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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung zur „in situ”-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl aus Ölsand-Lagerstätten. Die Vorrichtung umfasst wenigstens eine elektrische Leiterschleife, welche einen Hinleiter und einen Rückleiter sowie einen dazwischen geschalteten Induktor aufweist, wobei zumindest der Induktor wenigstens teilweise oder vollständig in der Ölsand-Lagerstätte angeordnet ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen Wechselstromgenerator, welcher mit der wenigstens einen Leiterschleife über wenigstens zwei elektrische Kontaktstellen elektrisch verbunden ist. Der Wechselstromgenerator umfasst einen Transformator mit wenigstens einer Primär- und wenigstens einer Sekundärwicklung.
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Bitumen oder Schwerstöl können aus Ölsand- oder Ölschiefer-Lagerstätten, welche der Einfachheit halber im Weiteren nur noch als Ölsand-Lagerstätten oder Reservoir bezeichnet werden, im Tagebau oder durch „in situ”-Förderung abgebaut werden. Eine „in situ”-Förderung umfasst das Einbringen von Lösungs- bzw. Verdünnungsmitteln und/oder das Erhitzen des Erdreichs der Ölsand-Lagerstätte, um das Schwerstöl oder Bitumen fließfähig zu machen und abpumpen zu können. Eine weit verbreitete Methode zur „in situ”-Förderung basiert auf dem SAGD(Steam Assisted Gravity Drainage)-Verfahren. Dabei wird Wasserdampf unter hohem Druck in das Erdreich durch ein innerhalb des Reservoirs horizontal verlaufendes Rohr eingebracht. Das erhitzte, fließfähige Schwerstöl oder Bitumen sickert zu einem zweiten, z. B. etwa 5 m tieferen Rohr, durch welches, es abgepumpt bzw. gefördert wird.
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Aus der
DE 102007040605 B3 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem die Erwärmung des Erdreichs einer Ölsand-Lagerstätte induktiv über ein elektrisches/elektromagnetisches Heizverfahren erfolgt. Mit dem Verfahren ist das Aufheizen von unkonventionellem schwerem Öl mit Viskositäten von z. B. 5°API bis 15°API von Temperaturen von etwa 10°C Umgebungstemperatur auf bis zu 280°C möglich. Dadurch kann das Öl in einem durch die Verbesserung der Fluidität gravitativen Prozess zur unteren nichtpermeablen Grenzschicht des Reservoirs fließen und von dort mittels bekannter Drainage-Produktionsrohre abfließen, um entweder mittels Anhebepumpen an die Erdoberfläche gepumpt oder durch den im Reservoir durch Beheizung und/oder Dampfeinbringung aufgebauten Druck schwerkraftüberwindend an die Oberfläche gefördert zu werden.
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Der elektromagnetische Heizprozess kann insbesondere mit einem Dampfprozess kombiniert sein, welcher für eine verbesserte Permeabilität und/oder Leitfähigkeit sorgt. Es ist auch möglich, die Dampfstimulation durch das Produktionsrohr zu Beginn der Aufheizphase oder später zyklisch erfolgen zu lassen.
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Das elektrische/elektromagnetische Heizverfahren wird mit Hilfe wenigstens einer elektrischen Leiterschleife durchgeführt, welche von einem Wechselstromgenerator mit elektrischer Leistung bzw. Wechselstrom/-spannung versorgt wird. Dadurch ist eine „in situ”-Förderung unter Tage in Tiefen von bis zu mehreren 100 Metern möglich. Die Leiterschleife in Verbindung mit dem Wechselstromgenerator bildet im stromdurchflossenen Zustand einen resonanten Schwingkreis, welcher in der Umgebung der Leiterschleife im Reservoir ein Wechselmagnetfeld ergibt, durch das Wirbelströme in der Umgebung der Leiterschleife erzeugt werden. Die Wirbelströme führen zu einer Erwärmung des Reservoirs und somit zu einer Verflüssigung des Schwerstöls oder Bitumen.
