DE1763131A1 - Verfahren zum UEberlastschutz unter Verwendung von Supraleitern - Google Patents

Verfahren zum UEberlastschutz unter Verwendung von Supraleitern

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DE1763131A1
DE1763131A1 DE19681763131 DE1763131A DE1763131A1 DE 1763131 A1 DE1763131 A1 DE 1763131A1 DE 19681763131 DE19681763131 DE 19681763131 DE 1763131 A DE1763131 A DE 1763131A DE 1763131 A1 DE1763131 A1 DE 1763131A1
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Peter Prof Dipl-Ing Dr Klaudy
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    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/001Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
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    • H02H3/021Details concerning the disconnection itself, e.g. at a particular instant, particularly at zero value of current, disconnection in a predetermined order
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H9/02Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Description

Licentia Patent-Verwaltunge-QabH 6 ltankfurt 70» Sneodor-Stem-Ial 1
[Beleoexempiü:
Herreann/kts P 17 65 131.1-32
19. Des. 1969 (IfT 82/505)
Verfahren sub Überlastschuts unter Verwendung von Supraleitern
DI· Seiiadttug betrifft ein Verfahren sin Oberlastechuts nor-■alleitecder oder supraleitender Apparat·, OerAte, Haeohl· mn oder Leitungen in Gleich- oder WechselBtroeanlagen, bei denen supraleitende in Heine sum Laetstro« geechaltete Leiter oder Leiterelemente lsi Störungsf all durch das duroh. den Stem in den Schutsleitern selbst hervorgerufene Magnetfeld beeinflußt werden.
Die sunehaende Versaachung moderner Strosveraorgungsnetee und die Steigerung der Kraf twerksleletungen machen issier schnellere Abschaltung fehlerliäfter Vetstelle la Störunge· fall nöti«.
Desjentsprechend wurde bereits vorgeschlagen (a. Mao fee:
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- 2 - P 17 65 151.1-52
Slectr. Ine· *·*>· 1962 Applications of superconductivity) in Reihe su den zu schüttenden Einrichtungen (Fig. 2) supraleitende, in eines Dewargefäß G angeordnete Drähte (die im normalleitenden Zustand Beglichst hohen Viderstand besitsen) su schalten und diese so su dimensionieren, daß sie unter normaler Strombelastung supraleitend bleiben (bei Gleichstrom also keinen, bei 50 Hb Wechselstrom nur einen außerordentlich geringen Widerstand besitzen) in fall des Auftretens von Überströmen infolge der hohen Strombelastung oder infolge ihres magnetischen Eigenfeldes in den normalleitenden Zustand Übergehen und dank ihres dadurch erreichten obm* sehen Widerstandes den Kurzsohlußstrom begrenzen· Im. Gegensatz su den in der nachrichtentechnik (bei kleinen Spannungen) bewährten Kryotrons erscheinen solche Einrichtungen für die Starkstrom-, besonders Hoohspannungstechnik, jedoch nicht geeignet. Denn der Übergang von der Supraleitung zur fformalleitung erfolgt «regen der Unmöglichkeit, Drähte mit völlig homogenen Eigenschaften längs ihrer ganzen Ausdehnung su fabrizieren, zunächst stets an einer lokal begrenzten Stelle St (Pig. 3), an der die Drähte D im Dewargefäß G normalleitend werden, sich unter dem Einfluß des starken Kursschlußstromes plötzlich erwärmen und durchbrennen, so daß dort die ganze Het»spannung sur Wirkung kommt und einen Lichtbogen L mit voller Kursschlußleistung erzeugt, der durch den Hauptschalter S ebenso schwer su unterbrechen ist, wie der ohne diese Schutzeinrichtung auftretende Kurzschlußstrom (Tig· 5)·
Es wurden deshalb auch Hochlθ iriuagsschalter mit entsprechenden AuslÖsungtieinrichtungen (Relais usw.) entwickelt, mit denen es möglich ist, Kuroschlußstandzeiten von wenigen Halbwellen (50 - 50 üilli 3ek* Daue>?) zu erreichen. Solche Schalter sind jedoch, weil sie für die Ausschaltung der ge-
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•amten KurMchlußleistung dimensioniert werden müssen, außerordentlich kostspielig.
