DE2059566A1

DE2059566A1 - Power cables

Info

Publication number: DE2059566A1
Application number: DE19702059566
Authority: DE
Inventors: Erich Becker; Michael Dipl-Ing Still
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1970-12-03
Filing date: 1970-12-03
Publication date: 1972-06-29

Description

Starkstromkabel Die Erfindung bezieht sich auf ein Starkstromkabel, welches für den Einsatz in erdschlußkompensierten Mittel- und Hochspannungsnetzen gedacht ist. Power cable The invention relates to a power cable, which for use in earth fault compensated medium and high voltage networks is intended.

Ein guter Erdschutz ist für alle Mittel- und Hochspannungsnetze besonders wichtig, da weitaus die meisten Netzfehler Erdschlüsse sind. Die Ausführung des Erdschlußnetzes hängt dabei von der Sternpunktbehandlung des Netzes ab. Für die meisten Netze wird entweder eine starre Sternpunkterdung vorgenommen oder eine Erdung über eine auf die Erdkapazitäten des Netzes abgestimmte Reaktanz. Ein solches Element wird beispielsweise durch die bekannte Petersenspule dargestellt, welche vorwiegend in Mittel- und Hochspannungsnetzen eingesetzt wird. Durch den Einsatz einer oder mehrerer Petersen-Spulen können die Auswirkungen von Erdschlüssen vermieden werden. Derartige Erdschlüsse wirken sich durch thermische Zerstörtmgen an der Fehlerstelle, Brzeuglmg steiler Überspannungsschwingungen beim Löschen und anschließendem Wiederzünden eines Erdschlußlichtbogens und durch zusätzliche einphasige Belastung der Stromerzeuger aus. Die PetersenSpule wird auf die Erdkapazitäten des Netzes so abgestimmt, daß beim Auftreten eines Erdschlusses der kapazitive Erdschlußstrom durch den induktiven Strom der Petersen-Spule aufgehoben wird. In diesem Falle fließen über die Fehler~ stelle nur Rest ströme, die gegenüber dem Erdschlußstrom vernachlässigbar klein sind und welche im wesentlichen aus dem Wirkstromanteil des Erdschlußstromes bestehen. Bei derart erdschlußkompensierten Netzen ist bei metallischen Dauererdschlüssen wegen der weitgehenden Stromfreiheit an der Felerstelle genügend Zeit für ein Heraustrennen des beschädigten Leitungsteils vorhanden, ohne daß zusätzliche Zerstörungen an der Fehlerstelle oder im Netz zu befürchten sind. Der Einsatz der Petersen-Spule bringt also eine große Sicherheit für Mittel- und Hochspannungsnetze, hat jedoch den Nachteil, daß die Größe der Induktivität der Petersen-Spule jeweils an das vorhandene Netz angepaßt werden muß. Wird ein Netz nachträglich erweitert, so muß oft eine neue Petersen-Spule eingesetzt werden, die dem erweiterten Netz angepaßt ist. Da derartige Petersen-Spulen nicht billig sind, ist hierdurch ein relativ großer wirtschaftlicher Aufwand erforderlich.Good earth protection is special for all medium and high voltage networks important, since the vast majority of network faults are earth faults. The execution of the Earth fault network depends on the neutral point treatment of the network. For the Most networks either have a rigid neutral point or an earthing system via a reactance matched to the earth capacities of the network. One such element is represented for example by the well-known Petersenspule, which predominantly is used in medium and high voltage networks. By using an or multiple Petersen coils, the effects of earth faults can be avoided. Such earth faults have the effect of thermal destruction at the fault location, Brzeuglmg of steep overvoltage oscillations during extinguishing and subsequent re-ignition a ground fault arc and an additional single-phase load on the power generator the end. The Petersen coil is matched to the earth capacities of the network in such a way that that when an earth fault occurs, the capacitive earth fault current through the inductive Current of the Petersen coil is canceled. In this case, the errors flow through ~ set only residual currents that are negligibly small compared to the earth fault current and which essentially consist of the active current component of the earth fault current. In such earth-fault-compensated networks, there is permanent metallic earth faults because of the largely lack of electricity at the field site, there is enough time to cut it out of the damaged line part present without additional damage to the Fault location or in the network are to be feared. The use of the Petersen coil brings thus a high level of security for medium and high voltage networks, but has the disadvantage that the size of the inductance of the Petersen coil in each case to the existing network must be adjusted. If a network is subsequently expanded, a new one often has to be added Petersen coil are used, which is adapted to the extended network. Since such Petersen coils are not cheap, this makes it a relatively large economical one Effort required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Starkstrom~ kabel anzugeben, durch welches die bekannte Petersen-Spule in erdschlußkompensterten Mittel- und Hoohspannllngqnetzen entweder eingesnart oder bni Netzerweiterungen einfachst angepaßt werden kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einem Starkstroiikabel der eingangs geschilderten Art dadurch gelöst, daß die Leiter des Kabels um einen Kern aus ferromagnetischem Material herum verseilt sind, um welchen ein an den Sternpunkt des Netzes angeschlossener, isolierter Leiter herumgewickelt ist, der an dem anderen Ende geerdet ist.The invention is based on the object of specifying a power cable, through which the well-known Petersen coil in earth fault-compensated middle and Hoohspannllngqnetzen either snorted or simply adapted to bni network extensions can be. This object is achieved according to the invention with a Starkstroiikabel type described above solved in that the conductor of the cable around a core made of ferromagnetic material are stranded around which a to the star point of the network connected, insulated conductor is wound around that on the other End is grounded.