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Um eine gute Heizleistung im MW-Bereich zu erreichen, muss die Leiterschleife mit einer elektrischen Spannung von bis zu 10 kV oder sogar größer vom Wechselstromgenerator versorgt werden. Dies bedeutet, dass die elektrische Spannung von bis zu 10 kV oder größer an Anschlussklemmen anliegt, welche die Leiterschleife mit dem Wechselstromgenerator elektrisch verbinden, und dass die Spannung frei gegen das Erdpotential driften kann. Um elektrische Durchschläge bzw. Lichtbögen von einem Anschluss der Leiterschleife gegen das umliegende Erdreich zuverlässig zu verhindern, ist eine Spannungsfestigkeit um einen Faktor X, welcher z. B. das 2 bis 10 sein kann, höher als die maximale Klemmspannung auszulegen. Dies führt zu einem hohen Isolationsaufwand und hohen Kosten.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung zur „in situ”-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl aus Ölsand-Lagerstätten anzugeben, welche den Isolationsaufwand und damit eventuell verbundene Kosten verringern. Dabei soll auch bei hohen elektrischen Heizleistungen eine zuverlässige Isolation der Klemmen gegenüber der Umgebung gegeben sein.
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Die angegebene Aufgabe wird bezüglich der Vorrichtung zur „in situ”-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl aus Ölsand-Lagerstätten mit den Merkmalen des Anspruchs 1, und bezüglich des Verfahrens zur Verwendung der Vorrichtung zur „in situ”-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl aus Ölsand-Lagerstätten mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens zur Verwendung der Vorrichtung zur „in situ”-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl aus Ölsand-Lagerstätten gehen aus den jeweils zugeordneten abhängigen Unteransprüchen hervor. Dabei können die Merkmale des Hauptanspruchs mit Merkmalen der Unteransprüche und Merkmale der Unteransprüche untereinander kombiniert werden.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur „in situ”-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl aus Ölsand-Lagerstätten umfasst wenigstens eine elektrische Leiterschleife, welche einen Hinleiter und einen Rückleiter sowie einen dazwischen geschalteten Induktor aufweist bzw. umfasst. Der Induktor ist wenigstens teilweise oder vollständig in der Ölsand-Lagerstätte angeordnet. Die Hin- und Rückleiter können auch als Induktor wirken oder diesen identisch ergeben, wobei die Leiterschleife im letzteren Fall aus einem durchgehenden Leiter ausgebildet ist. Im Weiteren wird der Einfachheit halber ein Hinleiter und ein Rückleiter sowie ein dazwischen geschalteter Induktor beschrieben, auch wenn Hin- und Rückleiter als Induktor wirken oder diesen identisch ergeben. Unter einem Hinleiter und einem Rückleiter sowie einem dazwischen geschalteten Induktor ist somit sinngemäß auch ein Hin- und ein Rückleiter zu verstehen, welche als Induktor wirken oder diesen identisch ergeben. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Wechselstromgenerator, welcher mit der wenigstens einen Leiterschleife über wenigstens zwei elektrische Kontaktstellen elektrisch verbunden ist. Der Wechselstromgenerator umfasst dabei einen Transformator mit wenigstens einer Primär- und wenigstens einer Sekundärwicklung. Die wenigstens eine Sekundärwicklung weist einen Mittelabgriff auf, an welchem ein Erdpotential UE elektrisch angelegt ist.
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Durch das Anlegen des Erdpotentials UE bzw. einer Erdung des Mittelabgriffs wird die maximale elektrische Ausgangsspannung, welche zwischen den Kontaktstellen über der Leiterschleife anliegt, auf z. B. die halbe maximale Ausgangsspannung begrenzt. Dadurch wird ein erheblich kleinerer Isolationsbedarf für die Kontaktstellen gegenüber dem Erdreich in der Umgebung notwendig, um effektiv und zuverlässig Durchschläge bzw. Lichtbögen zu verhindern. Mit dem geringeren Isolationsbedarf sind auch geringere Kosten verbunden. Ein freies Driften der Spannung an den Kontaktsellen gegenüber der Umgebung bzw. dem Erdreich wird effektiv unterbunden.
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Das Erdpotential UE kann elektrisch über eine galvanische Verbindung an den Mittelabgriff passiv angelegt sein, was zu einer einfachen und kostengünstigen Lösung des Problems führt. Alternativ kann das Erdpotential UE schaltungstechnisch über eine elektrische Schaltung aktiv an den Mittelabgriff angelegt sein. Dadurch wird eine schaltungstechnische Steuerung oder Regelung entsprechend den Verfahrensanforderungen möglich.