S:. wäre daher möglich daran su denken, Widerstände R oder Impedanzen, die in noraalem Betriebszustand über einen Schalter S1 (fig· 1) überbrückt sind, im Störungsfall in Heine su den su schützenden Einrichtungen, s. B. einem Kabel K su schalten und den Kursschlußstrom so su begrenzen. Der Hauptschalter Sp wäre dann nicht für den Kurzcchlußstrom, sondern für einen entsprechend niedrigeren Strom su dimen- m sionieren. Es würde jedoch das Abschaltproblem lediglich von Schalter S2 auf den Schalter S^, der für eine hohe Abschaltleistung besessen werden Büßte, verlagert und auch bezüglich der Abschaltseiten ließe sich keine Verbesserung ersielen. Xa 1·teter Zeit wurden Kursschlußbegrensungseinrichtungen enter Zuhilfenahme übersättigter Drosselspulen und Kondensatoren vorgeschlagen (ETZ Ausgabe A 1966, S. 681 - 685), die eine Ausbildung des vollen Kurzschlußstromes im Storungsfall überhaupt verhindern. Solche Einrichtungen sind aber ebenfalln aufwendig und mit hohen Kosten verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe sugrunde, ein Verfahren sum Überlastschutz für normalleitende oder supra- ™ leitende Apparate, Geräte, Maschinen oder Leitungen in Gleichoder Wechselstromanlagen, bei denen supraleitende in Seihe sum Laststrom geschaltete Leiter oder Leiterelemente im Störungsfall durch das durch den Strom in den Schutzleitern selbst hervorgerufene Magnetfeld beeinflußt werden, anzugeben, bei weichem im Störungsfall die Ausbildung des vollen Kurzschlußstromes verhindert wird» Gleichseitig ist es Aufgabe der Erfindung, Einrichtungen ittr Durchführung des Verfahrens anzugeben. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß zu de©, durch den Strom In den Schutz! eltera selbst hör-
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vorgerufenen Magnetfeld «te ioaltellohee, von der Stdrungsgruße, ■· B* des InrseohluBetroei oder Kursschlußstroaanstieg, ■ur Wirkung gebrachtes Magnetfeld von einer solchen GrUBe ■ur Anwendung gelangt« daß die supraleitenden Sehutsdrähte oder Leitereleaente lMnge ihrer Jansen - oder in Hinblick auf den neon Ihre« Quenohen aufsubauenden Widerstand - gentt-gend langen Brstreokung in kOroerer Seit in den normalleitenden Zustand versetst werden, als sich die durch die leldclnwirkung suerat gequenohte Stelle dieser Schutedrähte oder Leitereleaente bis sub SchMlspunkt erwärat.
Die inwendung dea arflndungsgeattBon Terfahrens erscheint nicht nur for den Oberlasteohuta konventioneller Apparate, Maschinen, Geräte und Leitungen, sondern insbesondere auch für einrichtungen, in denen supraleitende Leiter oder tiefgekühlte BelnetMtall-Lelter sur Verwendung gelangen (supraleitende Transformatoren, Maschinen, Kabel usw.) besonders geeignet, weil dann TiefkÜhleinriclitungen rar £raeugung flüssigen Helium oder Wasserstoffs ohnehin an Ort und Stelle sur TerfOgung stehen·
Nachstehend sind einige Ausfühi-ungabeiepiele der Erfindung veranschaulicht.
söhnt«y
Yigur 4 läßt die Kursech T \>ip τ η richtung eines konventionellen (oder auch selbst aus Supraleitern bestehenden) EinphaeenkabelB K erkennen. Ia Innern einer Xrregerspule Sp, durch die der Lelterstroa fließt, befindet eich der tiefgekühlte supraleitende Draht D längs seiner ganaen Länge. Sie Windungssahl der Brregerspule wird so beaeseen, daß bei Überschreitung einer hoohstsugelassenen Stroaetärke des Leitungsstroaes oder eines hoohstHugelassenen Stroaanetieee~
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gradientea, "Quenchen", das heißt Zerstörung der Supraleitfähigkeit des Drahtes D (im folgenden kurs "Löschen" genannt) eintritt. Ua ausreichenden ohm*sehen Widerstand des Drahtes D la gequenchten (normalleitenden) Zustand su erreichen oder um ihn durch radial in ihn eintretende magnetische Kraftlinien innerhalb der Spule Sp su beeinflussen, kann es sweokmäßlg sein, den Draht D innerhalb der Spule Sp multifilar (Fig. 5) oder bifilar (Fig. 6) auszubilden. Durch Wahl des Materials, der Lange und des Querschnittes des Drahtes D, und damit seines Widerstandes im gequenohten Zustand, ist es dann möglich, den Kursschlußstrom der au schüttenden Einrichtung (s. B. eines Kabels) in gewünschter Weise su begrenzen und den Leistungsschalter S für eine kleinere Leistung als die volle Kürssohlußleletung aussulegen.
