DE2402125A1

DE2402125A1 - DC power transmission system - has protective resistors at cable ends to attenuate AC signals arising from load-side failures

Info

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

Abstract

The d.c. power transmission system has protective resistors connected at one end of the transmission cable between d.c. source and the cable inner conductor, and at the other end between the load and the cable inner conductor. The resistors have values equal to the wave impedance of the cable. The resistors reduce the amplitude of any a.c. signals that find their way into the cable (e.g. owing to a failure at the load end) and which would without these resistors, be sufficient to damage the dable insulation which was only designed to withstand d.c. voltages. The protective components include an inductive element which clamps out fluctuations in the input supply.

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.DC voltage transmission system In addition to the wide area of application the electrical cables and lines for energy transmission or energy supply AC voltage is also used to make cables and wires for special applications required for direct voltage transmission (DT-GM 1 918 7569. This applies, for example for electrostatic precipitators and X-ray machines that are supplied with high DC voltage have to.

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.The insulation materials used for modern cable constructions, such as thermoplastics and elastomers, such as polyethylene and copolymers of the Ethylene, as well as the various types of rubber, show in DC operation a significantly higher electrical strength than with AC voltage operation. Therefore, the insulation wall thickness is essential for DC cables and lines lower than with cables and wires that are operated with alternating voltage.

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.In the case of direct voltage cable systems or direct voltage line systems, that consists of a generator, an electrical cable or an electrical line with extruded insulation and consist of a consumer, it has been shown that short circuits on the consumer or generator side often lead to breakdowns in the insulation of the cable or line and thus lead to failure of the cable or lead the line. This can already be done during the electrical test, for example of the cables or lines after their manufacture be the case.

Der Brfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit und damit die Lebensdauer derartiger Gleichspannurgübertragungsanlagen zu erhöhen.The task is based on the operational safety and thus increasing the service life of such DC voltage transmission systems.

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.To solve this problem it is provided according to the invention that between generator and cable and / or between cable and consumer in series with a protective resistor is connected to the live conductor of the cable or line whose resistance is at least as great as the characteristic impedance of the cable or the line is.

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.The invention is based on the knowledge that short circuits to a DC voltage transmission system on the consumer or. Generator side occur, for example when igniting the X-ray tube of an X-ray machine, too high-frequency Compensation processes on the cable or the preparation by traveling waves and unintentional Lead oscillating circles. The associated polarity reversal of the voltage, whose Amplitude is only slightly less than the applied DC voltage, leads to a AC voltage stress on the insulation of the cable or line. Since the Insulation wall thickness of the cable or line for such a load is not is designed, such stress usually leads to the breakdown of the Isolation and thus lead to failure of the line. By within the scope of the invention provided protective device in the form of a protective resistor are such Alternating voltage stresses dampened, i.e. the voltage amplitude of the traveling waves and the possible oscillation processes are pressed down to such values that are necessary for the Insulation of the cable or line are not critical. In this way, the Operational safety and the service life of the cable and line and thus the entire DC voltage transmission system increased.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur schematisch dargestellt.An embodiment of the invention is shown schematically in the figure shown.

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.The figure shows a DC voltage transmission system, which consists of the Generator 1, the DC voltage line 2 and the consumer 3 consists. The DC voltage line 2 consists essentially of the conductor 21, the elastomer insulation 22 and the metal outer jacket 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.Between the DC voltage line 2 and the consumer 3 is in The protective resistor 4 is connected in series with the conductor 21 of the direct voltage line 2. This protective resistor is therefore located between the DC voltage line 2 and the consumer 3. The arrangement of the protective resistor 4 in this part of the DC voltage transmission system is particularly recommended when on the consumer side Eurzschlusen are to be expected, for example when igniting X-ray tubes or with flashovers on electrostatic precipitators. If with short circuits on the generator side of the track voltage transmission system is recommended it is, a corresponding protective resistor between the generator 1 and the DC voltage line 2 to be connected in series with conductor 21, as it is for the Protective resistor 4 'is indicated by dashed lines. If necessary, the simultaneous one also comes Arrangement of a protective resistor 4 and a protective resistor 4 'into consideration.

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.The resistance value of the protective resistor 4 or 4 'must be at least equal to the cell resistance Z of the DC voltage line 2. Especially with Consumers with an inductive component must have protective resistor 4 accordingly be chosen large, so that aperiodic damping in the event of vibrations is achieved.

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.The protective resistor 4 must according to high voltage aspects be designed for the voltage stress that occurs. Unless the DC voltage line 2 is connected to the generator or consumer via terminations it is a matter of arranging the protective resistor in the end termination of the line.

2 Ansprüche 1 Figur2 claims 1 figure

Claims

Claims DC voltage transmission system, consisting of a Generator, an electrical cable or an electrical line with an extruded Isolation for the transmission of DC voltage and from a consumer, thereby characterized that between generator and cable or line and / or between Cable or line and consumer in series with the live conductor of the Cable or line a protective resistor is connected, the resistance value of which is at least as great as the wave resistance of the cable or line.

2. DC voltage transmission system according to claim 1, wherein the cable or the line via an end termination to the generator and / or the consumer is switched on, characterized in that the protective resistor in the end termination of the cable is arranged.

L e r s e i t e