DE241906C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 d. GRUPPECLASS 21 d. GROUP

ELIE BLOUSTEIN in PARIS.ELIE BLOUSTEIN in PARIS.

mittels Speisekabel erfolgt.takes place by means of a feeder cable.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Mai 1911 ab.Patented in the German Empire on May 14, 1911.

Die den Gegenstand der Erfindung bildende Stromverteilungsanlage, die sowohl als ganzes Netz zur Fortleitung von Strom für Beleuch-, tungs- oder Arbeitszwecke als auch nur für eine einfache Reihe von Lampen ausgebildet sein kann, unterscheidet sich von den bisher bekannten Stromverteilungsanlagen durch die Anordnung der Anschlußpunkte der Speisekabel an die eigentlichen Verteilungsleitungen.The subject matter of the invention power distribution system, both as a whole Network for the transmission of electricity for lighting, maintenance or work purposes as well as just for a simple row of lamps can be formed differs from the previous ones known power distribution systems by the arrangement of the connection points of the feeder cables to the actual distribution lines.

ίο Gemäß der Erfindung werden nämlich im Netz so viele Belastungsschwerpunkte gewählt, als einzelne Speisekabel beider Polarität vorhanden sind, und jedes Speisekabel wird derart an einen solchen Belastungsschwerpunkt oder in dessen Nähe angeschlossen, daß der Anschlußpunkt eines positiven Speisekabels mit dem eines negativen abwechselt. Der Anschlußpunkt jedes positiven oder negativen Speisekabels an das Leitungsnetz kommt also bei mehr als zwei Speisekabeln zwischen den Anschlußpunkten zweier anderer Speisekabel von entgegengesetzter Polarität zu liegen, mit Ausnahme derjenigen Anschlußpunkte, die bei einem offenen Leitungsnetz am weitesten nach dessen offenen Enden zu liegen.ίο According to the invention are namely in Network selected as many stress points as single feeder cables of both polarity are present, and each feeder cable is so at such a stress center or connected in its vicinity that the connection point of a positive feeder cable alternates with that of a negative. The connection point of any positive or negative Feed cable to the line network comes in between if there are more than two feed cables the connection points of two other feeder cables are of opposite polarity, with the exception of those connection points which, in an open line network, are furthest towards its open ends lie.

Durch die Ausbildung einer Stromverteilungsanlage entsprechend der Erfindung wird, wie im folgenden nachgewiesen wird, der Verlust an elektrischer Spannung in dem Verteilungsnetz auf ein Viertel desjenigen verringert, welchen man sonst bei der gleichen Anzahl von Speisekabeln erhält, oder man kann, wenn man in dem Netze denselben Spannungsverlust wie sonst zulassen will, das Gewicht des Verteilungsnetzes auf den vierten Teil verringern. Die vorliegende Stromverteilungsanlage ist sowohl bei einem Leitersystem mit zwei als auch mit drei usw. Leitern sowie überhaupt bei jedem Mehrleitersystem anwendbar.By designing a power distribution system according to the invention, as will be demonstrated below, the loss of electrical voltage in the distribution network reduced to a quarter of what you would otherwise find with the same Number of feeder cables, or if you want to allow the same voltage loss in the network as usual, you can do that Reduce the weight of the distribution network to the fourth part. The present power distribution system is both in a ladder system with two as well as with three etc. ladders as well as in any multi-conductor system applicable.

Um zu zeigen, daß die angeführten Vorteile bei einer Stromverteilungsanlage nach der Erfindung vorhanden sind, sei zunächst eine einfache Reihe parallel geschalteter Lampen untersucht, bei der die Stromzuführung gemäß Fig. ι der Zeichnung erfolgt.To show that the cited advantages in a power distribution system according to the invention are present, let us first examine a simple series of lamps connected in parallel, in which the power supply according to Fig. Ι of the drawing takes place.