Bei der Querschnittbemessung des Drahtee D ist darauf su achten, daß er im Bormalbetrieb nicht schon durch das von dem in ihm selbst fließenden Strom an seiner Oberfläche hervorgerufene Magnetfeld gequeneht und in den normalleitenden (widerstandsbehafteten) Zustand übergeführt wird. Dies läßt sich wirtschaftlich in bekannter Weise durch Aufteilung der (Kabel-) Leltungsschleifen auf eine größere Zahl parallel geschalteter Leitungseträngo die sum Verbraucher führen, erreichen, da die an den Oberflächen der Leiter auftretenden magnetischen Feldstärken R mit den Bedien B der Leiter und ihrer Stromdichte S in der Besiehung H · B.B stehen und sich einseine Leiterstränge gegenseitig magnetisch kaum beeinflössen.
Dea £rfindtmgsgedanken entsprechend können auch in der HIn-JJBuL Bückleitung (bei Drehstrom in allen drei Phasen) supraleitende Drähte bsw. Drahtgebllde angewendet werden, die
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• · m
. des Magnetfeld einseiner Lösohapulen oder des Magnetfeld einer gemeinsamen Löeohspule auagesetst «erden, wobei die Löschspulen deren die entsprechenden Leiterströme oder hei Verwendung Ton Stromwandlern - durch Strömt, die Ihnen proportional sind - durchflossen «erden können.
Srfindungsgemäß ist es auch möglich (in vielen Fällen sogar von Vorteil), den Strom sub Aufbau des Lösohfeldes der Erregerapule Sp einem fremden, bei Erreichung eines bestimmten Ansprechfltroeee (Ia, Fig. 8) oder eines bestimmten Stromanstiegwertes ((dl/dt)a Fig. 9) sur Auslösung gebrachten Energiespeicher·, s. B. einer Akkumulatorenbatterie oder einer Kondensatorbatterie su entnehmen· Der Ansprechetromwert I bsw· der Stromanstiegwert (dl/dt)a (vgl. die Figuren 8 und 9) ist dabei so su" wühlen, daß der Leistungsschalter die Abschaltung der su sohiitsenden Leitung vor Erreichung des im Hinblick auf die Verhinderung ihres Quenchens höchst zulässigen Stromwertee ZB (d. h. innerhalb der Zelt tr, Fig· 8 und 9) bewirkt» VIe aus den Figuren 8 und 9 su sehen ist, steht für die rechtseitlge Abschaltung durch den Leistungsschalter im Falle* seiner Steuerung auf Grund des Stromanstiegewertee (dl/dt)a mehr Zeit ty als im Falle seiner Steuerung auf Grund des Stromansprechwertes Ift sur Verfügung.