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Alternativ oder zusätzlich zum Mittelabgriff an der wenigstens einen Sekundärwicklung, an welchem ein Erdpotential UE elektrisch angelegt ist, weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur „in situ”-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl aus Ölsand-Lagerstätten mit den zuvor beschriebenen Merkmalen mit oder ohne Mittelabgriff, an der Leiterschleife an einer Stelle räumlich entfernt vom Wechselstromgenerator elektrisch angelegt ein Erdpotential UE auf. Die Vorteile sind analog den Vorteilen verbunden mit einem Erdpotential UE an einem Mittelabgriff an der wenigstens einen Sekundärwicklung, wie sie zuvor beschrieben wurden.
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Das Erdpotential UE kann räumlich in einem Bereich an der Leiterschleife, insbesondere am Induktor angelegt sein, welcher am weitesten vom Wechselstromgenerator entfernt ist. In der Regel ist die am weitesten entfernte Stelle im Bereich der halben Länge der Leiterschleife. Eine Erdung an dieser Stelle ergibt eine maximal mögliche Begrenzung der maximalen elektrischen Ausgangsspannung, welche zwischen den Kontaktstellen über der Leiterschleife anliegt. Der Isolationsbedarf der Kontaktstellen kann so reduziert sein.
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Über den Induktor kann eine Spannung UH im Bereich von größer 10 kV zum induktiven Heizen der Ölsand-Lagerstätte angelegt sein. Dies kann eine Heizleistung im Bereich von MW ergeben und somit ausreichend, um das Erdreich derart aufzuheizen, dass Bitumen oder Schwerstöl fließfähig wird. Der Transformator kann als Anpassungstransformator zur Transformation einer Ausgangsspannung UA auf eine Spannung im Bereich der Spannung UH ausgelegt sein.
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Der Induktor kann eine Länge von größer 1 km, insbesondere von größer 5 km aufweisen. So kann genügend Erdreich vom Induktor aufgeheizt werden, um eine übliche Ölförderung aus Ölsand-Lagerstätten zu gewährleisten.
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Mit Ausnahme einer Stelle am Wechselstromgenerator und/oder einer Stelle der Leiterschleife räumlich entfernt vom Wechselstromgenerator, an welcher jeweils das Erdpotential UE angelegt sein kann, kann die elektrische Leiterschleife vollständig gegenüber der Ölsand-Lagerstätte elektrisch isoliert sein. Insbesondere das Erdpotential UE kann so angelegt sein, dass ein Heizen der Ölsand-Lagerstätte über die elektrische Leiterschleife rein oder zumindest im Wesentlichen rein induktiv erfolgt. Die wenigstens eine Primärwicklung kann galvanisch von der wenigstens einen Sekundärwicklung getrennt sein. Die Primärwicklung kann elektrisch mit Stromrichtern verbunden sein. Der Wechselstromgenerator kann als HF-Generator ausgelegt sein, mit einer elektrischen Leistung im Bereich von ein bis mehreren MW bei 5 bis 200 kHz, insbesondere 50 kHz. Diese Anordnung und Werte ermöglichen eine optimale Aufheizung der Ölsand-Lagerstätte zur Förderung von Bitumen oder Schwerstöl.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren, insbesondere unter Verwendung der zuvor beschriebenen Vorrichtung, umfasst das Anlegen des Erdpotentials UE an einer Stelle der Sekundärwicklung und/oder an einer Stelle der Leiterschleife räumlich entfernt vom Wechselstromgenerator, wobei die Spannung zwischen den Kontaktstellen auf einen Wert verringert wird, welcher kleiner dem Wert einer Ausgangsspannung ohne angelegtem Erdpotential UE ist. Die Spannung zwischen den Kontaktstellen kann auf einen Wert verringert werden, welcher im Wesentlichen halb so groß ist wie der Wert einer Ausgangsspannung ohne angelegtes Erdpotential UE.
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Die mit dem Verfahren zur Verwendung einer zuvor beschriebenen Vorrichtung zur „in situ”-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl aus Ölsand-Lagerstätten verbundenen Vorteile sind analog den Vorteilen, welche zuvor im Bezug auf die Vorrichtung beschrieben wurden.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit vorteilhaften Weiterbildungen gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
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Es wird in den Figuren dargestellt:
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1 ein perspektivischer Ausschnitt aus einem Ölsand-Reservoir 1 mit einer im Reservoir 1 verlaufenden elektrischen Leiterschleife 2, und
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2 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur „in situ”-Förderung von Bitumen oder Schwerstöl aus Ölsand-Lagerstätten 1 entsprechend der 1.