Der Einfachheit halber sei angenommen, daß die beiden Leiter A B und A' B' völlig gleichartig sind, daß ihr Querschnitt auf ihrer ganzen Ausdehnung unverändert bleibt, daß alle Lampen denselben Widerstand besitzen und gleichmäßig verteilt sind. Es sei:For the sake of simplicity it is assumed that the two conductors AB and A 'B' are completely identical, that their cross-section remains unchanged over their entire extent, that all lamps have the same resistance and are evenly distributed. Let it be:

die Anzahl der Lampen n-\-t, the number of lamps n - \ - t,

der Widerstand einer Lampe I, the resistance of a lamp I,

der Widerstand eines zwischen zwei Lampen befindlichen Teiles der Leiter A B the resistance of a part of the conductor AB located between two lamps

oder A' B' ■. c, or A 'B' ■. c,

der Gesamtwiderstand der Leiter A B the total resistance of the conductors AB

und A' B' R_c, and A 'B' R _c ,

die Stromstärke, die durch die ganze
Lampenreihe fließt .; /.the current flowing through the whole
Row of lamps flows.; /.

Falls die weitere, in der Praxis allgemein zulässige Annahme gemacht wird, daß die Spannung der am weitesten entfernt liegenden Lampe nur wenig geringer als die Spannung derjenigen Lampe ist, die der Stromquelle amIf the further assumption, generally permissible in practice, is made that the The voltage of the most distant lamp is only slightly less than the voltage the lamp that is connected to the power source

nächsten liegt, und somit auch der Strom, der durch die einzelnen Lampen fließt, als gleich groß angenommen wird, so ergibt sich der Verlust an Spannung bei einem Verteilungsnetz entsprechend der Fig. ι zunext, and thus also the current that flows through the individual lamps than is assumed to be equal, the loss of voltage in a distribution network results according to Fig. ι to

d. h. der Verlust an Spannung ist so groß, als ob sich alle Lampen in der Mitte derd. H. the loss of voltage is as great as if all the lamps were in the middle of the

ίο Reihe oder im Belastungsschwerpunkte des Netzes befänden.ίο row or in the stress focus of the Network.

Im allgemeinen wird jedoch die Speisung von Lampenreihen und Leitungsnetzen durch Speisekabel vorgenommen, und es sei daher angenommen, daß eine einfache Reihe von Lampen durch ein Paar von Speisekabeln gespeist wird, wie es Fig. 2 der Zeichnung zeigt, gemäß welcher die Speisekabel in üblicher Weise an dem Belastungsschwerpunkt des Verteilungsnetzes angeschlossen sind. Dieser liegt, da alle Lampen gleich weit voneinander entfernt sind, in der Mitte der Lampenreihe. Der Verlust an Spannung in dem Teile A B, B' A' des Netzes wird dann der gleiche sein wie in dem Teile A C, C' A', und da derIn general, however, rows of lamps and line networks are fed by feeder cables, and it is therefore assumed that a simple row of lamps is fed by a pair of feeder cables, as shown in FIG. 2 of the drawing, according to which the feeder cables are conventional are connected to the load center of the distribution network. Since all lamps are equidistant from one another, this is in the middle of the row of lamps. The loss of voltage in parts AB, B 'A' of the network will then be the same as in parts AC, C 'A', and there the

Strom in beiden Teilen die Stärke — hat undElectricity in both parts has the strength - and

der Widerstand der Leiter A B und A' B' oderthe resistance of conductors AB and A 'B' or

Rc ■ .Rc ■.

ist, soit's so

oder auch A C und A' C gleich
^ö 2 or AC and A 'C are the same
^ö 2

ist der Gesamtverlust an Spannung bei einem derartigen Leitungsnetz —0-^- ·is the total loss of voltage in such a line network —0 - ^ - ·