Figur 7 läßt eine praktische Ausführung dieses Erfindungsgedankens erkennen* Der tiefgekühlte, in einem Dewargefäß untergebrachte supraleitende Schutsdraht D oder ein entsprechendes Drahtgebilde ist in Seihe mit der su schützenden Hinrichtung (s. B. einem Kabel) geschaltet und befindet sich gans im Innern einer ein homogenes Feld ereeugenueu Helmholtsspule Sp· Zur Erreichung; eines möglichst hohen schnell ansteigenden Magnetfeldes in der Helmholtsspule erweist es sich als sweckmäßig, die Helmholtsspule mit möglichst
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geringer Induktivität, also nur mit wenigen (la Grensfall zwei) Windungen auszuführen und als Leiter für sie Kupferrohre oder Supraleiter ait hoher ({uenohfeidstärke su verwenden (kleine Zeitkonstaxtte wegen der kleinen Induktivität und der dann begreift«·*! 'Jltineffektverluste). Die HeImholtzspule kann dabei entweder innerhalb oder außerhalb des Dewargefäßes G (das im letzteren Falle aus nicht leitendem oder schlechtleitendem Material bestehen muß) untergebracht werden. Elektrisch in Heine mit der zu schützenden Einrichtung ist ein Stromwandler mit den Wicklungen W^, W2 vorgeee- hen, dessen Sekundärwicklung zu einer Uteuerfunkenstrecke Z,j, Z2 führt. Bei Überschreitung, eines bestimmten einstellbaren Stromanstiegswertes ((dl/dt)„ F^g. 9)» d. h. einer diesem Wert proportionalen Spannung in der Sekundärwicklung W9 des Wandlers findet Oberschlag zwischen den Elektroden der Gteuerfunkenstrecke Z^, Z2 und dad^urch auch Zündung einer Funkenstrecke awlachen den Schaltelektroden Ex., E2 statt, wodurch die - vorher von der Batterie B geladene Kondensatorbatterie C über die Helmholtzspule zur Entladung kommt und in ihr das zum Queuohen des supraleitenden Schutzdrahtes D oder eines entsprechenden Drahtgebildes D erforderliche stoßartige Magnetfeld (Fig. 10, Magnetfeld H, Zeit t) erzeugt. Durch entsprechende Bemessung des Wider- | standee des Drahtes bzw. ,Drahtgebildes D im gequenchten Sustand ist es möglich, den Kursschlußstrom zu begrenzen. Der Leistungsschalter S, der seinen Au»3ÖGeiapuls z. B. gleiche falls von der Sekundärseite d*s Stromwandlers erhalten kann, braucht dann auch im Störungsfall nur eine, z. B. auf den normalen Betriebsstrom begrenzte, Stromstärke zu schalten.
Anstelle der Auslosung eier Kondensatorbatterie mittels Funkenstrecken kann natürlich auch eine elektronische Auslösung, z. B* mit !Thyristoren oder dergleichen treten.
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Mg· ** MUMi ·*η· eafcepreoheat· BLnrlchtuog gea. dor f ladang is Blockschaltbild erkennen. 01· an einer in Bein· Wt der se sohfltsenden Leitung geschaltete normal- oder svpetlelteode Drosselspule Or auftretende Spannung wird in •1MB elektrischen Dlfferentglled DO ait einea einstellbaren iwert verglichen· überschreitet ale i» Kurs-
eoaluftfall den Sollwert, dann wird ie Dlfferensglled ein Iapuls erzeugt, der nach entspreehender Verstärkung (Verstärker T) SUT Auslösung des Schaltthyristor··T dient, Ober den die rom der Batterie B über ,den Hilfsschalter Hs vorher geladene Kondensatorbatterie C über die Helaholtsspule 8p sur Entladung koaat und den Schutsdraht O, wie vorher beschrieben» sub Queachen bringt·
Sweokmäfilg erscheint es, die Einschaltung der Batterie B (Hg· 7 and 14), von der aus die Kondensatorbatterie C geladen wird, durch einen alt dea Hauptsehalter C gekoppelten Hilfssohalter KS (VIg. 7 und 14) so su bewerkstelligen, daQ bei Ausschaltung des Hauptschalters 8 der Hilfsechalter HS »haltet und damit die Kondensatorbatterie aufgeladen
wird· Bei Wiedereinschalten des Hauptschalters auf das Ists (■· B· la falle von KursechluOfortsohaltung) wird der Hilfeschalter HS geöffnet (Fig. 7), um Entladung der Batterie B wMhrend der gansen Kurzschlußdauer ü>er die Spule Sp su verhindern· Jkat la KurssohluBfall durch das sehr kursdauern-· de 8toB-Hagnetfeld der Kondensatorentladung in der HeImholtsspule geo.uenchte Schutsdraht 0 bleibt nämlich, wie Versuche seigen, schon unter dea Einfluß des durch ihn während der Kurssohlußdauer nachfließenden gedämpften Kursschlufistroaee la gequenohten (normalleitenden) Zustand bestehen· Eine eloh bis sub Zeltpunkt der Ausschaltung des Hauptschalter· erstreckende Strombeaufeohlagung der Helaholtsspule von der Bstterie aus erscheint daher nicht nötig· Sie würde
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nur au überflüssiger He Hum verdampfung führen, wenn die Helaholtsspule sich in KöhlgefäS befindet.