Ein Starkstromkabel, welches gemäß der Erfindung aufgebaut ist, hat eine über das gesamte Kabel stetig verteilte Induktivität, welche im Fall eines Erdschlusses wirksam wird und die dabei auftretenden kapazitiven Erdschlußströme kompensiert. Das erfindungsgemäße Kabel ist von vornherein so aufgebaut, daß die erforderliche Induktivität zur Kompensation der Erdschlußströme ständig vorhanden ist, so daß auch bei Netzerweiterungen keine besonderen Maßnahmen getätigt werden müssen, sondern sich eine automatische Erdschlußkompensation ergibt.A power cable constructed in accordance with the invention has an inductance continuously distributed over the entire cable, which in the case of a Earth fault becomes effective and the capacitive earth fault currents that occur compensated. The cable according to the invention is constructed from the outset so that the required inductance to compensate earth fault currents is always present so that no special measures are taken even when the network is expanded must, but there is an automatic earth fault compensation.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen dargestellt.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawings shown.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Starkstromkabels welches gemäß der Erfindung aufgebaut ist und Fig. 2 gibt einen Schnitt durch Fig. t längs der Linie Il-II wieder. In Fig. 3 ist die Verwendung des Starkstromkabels im Netz schematisch dargestellt.Fig. 1 shows a cross section through a power cable which is constructed according to the invention and Fig. 2 gives a section through Fig. t longitudinally the line II-II again. In Fig. 3 is the use of the power cable in the network shown schematically.

Mit 1, 2 und 3 sind drei Leiter eines dreiphasigen Starkstrom~ kabels bezeichnet. Diese Leiter sind um einen ferromagneti schen Kern 4 herumverseilt, um welchen ein isolierter Leiter 5, beispielsweise aus Kupfer, herumgewickelt ist. Die Windungszahl des Leiters 5 auf dem ferromagnetischen Kern ist so bemessen, daß die durch den ferromagnetischen Kern und den Leiter sich ergebende Induktivität im Falle eines Erdschlusses zur Erzeugung eines induktiven Stromes ausreicht, der dem Betrage nach dem kapazitiven Erdschlußstrom gleich ist, welcher auf diese Weise, wie vorher durch die Petersen-Spule, bis auf einen geringen Wirkstromauteil kompensiert wird.1, 2 and 3 are three conductors of a three-phase power cable designated. These conductors are stranded around a ferromagnetic core 4, around which an insulated conductor 5, for example made of copper, is wound. The number of turns of the conductor 5 on the ferromagnetic core is such that the inductance resulting from the ferromagnetic core and the conductor in the event of a ground fault, sufficient to generate an inductive current that is equal to the amount of the capacitive earth fault current, which in this way, as before by the Petersen coil, except for a small active current component will.

-4- Der isolierte Leiter 5 ist gemäß Fig. 3 mit dem Sternpunkt des in diesem Falle durch drei Wicklungen 6, 7 und 8 angedeuteten Netzes verbunden und auf der anderen Seite geerdet. -4- The insulated conductor 5 is shown in FIG. 3 with the Star point of the network indicated in this case by three windings 6, 7 and 8 connected and grounded on the other side.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß beim Einsatz eines geeigneten Materials für den ferromagnetischen Kern 4, d. h. eines Materials mit besonders hoher Permeabilität, der isolierte Leiter 5 auch entfallen kann, da im ErdscNrQfall die erforderliche Induktivität auch durch das Zusammenwirken der um den Kern 4 verseilten Leiter 1, 2 und 3 des Kabels mit dem Kern i entsteht.For the sake of completeness it should be mentioned that when using a suitable material for the ferromagnetic core 4, d. H. of a material with particularly high permeability, the insulated conductor 5 can also be omitted, since in the ErdscNrQfall the required inductance also through the interaction of the the core 4 stranded conductors 1, 2 and 3 of the cable with the core i is formed.

Das Starkstromkabel nach der Erfindung kann nun direkt zum Aufbau neuer erdschlußkompensierter Netze verwendet werden oder auch bei Erweiterungen bereits vorhandener Netze eingesetzt werden, wobei dann die Induktivität des Starkstromkabels zur Ergänzung der bereits vorhandenen Induktivität verwendet wird. Diese Ergänzung kann durch Re ihen- oder Parallelschaltung zu einer bereits vorhandenen Petersen-Spule vorgenommen werden.The power cable according to the invention can now be used directly for construction new earth fault compensated networks can be used or for extensions existing networks are used, in which case the inductance of the power cable is used to supplement the existing inductance. This addition can be connected in series or in parallel to an existing Petersen coil be made.

Um die Induktivität des erfindungsgemäßen Starkstromkabels noch zu erhöhen, kann gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung über dem Leiter 5 noch eine zusätzliche Schicht, beispielsweise ein Rohr, aus ferromagnetischem Material angeordnet werden.In order to increase the inductance of the power cable according to the invention can increase, according to a further idea of the invention over the conductor 5 still an additional layer, for example a tube, made of ferromagnetic material to be ordered.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

jtarkstromkabel for use in earth fault compensated middle and high-voltage networks, characterized in that the conductors (1,2,3) of the cable are stranded around a core (4) made of ferromagnetic material, around which one connected to the neutral point of the network, the conductor (5) is wound around is1 which is grounded at the other end.

2. Power cable according to claim 1, characterized in that the The number of turns of the conductor (5) is chosen so that the ferromagnetic Core (4) and the conductor (5) formed inductance in the event of a ground fault Generation of an inductive current of equal magnitude to the capacitive earth fault current Current is sufficient.

3. Power cable according to claim i or 2, characterized in that that in the case of the expansion of the networks through the ferromagnetic core (4) and the conductor (5) formed inductance to supplement the existing inductance is used.

4. Power cable according to one of claims 1 to 3, characterized in that that a further layer of ferromagnetic material is arranged over the conductor (5) is.