Wird nun eine Lampenreihe der bisherigen Art durch zwei Paare von Speisekabeln gespeist, wie dies die Fig. 3 der Zeichnung zeigt, wobei also die Speisung an so vielen Belastungsschwerpunkten erfolgt, als Paare von Speisekabeln vorhanden sind, und berechnet man den Spannungsverlust in diesem Falle,If a row of lamps of the previous type is now fed by two pairs of supply cables, as shown in FIG. 3 of the drawing, with the supply at so many stress points occurs when there are pairs of feeder cables and calculated one the voltage loss in this case,

r ηr η

so ergibt er sich zu — ·so he surrenders to -

■Allgemein ist überhaupt bei einer Speisung■ General is at all with a supply

des Verteilungsnetzes in der bisher behandelten Art durch ζ Paare von Speisekabeln derof the distribution network in the manner discussed so far by ζ pairs of feeder cables of the

Verlust an elektrischer Spannung gleich --7^-4% ■ Loss of electrical voltage equals --7 ^ -4% ■

In der folgenden Fig. 4 der Zeichnung ist ein Leitungsnetz schematisch dargestellt, bei dem die Zuführung des Stromes entsprechend der Erfindung erfolgt, d. h. bei dem das Verteilungsnetz in so viele Belastungsschwerpunkte unterteilt ist, als einzelne Speisekabel vorhanden sind. Im vorliegenden Falle sind zwei Speisekabel vorhanden, Und da beispielsweise angenommen ist, daß die Verteilung der Lampen, über das ganze Netz gleichmäßig erfolgt, so ist die ganze Reihe in vier gleiche Teile geteilt, und die beiden Speisekabel sind mit der Lampenreihe an den Punkten B und D' verbunden.In the following Fig. 4 of the drawing, a line network is shown schematically in which the supply of the current takes place according to the invention, ie in which the distribution network is divided into as many stress points as there are individual feeder cables. In the present case there are two supply cables, and since it is assumed, for example, that the lamps are distributed evenly over the entire network, the whole row is divided into four equal parts, and the two supply cables are connected to the row of lamps at points B. and D ' connected.

Wählt man dieselben Bezeichnungen für die Größen wie bei der Fig. 1, so sieht man, daß die Teile A B, A' B' und D E, D' E' von einemIf you choose the same designations for the sizes as in Fig. 1, you can see that the parts AB, A 'B' and DE, D 'E' from one

Strom von der Stärke — durchflossen werden.Electricity of strength - to be flowed through.

Da nun der Widerstand der Leiter A B und A' B' oder auch derjenige der Leiter DE undSince the resistance of the conductors AB and A 'B' or that of the conductors DE and

D' E' gleich —-- ist, so wird der maximal auftretende Verlust an Spannung in diesen Teilen J-Rc
sein. D 'E' equals ----, the maximum loss of voltage occurring in these parts becomes J-Rc
be.

Der in dem Teil B D, B' D' des Verteilungsnetzes auftretende Verlust an Spannung wird The loss of voltage occurring in the part BD, B 'D' of the distribution network becomes

ebenfalls die Größe ——--■ nicht übersteigen,also do not exceed the size ——-- ■,

wie aus folgenden Erwägungen hervorgeht. In dem Teile D' B' des Leiters A' E' fließen, wenn man von D' nach B' zählt, nacheinander Ströme von etwa folgender Stärke:as can be seen from the following considerations. In part D 'B' of conductor A 'E' , if you count from D ' to B' , currents of approximately the following strength flow one after the other:

(f η — ι) i; (I η — 2) i; {\n — 3) i;
(\n —4) i usw.,(f η - ι) i ; (I η - 2) i; {\ n - 3) i ;
(\ n —4) i etc.,

während in den Teilen des Leiters D B, wenn man von D nach B zählt, Ströme etwa folgender Stärke fließen:while in the parts of the conductor DB, if you count from D to B , currents flow roughly as follows:

. (i» + i)i; (\n + 2)i; {\n-\- 3) i usw.. (i »+ i) i; (\ n + 2) i; {\ n - \ - 3) i etc.