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In der 1 ist eine als Reservoir bezeichnete Ölsand-Lagerstätte dargestellt, wobei für die weiteren Betrachtungen immer eine quaderförmige Einheit 1 mit der Länge l, der Breite w und der Höhe h beschrieben wird. Die Länge l kann z. B. bis zu einigen 500 m, die Breite w 60 bis 100 m und die Höhe h etwa 20 bis 100 m betragen. Zu berücksichtigen ist, dass ausgehend von der Erdoberfläche E ein „Deckgebirge” der Stärke s bis zu 500 m vorhanden sein kann.
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Bei Realisierung des SAGD-Verfahrens ist in bekannter Weise, und der Einfachheit halber nicht dargestellt, in dem Ölsand-Reservoir
1 der Lagerstätte ein Injektionsrohr für Dampf- oder Wasser/Dampf-Gemisch und ein Förderrohr für das verflüssigte Bitumen oder Öl vorhanden, wie aus dem Stand der Technik z. B.
DE 102007040605 B3 bekannt ist.
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Die in 1 dargestellte Anordnung bzw. Vorrichtung, welche unter anderem eine im Reservoir 1 teilweise oder vollständig angeordnete Leiterschleife 2 umfasst, ist zur induktiven Heizung des Reservoirs 1 vorgesehen. Dies kann zusätzlich oder alternativ zu einem bekannten Aufheizen mit z. B. Wasserdampf erfolgen. Die im Boden verlegte Leiterschleife 2, welche z. B. eine Länge von einigen hundert Metern bis hin zu mehreren Kilometern aufweisen kann, umfasst einen Hinleiter 10 und einen Rückleiter 20 sowie einen Induktor 15. Der Hinleiter 10 und der Rückleiter 20 sind nebeneinander, insbesondere ins Erdreich hinein bzw. heraus geführt und der Induktor 15 ist elektrisch zwischen dem Hin- und Rückleiter 10, 20 geschaltet. In der Regel ist der Induktor 15 aus einem im Wesentlichen U-förmigen Leiter aufgebaut, welcher im Erdreich horizontal geführt ist, wobei beide Teile der U-Form in derselben Tiefe geführt sind oder übereinander liegen.
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Der Induktor 15 kann durchgängig aus einem Leiter ausgebildet sein oder aus zwei Leitern aufgebaut sein, welche am U-förmigen Ende über ein Element innerhalb oder außerhalb des Reservoirs 1 miteinander verbunden sind. Unter Leiter wird in diesem Zusammenhang im Weiteren immer elektrischer Leiter verstanden. Die Leiter 10 und 20 werden am Anfang vertikal oder in einem flachen Winkel in das Erdreich hinunter geführt. Typische Abstände zwischen den Hin- und Rückleitern 10, 20 und/oder den zwei Teilen des Induktors 15 sind 5 bis 60 m bei einem Außendurchmesser der Leiter von 10 bis 50 cm. Die Leiter 10, 15 und 20 können auch aus einem durchgängigen Leiter oder aus Leiterteilen ausgebildet sein. Statt Hin- und Rückleiter 10, 20 kann auch der Induktor 15 deren Aufgabe erfüllen bzw. entsprechend deren Verlauf ins Erdreich geführt sein und diese ersetzen.
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Ein HF-Generator 30, der in einem externen Gehäuse unterge- bracht sein kann, ist z. B. über Anschlussklemmen elektrisch mit der Leiterschleife 2 verbunden und versorgt diese mit elektrischer Leistung. In 1 sind die Anschlussklemmen nicht dargestellt, da sich diese im Gehäuse mit dem HF-Generator 30 befinden.
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Eine elektrische Doppelleitung, wie sie z. B. aus der
DE 102007040605 B3 bekannt ist, kann als Leiter
10,
20 und
15 verwendet werden. Eine Doppelleitung, mit den vorstehend genannten typischen Abmessungen, weist einen Längsinduktivitätsbelag von 1.0 bis 2.7 μH/m auf. Der Querkapazitätsbelag liegt bei den genannten Abmessungen bei nur 10 bis 100 pF/m, so dass die kapazitiven Querströme zunächst vernachlässigt werden können. Dabei sind Welleneffekte zu vermeiden. Eine Wellengeschwindigkeit einer elektrischen Welle ist durch den Kapazitäts- und Induktivitätsbelag der Leiteranordnung gegeben.
