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Anordnung zum Abschalten einer von einem Erdschluss betroffenen Leitung unter
Benutzung von Erdungsdrosseln.
Freileitung'snetze für sehr hohe Spannungen haben im Vergleich mit solchen für mittlere Spannung manchmal geringe Ausdehnung und Kapazität ; das ist besonders der Fall, wenn es sich um Verteilung des sehr hochgespannten Stromes einer Überlandzentrale an wenige grosse Unterstationen handelt. Bei solchen Netzen können wegen der verhältnismässig kleinen Kapazität die Erdschlussströme selbst bei widerstandsfreiem Erdschluss einer Leitung so klein sein, dass sie den Nennstrom der Leitung nicht erreichen, also auch die vorhandenen Überstromauslöser nicht in Tätigkeit setzen ; diese bieten dann in solchen Netzen keinen Schutz, wenn einphasiger Erdschluss eintritt.
Die Einrichtung nach der Erfindung macht aus dem verhältnismässig schwachen Erdschlussstrom einen kräftigen Überstrom. Z'-i diesem Zwecke wird mit dem Netz ein System von Induktionsspulen verbunden, dessen gemeinsamer Nullpunkt an Erde liegt und dessen Anordnung (Gestaltung, Bemessung, Schaltung) so getroffen ist, dass im Fall eines Erdschlusses ein Strom entsteht, der stark genug ist, die Überstromauslöser in Tätigkeit zu setzen. Die bisher üblichen Erdungsdrosseln sind ihrer Bestimmung gemäss so bemessen, dass sie mir einen geringen Strom nach Erde durchlassen. Sie haben vorwiegend den Zweck, statische Ladungen nach Erde abzuleiten.
Auch bei ihnen entsteht im Falle des Erdschlusses ein erhöhter Strom, wie an Fig. 1 erklärt sei : Hier ist t der das Netz Mi, Ma speisende Transformator ; , ist eine zweischenkelige Drossel, deren Nullpunkt geerdet ist. Tritt ein Erdschluss an der Leitung nl ein, dann wird dadurch die Spule d1 kurzgeschlossen. Da die Spule d2 jetzt die volle Netzspannung erhält, so erzeugt sie einen sehr kräftigen magnetischen Fluss durch beide Spulen. Infolgedessen entsteht in der
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erzeugt also einen Strom über den Fehlerkontakt. Es ist nun das Kennzeichen der Einrichtung nach der Erfindung, dass die Spulen so errechnet und bemessen sind, dass dieser Strom grösser ist als der normale Ladestrom der Leitung.
Dieser verstärkte Strom ist dann imstande, auf seinem Weg über die Leitung zur Fehlerstelle die Überstromschalteinrichtung in Tätigkeit zu setzen, so dass die beschädigte Leitungstrecke abgeschaltet wird.
Die in Fig. 1 beschriebene Anordnung, die durch die besondere Bemessung der Spulen vor bekannten Einrichtungen ausgezeichnet sein möge, hat aber nun den Übelstand, dass sie bei normalen Betriebsverhältnissen einen Leerlaufstrom von unerwünschter Grösse aufnimmt, also entsprechend starke Querschnitte erhalten muss. Günstiger ist in dieser Beziehung die in Fig. 2 dargestellte Anordnung. In dieser ist ein Transformator mit denWicklungen pi, p Si, s ; ; als Drossel angewendet, der einen überzähligen unbewickelten Schenkel hat. Die Wirkungsweise ist hier folgende : Die Spule P2 erhält bei Erdschluss des Leiters nl die volle Netzspannung.
Der dadurch erzeugte, gegenüber dem normalen Betrieb nahezu verdoppelte magnetische Fluss wird durch den unbewickelten Schenkel geschlossen, so dass durch den Kern der kurzgeschlossenen Spule kein Kraftfluss strömt. Der erwähnte Kraftfluss erzeugt in der damit verketteten Spule s ; : eine kräftige E. M. K., die im ganzen Sekundärkreis einen starken Strom hervorruft. Dieser aber induziert wieder ein Feld im mittleren Schenkel und so eine kräftige E. M. K. in der Spule pi, wodurch der gewünschte starke Überstrom im geerdeten Leiter und in den Aussehaltvorrichtungen zustande kommt.
Diese Einrichtung hat also zunächst in verstärktem Masse die Wirkung, einen Strom durch die Erdschlussstelle zu senden, der den normalen Ladestrom der Leiter übertrifft. Ferner aber nimmt sie im
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normalen Betrieb einen nur geringen Leerlaufstrom auf gegenüber der Anordnung ohne Sekundärspule nach Fig. 1. Denn die Sekundärspulen sind entsprechend dem österr. Pat. Nr. 83189 gegeneinander geschaltet und weisen in jedem Moment aus der Primärwicklung induzierte Spannungen auf, die einander das Gleichgewicht halten. Es kommt also sekundär bei normalem Betrieb gar kein Strom zustande.
Die Sekundärwicklung hat also eine drosselnde Rückwirkung auf die Primärwicklung, so dass deren Strom-
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richtung nach Fig. 1 kleineren Querschnitt erhalten.
Man kann die Wirkungsweise der bisher üblichen Erdungsdrosseln und des Gegenstandes der Erfindung vereinigen, indem man gemäss der Anordnung nach Fig. 3 normalerweise die Sekundärwicklung Sj, 82 der Erdungsdrossel offen lässt und sie erst schliesst, wenn während einer gewissen Zeit, beispielsweise während zweier Sekunden, in der Sekundärwicklung eine elektromotorische Kraft gewisser Grösse induziert wird. Zu diesem Zweck ist an die Klemmen des Sekundärkreises eine Magnetspule ;/ ; angelegt, die nach gewisser Zeit den Schalter k schliesst.
Statischen Ladungen ist dann bei ihrem Abfliessen nach Erde die hohe Impedanz der Drossel wie bisher üblich entgegengestellt, während Erdschlüsse einige Zeit nach ihrem Bestehen zur Auslösung führen.
Die Erfindung kann auch bei Anordnungen ähnlicher Art verwendet werden, bei denen der Erdschlussstrom von der Erdschlussstelle abgesaugt wird, wenn es sich darum handelt, einen dauernden Leitungsdefekt zu beseitigen, der durch das Absaugen des Stromes nicht behoben werden kann. Eine
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einen erheblich stärkeren Strom. Dadurch entsteht in der Erdschlussstelle statt des phasenverschobenen Erdschlussstromes von verhältnismässig geringer Stärke ein Wattstrom grosser Stärke, der ebenfalls durch den erdgeschlossenen Leiter und damit auch durch in ihm eingebaute Überstromauslöser seinen Weg nimmt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zum Abschalten einer von einem Erdschluss betroffenen Leitung unter Benutzung der bekannten Erdungsdrosseln od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass die Erdungsdrossel od. dgl. so bemessen oder eingerichtet ist, dass sie in dem erdgeschlossenen Leiter einen kräftigen Strom erzeugt, der grösser als der normale Ladestrom der Leitung ist.