Untersucht man nun einen geschlossenen •Stromkreis, der die zwischen D und D' geschaltete Lampe und die nächste nach B B' zu liegende Lampe enthält, nach dem Kirchhoffschen Gesetz, so kann man folgende Gleichung aufstellen, in der iß die Stärke des durch die zwischen D und D' geschaltete Lampe fließenden Stromes und i_x die Stärke des durch die nächste Lampe fließendes Stromes bedeutet:If one now examines a closed circuit, which contains the lamp connected between D and D ' and the next lamp to B B' , according to Kirchhoff's law, one can set up the following equation, in which the strength of the lamp between D and D 'switched lamp and i _{x means} the strength of the current flowing through the next lamp:

+ (Iη + ι) · i c — i_xl — (f η — ι) * c — O, + (I η + ι) ic - i _x l - (f η - ι) * c - O,

was ergibt:what results:

i_D I ■i _D I ■

2) · i c, 2) ic,

d. h. den Verlust an Spannung in den Teilen der Leiter zwischen den beiden betrachteten Lampen. d. H. the loss of voltage in the parts of the conductors between the two lamps under consideration.

Der Verlust an Spannung in den Teilen der Leiter zwischen der letztgenannten Lampe und der nächstfolgenden ergibt sich entsprechend zuThe loss of voltage in the parts of the conductors between the latter lamp and the next one results accordingly to

Z₁I — J₂ 1 ~ (\- η ■—4) i c Z ₁ I - J ₂ 1 ~ (\ - η ■ -4) ic

und der Verlust zwischen der (m-i)ten und m ten Lampe von D D' aus gerechnet zuand the loss between the (mi) th and m th lamp of DD 'from expected to

:i(m -i)l— im I = {in —2 m) ic.: i (m -i) l— im I = {in —2 m) ic.

Vergleicht man nun die Formeln, welche die Verluste an elektrischer Potentialdifferenz in den verschiedenen Teilen der Leiter D B und D' B' ausdrücken, miteinander, so findet man, daß die Verluste mehr und mehr ab-If one now compares the formulas which express the losses of electrical potential difference in the various parts of the conductors DB and D 'B' , one finds that the losses decrease more and more.

nehmen, je weiter man sich von DD' entfernt, bis der Verlust gleich 0 wird, wenn Um den gesamten Verlust an elektrischer Potentialdifferenz in dem Teil D B, D' B' zuincrease the further one goes from DD ' until the loss becomes equal to 0, if Um the total loss of electrical potential difference in the part DB, D' B ' increases

2 m = \ η ist. Dieser Punkt m = \ n, an j erhalten, muß man also die Summe aller Verdem infolgedessen die Spannung am gering- luste von den Punkten D D' (oder auch B B') 65 5 sten ist, befindet sich in der Mitte der Reihe bis zur Mitte der Reihe addieren. Dieser D B, D' B', d. h. hier in der Mitte des Ver- Verlust ist infolgedessen gleich2 m = \ η . This point m = \ n, obtained at j, must therefore be the sum of all verdem as a result of which the voltage is at the lowest from the points DD ' (or also B B') 65 5 is in the middle of the row to add to the middle of the row. This DB, D 'B', ie here in the middle of the loss is consequently the same

teilungsnetzes.distribution network.

Pd : Pd :

<c(j«·
Pd= i <c (j «·
Pd = i

2) + i c (i η — 4) -(-···
\_\n- 2 + Xn — 4 + . 2) + ic (i η - 4) - (- ···
\ _ \ n- 2 + Xn - 4 +.