Alle bisher angeführten Ausführungsbeispiele der Erfindung besitzen noch den Nachteil (vgl. s. B. Pig. 7 oder Fig. 14), daß bei Eintritt eines Kurzschlusses bis zur Abschaltung der su sohütsenden Einrichtung (s. B. eines Kabels) durch den Hauptschalter ü, in den gequenchten (d. h. noraialleitenden)Draht oder Drahtgebilde D der (allerdings gedämpfte) Kursschlußstrom fließt und in den normalleitenden Draht oder Drahtgebilde D erhebliche Wärftewirkung und damit starke Ver- ^ dämpfung des Kühlmittels (s. B. flüssigen Heliums) verursacht, was einen entsprechenden unerwünschten Energieaufwand für die Kühlmaschinen bedeutet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann dieser Nachteil · dadurch vermieden werden, da3 parallel su dem im Dewargefäß befindlichen Draht oder Drahtgebilde D (Flg. 11) ein normal gekühlter Widerstand, s. B. ein Eisenleiter Fe angeordnet wird, dessen ühmwert nur einem Bruchteil des Ohmwertes deo Drahtes oder Drahtgebildes D im gequenchten Zustand entspricht. Während Im normalen Betrieb der Leiteretrom über den oupraleitenden Draht (oder das Drahtgebilde) D fließt, dessen Λ Gleichctromwlderstand gleich Null ist und dessen Wechselstromwideretand nur einem vorschwindenden Bruchteil des Widerstandes des parallel geschalteten, normal gekühlten Eisenleiters Fe' entspricht, wird im Kurzschlußfall (nach dem ^uenchen des Drahtes oder Drahtgebildec D) der Hauptteil dec "Kurzschlußstromes11 über den normal gekühlten Widerstand Fe geleitet. Die Wärmeentwicklung in dem gequenchten Droht oder Drahtgebilde D und damit der Kühlmittelverbrauch (z. B. flüssigen Heliums) läßt sich dt lurch wesentlich beschränken.
Durch entsprechende Bemessung des noreal gekühlten Widerstandes Fe (Fig. 11) ist es s. B. auch möglich, den nach
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- to - . "■"■·-.
dem t^uenchen dee Schutsdrahtes D sich aua der Parallelschaltung des Drahtes D und des normal gekühlten Widerstandes Fe ergebenden resultierenden Widerstand so auasulegen, daß sein Ohmwert der Verbraucherimpedar.ζ entspricht· J>9v im Kursschlußfall vom Leistungsschalter su unterbrechende Strom entspricht dann dem normalen Batriebestrom und der Leistungsschalter braucht nicht so wie äonat üblich, auf den Kursschlußstrom, sondern nur auf den normalen Batriebsstrom bemessen su werden· Er läßt eich deshalb billiger und kleiner ausfuhren·
Lm trots des nicht allsu hohen spezifischen Widerstandes der aus supraleitenden Materialien bestehenden Schutsdrähte oder Qchutsdrahtelementc im gequenchtea Zustand genügend großen Widerstand nach dem (joenehen (d. h. genügend starke Dämpfung des JCursschlußetromes) su erreichen, ohne geswungen su sein, lange und daher kostspielige und voluminöse Anordnungen su verwenden, kann es vorteilhaft sein, das supraleitende Material der Gehutedrähte nur als dünne Schicht auf Trägerdrähten mit hohem spesiflochen Widerstand ansuordnen· Fig. 15 seigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel dieses Erfindungsgedankene· Ein auch bei tiefsten Temperaturen einen hohen spezifischen Widerstand besitsender ftangenlndraht M trägt an seiner Oberfläche einen, nur wenigen μ dloken Mantel aus Niobium Sb und wird so wie in den schon vorher besprochenen Beispielen (s. B· Fig. 11) im Innern einer Uelmholtsspule angeordnet und ein normal s. B. mit Was·* ser gekühlter Widerstand Fe su ihm parallel geschaltet.