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Die charakteristische Frequenz der Anordnung ist bedingt durch die Schleifenlänge und die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit entlang der Anordnung der Doppelleitung 10, 15, 20. Die Schleifenlänge ist daher so kurz zu wählen, dass sich hier keine störenden Welleneffekte ergeben. Die Verlustleistungsdichteverteilung in einer Ebene senkrecht zu den Leitern – wie sie sich bei gegenphasiger Bestromung des oberen und unteren Leiters ausbildet – nimmt radial ab.
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Für eine induktiv eingebrachte Heizleistung von 1 kW pro Meter Doppelleitung wird bei 50 kHz eine Stromamplitude von etwa 350 A für niederohmige Reservoirs mit spezifischen Widerständen von 30 Ω·m und etwa 950 A für hochohmige Reservoirs mit spezifischen Widerständen von 500 Ω·m benötigt. Die erforderliche Stromamplitude für 1 kW/m fällt quadratisch mit der Anregungsfrequenz. d. h. bei 100 kHz fallen die Stromamplituden auf 1/4 der obigen Werte. Bei einer mittleren Stromamplitude von 500 A bei 50 kHz und einem typischen Induktivitätsbelag von 2 μH/m beträgt der induktive Spannungsabfall etwa 300 V/m.
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Mit den oben genannten Gesamtlängen der Doppelleiter 10, 15, 20 würde sich der gesamte induktive Spannungsabfall auf Werte > 100 kV aufsummieren. Solch hohe Spannungen müssen vermieden werden, um Überschlagsgefahren insbesondere zwischen den Anschlussklemmen zu reduzieren und um keine großen Isolationsschichtdicken zu benötigen. Die Anschlussklemmen müssen gegen das Reservoir 1 hochspannungsfest isoliert sein, um einen resistiven Stromfluss zu unterbinden. Dicke Isolationsschichten führen zu hohem Materialaufwand und Kosten.
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Eine Lösung des Problems kann erfindungsgemäß in der Erdung einer Stelle der Leiterschleife 2 in einem Bereich 15 oder durch eine Erdung eines Mittelabgriffs 70 einer Sekundärwicklung SE eines Transformators 50 des Leistungsgenerators 30 erfolgen. Letzteres ist durch die in 2 schematisch dargestellte Schaltung möglich. Die Leiterschleife 2 umfasst die Hin- und Rückleiter 10, 20 und den Induktor 15. Die Hin- und Rückleiter 10, 20 können auch als Induktor 15 wirken oder diesen identisch ergeben, wobei die Leiterschleife 2 im letzteren Fall aus einem durchgehenden Leiter ausgebildet ist. Die Leiterschleife 2 ist über Anschlussklemmen 40, 40' an einen Transformator 50 elektrisch angeschlossen. Der Transformator 50 kann eine Ausgangsspannung UA an eine Spannung UH mit einer Frequenz anpassen, welche optimal für das induktive Heizen mit der Leiterschleife 2 ist. Diese ist wie zuvor beschrieben abhängig von z. B. Maßen wie Länge, Querschnitt bzw. Aufbau der Leitungen oder Doppelleitungen 10, 15, 20 und Frequenz.
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Der Transformator 50 ist z. B. aus einer Primärspule PR und einer Sekundärspule SE aufgebaut. Die Primärspule PR wird von einer Strom-/Spannungsversorgung 60 mit elektrischer Leistung versorgt, mit einer Ausgangsspannung UA. Die Ausgangsspannung UA wird durch den Transformator 50 auf eine Spannung UH zum heizen des Induktors 15 transformiert, wobei in dieser Betrachtung Spannungsverluste an der Hin- und Rückleitung 10, 20 der Einfachheit halber vernachlässigt sind. Letztere würden additiv mit der Spannung UH die an der Sekundärspule SE zu erhaltende bzw. zu transformierende Spannung ergeben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Mittelabgriff 70 an der Sekundärspule SE. An den Mittelabgriff 70 ist ein Erdpotential UE elektrisch angelegt, d. h. er ist geerdet. Ohne den Mittelabgriff 70 und mit einer vollständigen Isolation der Leiter 10, 20, 30, läge an den Anschlussklemmen 40, 40' die volle Spannung UH an, welche im Maximum in Relation zum Erdpotential UE im Bereich größer 10 KV sein kann und frei driften würde. Durch einen geerdeten Mittelabgriff 70 wird die Potentialdifferenz zwischen Induktor 15 bzw. Hin- 10 und Rückleiter 20 und umliegenden Erdreich sicher auf die Hälfte der Spannung UH zwischen den Anschlussklemmen 40, 40 begrenzt. Ohne eine Festlegung des Potentials am Mittelabgriff 70 oder am gegenüberliegenden Ende er Leiterschleife 2 könnte das Potential der Leiterschleife frei driften und so an einem Zweig an der Hin- oder Rückleiterseite höhere Spannungen als die halbe Spannung UH zum umgebenden Erdreich annehmen, was zu Überschlägen bzw. Lichtbögen führen könnte. Je nach Anordnung des Mittelabgriffs 70 an der Sekundärspule SE können auch andere als halbe Spannungswerte an den Anschlussklemmen 40, 40' erreicht werden. Dies hängt von der Aufteilung der Sekundärspule SE in zwei Teile durch den Mittelabgriff 70 ab. Eine maximale mögliche Reduktion der an den Anschlussklemmen 40, 40' anliegenden Spannung ist aber der halbe Wert der Spannung UH, welcher bei Teilung der Sekundärspule SE in zwei gleiche Teile durch den Mittelabgriff 70 erhalten wird.
