverlaufes im Hauptschalter I. Sind dagegen. wie in Fig. 4 b, die Transformatorenwicklungen untereinander entgegengesetzt gewickelt. so schneiden die Spannungslinien d und e die Spannungslinie a des Hauptleiters nicht.
Was nun die Abschaltung der Differentialrelais 5 im Fehlerfalle anbetrifft, so lassen bei normalem Betriebe die Transformatoren 8 in dem Kontrolleiter 2 eine zur Stromstärke im Haupt- schalter I in einem bestimmten Verhältnis stehende Stromstärke zu. Auf dieses Verhältnis sind die Differentialrelais 5 der betreffenden Kontrollstrecke abgestimmt. Bei einer Stromentweichung infolge einer Isolationsstörung wird zunächst das Gleichgewicht der Stromverhältnisse in den vier Spulen der beiden Zusatztransformatoren 8 gestört. Die eingezeichneten Strom-und Induktionspfeile zeigen beispielsweise an, dass die Induktion im rechten Transformator s umgekehrt wird.
Dadurch wird eine Gegen-EMK. erzeugt, die den Strom im Kontrolleiter 2
EMI2.2
Hauptleiter I durchschlägt, arbeitet jeder Transformator für sich allein auf seine Stromschleife I, 2 und die Fehlerstelle r6. Dadurch wird ebenfalls auf alle Fälle das Gleichgewicht der beiden Differentialreláis 5 aufgehoben und die Schalter 4 zur Auslösung gebracht. Es ist also für die Sicherheit der Wirkung vollkommen gleichgiltig, ob auch und wo die Isolation zwischen-r und 2 durchschlägt.
Bei der Anordnung nach Fig. 5 sind zwei oder mehrere Kontrolleiter, vorteilhaft in den Hauptleiter eingebettet, angeordnet. Die Sekundärspulen der Transformatoren 3 sind nicht nur an jedem Teilstreckenende, sondern auch für jede Kontrolleitung 2 und 2' im verkehrten Sinne wirksam, wie dies die gefiederten Pfeile der Induktion andeuten. Diese Wirkung kann sowohl durch verschiedenen Schaltungssinn als auch durch verschiedenes zahlenmässiges Übersetzungsverhältnis der beiden Transformatoren eines Kontrolleiters erzielt werden.
Dadurch wird nun erreicht, dass trotz der Erzeugung einer erheblichen Potentialverschiebung im Kontrollleiter der Einfluss der Stromwandler 8 auf den Stromdurchgang in den Kontrolleitungen 2 und 2' bei normalem Betriebe klein ist, so dass diese Leitungen entsprechend ihrem Querschnitt mehr oder weniger voll an der Stromleitung teilnehmen können. Diese Ströme der beiden Kontrollleitungen 2 und 2'sind nun in diesem Ausführungsbeispiel an jedem Teilstreckenende durch ein Differentialauslöseorgan 5 geführt, das sie im normalen Betriebe im Gleichgewicht halten.
EMI2.3
Transformatoren 8 infolge der verschiedenen Schaltung der Sekundärspulen in den beiden Kontrolleitungen 2 und 2'die Spannungsverteilung und somit das Störkeverhältnis der Ströme. so dass dieselben die beiderseitige Auslösung der Schalter 4 durch die Differentialrelais 5 bewirken.
Gleichgiltig ist es hiebei) ob die Isolierung der Kontrolleiter 2 und 2'gegen den IIauptleiter durchschlägt oder nicht, ebenso wie bei den übrigen Ausführungsformen.