-f- ύ[|»-2({« — ι)] -f i c[\n — 2\n\ -f- ύ [| »-2 ({« - ι)] -f ic [\ n - 2 \ n \

oder da \ η in der Gleichung \ η mal vorkommt,or as \ η in equation \ η times occurs,

Pd = i - c \_\n · \n — 2 (i + 2 + 3 + Pd = i - c \ _ \ n \ n - 2 (i + 2 + 3 +

Pd =Pd =

Der Verlust ist also gleichSo the loss is the same

i· c - η (η- i c - η (η-

1616

Nimmt man für den Verlust einen etwas größeren Wert, nämlichIf you take a slightly larger value for the loss, namely

(n + 1)(n + 1)

t · c ' t · c '

was in Anbetracht des in Wirklichkeit immer sehr großen Wertes von η überhaupt nicht eine wesentliche Erhöhung bedeutet, so wird der maximal auftretende Verlust an Spannung in dem Teile D B, D' B' des Leitungsnetzes,In view of the fact that η is always very large, this does not mean a significant increase at all, the maximum loss of voltage that occurs in parts DB, D 'B' of the line network,

da 2 cn = R_c und
falls den Wert ——since 2 cn = R _c and
if the value ——

i (n -\- 1) — I ist, ebennicht übersteigen, also i (n - \ - 1) - I is, do not exceed, i.e.

höchstens so groß wie in den Teilen AB, A' B' bzw. D E, D' E' sein.at most as large as in parts AB, A 'B' or DE, D 'E' .

Der maximal bei einer Verteilungsanlage entsprechend Fig. 4 auftretende Spannungs-The maximum voltage occurring in a distribution system according to Fig. 4

τ /? τ /?

abfall beträgt somit — , ist also nurwaste is therefore -, is therefore only

^b 32 ^b 32

-i mal so groß als der Verlust bei einer Verteilungsanlage nach Fig. 2 mit ebenfalls zwei Speisekabeln.-i times the loss in a distribution system according to Fig. 2 also with two feed cables.

Nimmt man nunmehr an, daß eine Lampenreihe durch zwei Paare von Speisekabeln gemäß der Erfindung gespeist werden soll, so müssen bei dem Verteilungsnetz entsprechend Fig. 5 vier Belastungsschwerpunkte ermittelt und an diese die vier Speisekabel derart angeschlossen werden, daß stets der Anschlußpunkt eines positiven Speisekabels mit dem eines negativen abwechselt, wie Fig. 5 erkennen läßt, bei der unter Annahme gleicher Verteilung der Lampen über das Netz die Lampenreihe in acht gleiche Teile geteilt werden muß.Assume now that a row of lamps is made up of two pairs of feed cables according to the invention is to be fed, so must in the distribution network accordingly Fig. 5 determined four stress points and connected to these the four feeder cables in this way that the connection point of a positive feeder cable always alternates with that of a negative one, as can be seen in FIG lets, assuming that the lamps are equally distributed over the network, the row of lamps is divided into eight equal parts got to.

Untersucht man nun eine Stromverteilungsanlage entsprechend Fig. 5 ebenso wie die Anlage nach Fig. 4, so findet man, daß der Verlust an Spannung bei einer derartigen AnlageIf one now examines a power distribution system according to FIG. 5 as well as the system 4, it is found that the loss of voltage in such a system

—'—£- nicht überschreitet, daß er also nur- '- £ - does not exceed that it is only

-ι mal so groß ist wie bei einer Verteilungsanlage nach Fig. 3, bei der ebenfalls zwei Paare von Speisekabeln vorhanden sind, und I-Rc -I times as large as in a distribution system according to FIG. 3, in which there are also two pairs of feeder cables, and I-Rc

bei der der Verlustat the loss

ist.is.

Würde man die Abteilungen in dem vorstehenden Sinne fortsetzen, so würde man finden, daß der Verlust an Spannung bei ζ Paaren von Speisekabeln, die wie bei einer Anlage nach der Fig. 5 angeordnet sind, stetsIf one were to continue the divisions in the above sense, one would find that the loss of voltage with ζ pairs of feeder cables, which are arranged as in a system according to FIG. 5, always

gleich - ist, während in dem Falle derequal - is, while in the case of the

8 ■ (2 S(J 8 ■ (2 S (J

gewöhnlichen bekannten Stromverteilungsan-ordinary known power distribution equipment

T RT R

lagen dieser Verlust gleich —'-.—~ ist, d. h.this loss was equal to - '-. - ~ is, ie

daß beim Gegenstand der Erfindung die Verluste an elektrischer Spannung nur \ mal so groß sind als bisher, bei gleichem Gewichte des Verteilungsnetzes.that with the subject of the invention the losses of electrical voltage are only \ times as great as before, with the same weight of the distribution network.