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Eine alternative Möglichkeit zur Reduktion der maximal an den Anschlussklemmen 40, 40' gegenüber der Umgebung anliegenden Spannung ist der Einfachheit halber in den Figuren nicht dargestellt. Anstelle oder zusätzlich zu einem Mittelabgriff 70, wie er in 2 dargestellt ist, kann der Induktor 15 und/oder die Hin- bzw. Rückleitung 10, 20 eine Stelle aufweisen, an welcher ein Erdpotential UE angelegt ist bzw. welche geerdet ist. Dies kann erfolgen, indem die Isolation an einem ansonsten vollständig gegenüber dem Erdreich elektrisch isolierten Leiter 10, 15, 20 an der Stelle unterbrochen ist. Eine Maximale Reduktion der maximal an den Anschlussklemmen 40, 40' anliegenden Spannung UH erfolgt analog dem Ausführungsbeispiel des Mittelabgriffs 70 bei einem Anlegen des Erdpotentials bzw. der Spannung UE an einer Stelle, welche räumlich maximal von den Anschlussklemmen 40, 40' entfernt ist. Bei einem Induktor 15 mit einer U-Form, wie er z. B. in 1 dargestellt ist, dessen zwei gleichen Teile durch ein U-förmiges Ende miteinander verbunden sind, ergibt eine Erdung der Stelle 15 mit dem U-förmigen Ende die maximale Reduktion des maximal an den Anschlussklemmen 40, 40' anliegenden Potentials. Eine Erdung erfolgt in der Regel sinnvoller Weise nur an einer von zwei möglichen Stellen in der Leiterschleife 2, am Mittelabgriff 70 der Sekundärwicklung oder an der gegenüberliegenden Stelle in der Leiterschleife 2 selbst. Werden andere Stellen, wie z. B. Stellen im Hin- 10 oder Rückleiter 20 auf Erdpotential gezogen bzw. gesetzt, so kann nicht die maximal mögliche Reduktion der Spannung zwischen Induktor 15 und Erdreich auf den halben Wert der maximal an den Anschlussklemmen 40, 40' anliegenden Spannung UH erzielt werden.
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Sowohl in den in 2 dargestelltem Ausführungsbeispiel mit geerdeten Mittelabgriff 70, als auch in dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel mit einer geerdeten Stelle am Induktor 15 und/oder den Hin- bzw. Rückleitern 10, 20, kann eine Erdung passiv oder aktiv erfolgen. Passiv bedeutet in diesem Zusammenhang, dass über eine elektrische Leitung oder einem direkten elektrischen Kontakt mit der Umgebung eine Erdung erfolgt. Aktiv bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Erdung oder ein Anlegen des Potentials UE über eine geregelte oder gesteuerte elektrische Schaltung erfolgt.
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Die Erfindung ist auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. So können unter anderem auch Kombinationen der Ausführungsbeispiele untereinander und/oder mit Ausführungsbeispielen aus dem Stand der Technik erfolgen. Auch können statt einer Erdung an einer Stelle Erdungen an mehr als einer Stelle günstig sein, je nach Aufbau und Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere bei aktiver Erdung. Auch eine Erdung einer der zwei Kontaktstellen 40, 40' kann erfolgen. Dadurch liegt zwar an der zweiten Kontaktstelle 40 oder 40' das volle Potential UH an, jedoch ist eine Reduktion des Isolationsaufwandes möglich durch Isolation nur der zweiten Kontaktstelle 40 oder 40'.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007040605 B3 [0003, 0025, 0029]