Neben den bei Gleichstrom vollis verschwindenden, bei Wechselstrom mit niedriger Frequenz (z. B. 50 Bs) außerordentlich geringen Widerständen spielen bei tiefstgekühlten starkstromteohnlsohen Einrichtungen die sogenannten Einführungsverluste der Stromleiter la die Dewargefäße eine beachtenswert· und man nuß etwa mit ein Watt Verlust für Jedes Ampere
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Strom, das in die Dewargefäß· eingeführt wird, rechnen. Das ergibt sich aus der Tatsache, daß gute Stromleiter immer auoh gute Wärmeleiter sind (Wiedemann-Frans'sches Gesetz). An den Einführ^Jingsstellen der Stromleiter in die Dewargefäß« dringt über die Stromleiter (die mit Rücksicht auf sonst in ihnen, in noch nicht supraleitenden Leiterabschnitten entstehende su hohe elektrische Verluste kräftig bemessen werden müssen) Wärme durch Wärmeleitung in die Dewargefäße ein. Um die in den in fig. 7 und 11 veranschaulichten Beispielen auftretenden JtroeeinfUhrungsVerluste in die Dewargefäße G su vermeiden, können die Schutsleiter O im fall des Schutsee von Wechselstromanlagen erfindungsgemäß im sekundären Stromkreis eines "Stromwandlers" angeordnet werden, der sich gans in einem Dewargefäß G befindet (Fig. 12). Der Wandler ist allerdinge' auf die volle Vetslelstung su dimensionieren.
Xm wirtschaftliche Lösungen für den überlaatschuts su erhalten, kann es sich im lall des Aueführungsbeispiels Pig. 7 als empfehlenswert erweisen, Elektrolytkondensatoren heransusiehen, mit denen große Energien gespeichert werden können. Solche Kondensatoren dürfen jedoch nur in einer Stromrichtung verwendet werden und sind gegen Hochspannungsstöße su schützen. Ba im Augenblick des Kursechlußeintritts bei Wechselstrombelastung der Stromanstieg sowohl im positiven wie im negativen Sinn erfolgen kann, wird erfindungagemäß vorgeschlagen» in den Sekundärkreis des Stromwandlers Gtr (Fig. 13) einen Vollweggleichrichter Gl einsuschalten, der einen kleinen Transformator Xr speist, durch dessen Sekundärspannung Zündung der Schaltfunkenstrecke Sch erfolgt. Es ist dann, wie Flg. 13 erkennen läßt, möglich, falsche Beaufschlagung der Elektrolytkondanaatoren C und - durch Parallelschaltung des Gleichrichters 61 - auch Hochspannungsstoßtclaatung der Elektrolytkondennatoren su vermeiden (Flg. 13).
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Claims (1)

  1. 1. VMRfAnn και überlastschute fto noraalleitende oder eanraleltond· Apparate, Oartte, HsiHtfrtnen oder Leiten» gea in aieioh- oder lfaohaelatr<M*nlagen, bei denen sunraleitende in Beihe »im Laststroa geschaltete Leiter oder lieitereleaente im Störunge*all durch das durch den Ctvo* in den Sehutsleltexn selbst hevrrufen· Regnet· feld beeinflußt werden, dadurch gekranselohnet, daß su des durch den Stros in den Schotsleitern eelbet nevrov» JlegnetfelA ein sualtsliohes, von der ßturungs-B. den Kvrseohlttfietron oder XurseohlußetroMan-Virfcung sebreehtee Magnetfeld von einer sol-» eben rOBe sur Anwendung gelangt« daft die supraleitenden SoAtttsdrlhte oder leitereleeente lings ihrer genaen - oder Sm PI ff¥1f itl^ wf den n-teh ihres Qnenchen ^^ifs^KwiMeiffllfn Videretand - genflgend langen trateecamig in tdbnmrvt Seit in den noramlleitenden Zustand vereetst «erden, als eich die durch die feldelnwlrkmg suerst ge^uenohte Stelle dieser Sohatsdrihte oder Leitereleaente bie sum Sohaelsyunkt erwamt·
    Stm ferfahren son Oberlueteohvts naeh aneporueh 1, dadurch gofrennsolotoet, daS das sun Quenohen der Behvtsleiter dienende Magnetfeld durch eine von Leiterstroa durehfloeaene, die GchutsdrMhte anfassend· Magnetspule he1 ferufen wird·
    3· Torfahren sum OberlestsehutB nach Anspruch 1» daduroh gekennzeichnet, daß der sur Speisung der sub <iuenohen der ijchutslelter verwendeten Magnetepu3 ea dienende Stro» .einer ed Energiequelle entnounen wird.
