DE2402125A1

DE2402125A1 - Gleichspannunguebertragungsanlage

Info

Publication number: DE2402125A1
Application number: DE2402125A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Duessel
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1974-01-15
Filing date: 1974-01-15
Publication date: 1975-07-24

Description

Gleichspannungübertragungsanlage Neben dem weiten Anwendungsgebiet der elektrischen Kabel und Leitungen zur Energieübertragung oder Energiezuführung mittels Wechselspannung werden für spezielle Anwendungsfälle auch Kabel und Leitungen für Gleichspannungsübertragung benötigt (DT-GM 1 918 7569. Dies gilt beispielsweise für Elektrofilter und Röntgengeräte, die mit hoher Gleichspannung versorgt werden müssen.
Die für moderne Kabelkonstruktionen eingesetzten Isolierwerkstoffe, wie Thermoplaste und Elastomere, beispielsweise Polyäthylen und Copolymerisate des Äthylens sowie die verschiedenen Kautschukarten, weisen bei Gleichspannungsbetrieb eine wesentlich höhere elektrische Festigkeit als bei Wechselspannungsbetrieb auf. Daher ist die Isolierwanddicke bei Gleichspannungskabeln und -leitungen wesentlich geringer als bei Kabeln und Leitungen, die mit Wechselspannung betrieben werden.
Bei Gleichspannungskabelanlagen bzw. bei Gleichspannungsleitungsanlagen, die also aus einem Generator, einem elektrischen Kabel bzw. einer elektrischen -Leitung mit extrudierter Isolierung und aus einem Verbraucher bestehen, hat sich gezeigt, daß Kurzschlüsse auf der Verbraucher- bzw. Generatorseite häufig zu Durchschlägen in der Isolierung des Kabels oder der Leitung und damit zum Ausfall des Kabels oder der Leitung führen. Dies kann beispielsweise bereits bei der elektrischen Prüfung der Kabel oder Leitungen im Anschluß an deren Fertigung der Fall sein.
Der Brfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit und damit die Lebensdauer derartiger Gleichspannurgübertragungsanlagen zu erhöhen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß zwischen Generator und Kabel und/oder zwischen Kabel und Verbraucher in Reihe mit dem spannungsführenden Leiter des Kabels bzw. der Leitung ein Schutzwiderstand geschaltet ist, dessen Widerstandswert wenigstens so groß wie der Wellenwiderstand des Kabels bzw. der Leitung ist.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß Kurzschlüsse, die an einer Gleichspannungübertragungsanlage auf der Verbraucher-bzw. Generatorseite auftreten, beispielsweise beim Durchzünden der Röntgenröhre eines Röntgengerätes, zu hochfrequenten Ausgleichvorgängen auf dem Kabel bzw. der Beitung durch Wanderwellen und unbeabsichtigte Schwingkreise führen. Die hiermit verbundene Polaritätsumkehr der Spannung, deren Amplitude nur wenig geringer als die angelegte Gleichspannung ist, führt zu einer Wechselspannungsbeanspruchung der Isolierung des Kabels oder der Leitung. Da die Isolierwanddicke des Kabels oder der Leitung für eine derartige Beanspruchung nicht ausgelegt ist, führt eine solche Beanspruchung in der Regel zum Durchschlag der Isolierung und damit zum Ausfall der Leitung. Durch die im Rahmen der Erfindung vorgesehene Schutzeinrichtung in Form eines Schutzwiderstandes werden derartige Wechselspannungsbeanspruchungen gedämpft, d.h. die Spannungsamplitude der Wanderwellen und der evtl. Schwingvorgänge wird auf solche Werte heruntergedrückt, die für die Isolierung des Kabels oder der Leitung unkritisch sind. Auf diese Weise wird die Betriebssicherheit und die Lebensdauer des Kabels und der Leitung und damit der gesamten Gleichspannungsübertragungsanlage erhöht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur schematisch dargestellt.
Die Figur zeigt eine Gleichspannungübertragungsanlage, die aus dem Generator 1, der Gleichspannungsleitung 2 und dem Verbraucher 3 besteht. Die Gleichspannungsleitung 2 besteht im wesentlichen aus dem Leiter 21, der Elastomerisolierung 22 und dem metallenen Außenmantel 23.
Zwischen die Gleichspannungsleitung 2 und den Verbraucher 3 ist in Reihe mit dem Leiter 21 der Gleichspannungsleitung 2 der Schutzwiderstand 4 geschaltet. Dieser Schutzwiderstand befindet sich also zwischen der Gleichspannungsleitung 2 und dem Verbraucher 3. Die Anordnung des Schutzwiderstandes 4 in diesem Teil der Gleichspannungsübertragungsanlage empfiehlt sich vor allem dann, wenn auf der Verbraucherseite mit Eurzschlüssen zu rechnen ist, wie es beispielsweise beim Durchzünden von Röntgenröhren oder bei Überschlägen an Elektrofiltern der Fall ist. Falls mit Kurzschlüssen auf der Generatorseite der Gleiclispannungübertragungsanlage zu rechnen ist, empfiehlt es sich, einen entsprechenden Schutzwiderstand zwischen den Generator 1 und die Gleichspannungsleitung 2 in Reihe mit dem Leiter 21 zu schalten, wie es für den Schutzwiderstand 4' gestrichelt angedeutet ist. Gegebenenfalls kommt auch die gleichzeitige Anordnung eines Schutzwiderstandes 4 und eines Schutzwiderstandes 4' in Betracht.
Der Widerstandswert-des Schutzwiderstandes 4 bzw. 4' muß mindestens gleich dem vfellenwiderstand Z der Gleichspannungsleitung 2 sein. Vor allem bei Verbrauchern mit einer induktiven Komponente muß der Schutzwiderstand 4 entsprechend groß gewählt werden, damit eine aperiodische Dämpfung bei auftretenden Schwingungen erreicht wird.
Der Schutzwiderstand 4 muß nach hochspannungstechnischen Gesichtspunkten fur die auftretende Spannungsbeanspruchung ausgelegt sein. Sofern die Gleichspannungsleitung 2 über Endverschlüsse an den Generator bzw. den Verbraucher angeschlossen ist, empfiehlt es sich, den Schutzwiderstand im Endenabschluß der Leitung anzuordnen.
2 Ansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche Gleichspannungübertragungsanlage, bestehend aus einem Generator, einem elektrischen Kabel oder einer elektrischen Leitung mit extrudierter Isolierung zurÜbertragung der Gleichspannung und aus einem Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Generator und Kabel bzw. Leitung und/oder zwischen Kabel bzw. Leitung und Verbraucher in Reihe mit dem spannungsführenden Leiter des Kabels bzw. der Leitung ein Schutzwiderstand geschaltet ist, dessen Widerstandswert wenigstens so groß ist wie der Wellenwiderstand des Kabels oder der Leitung.
2. Gleichspannungübertragungsanlage nach Anspruch 1, bei der das Kabel oder die Leitung über einen Endenabschluß an den Generator und/oder den Verbraucher angeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzwiderstand im Endenabschluß des Kabels angeordnet ist.

L e e r s e i t e