    BAD OBlOlNAU
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    Verfahren sin OberlaateoB«t» neoh Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da3 die freed· Energiequelle Im Störungafall hei überschreiten elnee bestiasten floaentanwertee dea KurseohlttBetroaee ausgelöet wird·
    Verfahren ate Überlastaohuts nach Anspruch 3 t dadurch gekennzeichnet, daß die Biergiequelle abhängig vom seitlichen Stroaanatieggradlenten dee JCursachlußatro-■ee aoeeelöat Ird·
    6. TerXahren in Oherlaateohuts nach Anspruch 3 oder 5» * dadurch gekennselchnet, daß die freade Energiequelle hei Oberaohreitung eines hestlmten Btromanetiegegradlenten unter Heranaiehung einer dieses ßtroeanetieeegradienten proportionalen Spannung durch Zündung yon Fonfcenetrecken ausgelöst wird.
    7· Terf ehren bob Oherlaatachuts nach Anspruch 3 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die freade Energiequelle bei überechreitung elnea beetiaaten Stroaienetlegagradlenten durch eine diese« Stroaanatiegagredienten proportionale Spannung durch elektronische Mittel, wie etwa GpannangeTergleiohaechaltungen Thyristoren uew«, auagelöet wird·
    β. Terfahren au« überlastechut* nach eines der Anepvüohe bis 7, dadurch gekennaelchnet, daß der soi (ftaannhen der Schutsetrecke dienende Gtron aus des SekuneMrkrela eine β Stroawandlere entnomen wird.
    9· Einrichtung sur ihirchTUnrung des Verfahrens nach eines der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, ά&% die nur Yelderseugung des Quenohfeldee dienende Spule ala Helnholtsepul· ausgeführt ist.
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    10« Einrichtung nach Anspruch 9t dadurch gekennzeichnet, daß die Helsholtsspule nur wenige (is Orensfall zwei) Windungen aufweist·
    11· Einrichtung nach Anspruch 9 oder 1O9 dadurch gekennzeichnet, daß die Drihte der Belaholtsspule aus Rohrleitern bestehen.
    12· Einrichtung nach eines der Anspreche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß di· Drähte der Helsholtzspule aus supraleitenden Leitern, die höhere kritische Veldbelastung als der su quenohende Sohutsdraht ertragen, bestehen·
    13· Einrichtung sur Durchführung des Verfahrene nach eines der Ansprache 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sur Erzeugung des Quenchfeldes dienende Magnetspule au· Beinstsetall besteht und tiefstgekühlt ist·
    sur ^1 TTiThf*^ti"^ iw g des Yerfahrens nach eines
    der Ansprüche 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die freade Energiequelle aus Kondensatoren besteht·
    15· Einrichtung sur Durchführung dee Verfahrene nach eines der Ansprache 3 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß die fresde Energiequelle aus Elektrolytkondensatoren besteht«
    16· Einrichtung sur Durchführung des Verfahrene nach eines der Ansprüche 3 bis 7t dadurch gekennselohnet, daß die fresde Energiequelle τοη Akkumulatoren gebildet ist.
    17· Einrichtung sur Durchführung des Verfahrens nach eines der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die supraleitenden Schutsdrähte oder Schutzleiter bifilar
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    oder aultlfliar innerhalb der Quenchspule angeordnet sind·
    18. Einrichtung but Durchführung des Verfahrens nach eines der Ansprüche 1 bia 8, dadurch getcennselehnet, daß die supraleitenden Schutzleiter oder Schu .wtfhte in Tor« von bifilaren Wicklungen Innerhalb der Quenchapule angeordnet sind·
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DE19681763131 1967-04-10 1968-04-06 Verfahren zum UEberlastschutz unter Verwendung von Supraleitern Pending DE1763131A1 (de)

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