Nachdem bisher offene Stromnetze untersucht worden sind, sollen im folgenden solche untersucht werden, die in sich geschlossen sind, wie ein solches beispielsweise in Fig. 6 dargestellt ist. Die vorher festgesetzten Bezeichnungen und Annahmen sollen die gleichen bleiben.After previously open power grids have been investigated, these are the following which are self-contained, such as one in FIG. 6, for example is shown. The previously established terms and assumptions should be the same stay.

Da im Falle der Fig. 2 die Spannungen der Lampen bei B B' und C C gleich groß sind, kann man sich dieses Leitungsnetz auch ringförmig gebogen denken, bis die eben genannten spannungsgleichen Lampen zusammenfallen. Es entsteht dann die Verteilungsanlage nach Fig. 6, bei der also die Verteilung derSince in the case of FIG. 2 the voltages of the lamps at BB ' and C C are the same, this line network can also be thought of as being curved in a ring, until the lamps of the same voltage just mentioned collapse. The distribution system according to FIG. 6 is then created, in which the distribution of the

Ströme die gleiche ist wie bei der Anlage nach Fig. 2. Der Verlust an elektrischer Potentialdifferenz ist ebenfalls gleich —'-—- ■ Currents is the same as in the system according to Fig. 2. The loss of electrical potential difference is also the same - '-—- ■

Bei einer Anlage mit geschlossenem Leitungsnetz, die von zwei Paaren von Speisekabeln in üblicher Weise, wie in Fig. 7 dargestellt, gespeist wird, ergibt sich auf Grund der gleichen Überlegungen bezüglich Fig. 3 der Ver-In the case of a system with a closed line network, that of two pairs of feeder cables is fed in the usual way, as shown in Fig. 7, results due to the same Considerations with regard to Fig. 3 of the

lust an Spannung zu -lust for excitement -

Ebenso wirdLikewise will

allgemein der Verlust bei ζ Paaren von Speise-generally the loss in ζ pairs of food

kabeln gleich —-—_r ·cables equal - - - _r

In den Fig. 8 und 9 ist je ein Verteilungsnetz dargestellt, bei dem die Zuführung des Stromes entsprechend der Erfindung erfolgt, wobei das eine Mal zwei Speisekabel, das andere Mal vier Speisekabel zur Zuführung des Stromes vorhanden sind.8 and 9 each show a distribution network in which the supply of the Stromes takes place according to the invention, the one time two feeder cables, the other times there are four supply cables for supplying the electricity.

Auch diese Verteilungsnetze lassen sich aus denen nach den Fig. 4 und 5 entstanden denken, so daß die für diese ermittelten VerlusteThese distribution networks can also be thought of from those according to FIGS. 4 and 5, so that the losses determined for this

an Spannung auch hier gelten, nämlich —-—-to voltage also apply here, namely —-—-

bei einer Stromverteilungsanlage nach Fig. 8in the case of a power distribution system according to FIG. 8

7 /?
und —'--ς— bei einer solchen nach Fig. 9, bei der sich der Anschlußpunkt jedes positiven oder negativen Speisekabels zwischen den Anschlußpunkten zweier anderer Speisekabel von entgegengesetzter Polarität angeordnet befindet. 7 /?
and —'-- ς— in one according to FIG. 9, in which the connection point of each positive or negative feed cable is located between the connection points of two other feed cables of opposite polarity.

Ebenso ergibt sich allgemein, daß im Falle von ζ Paaren von Speisekabeln der VerlustIt also generally follows that in the case of ζ pairs of feeder cables, the loss

■ I-Rc . , T^f ^lst'■ I-Rc . , T ^ f ^lst '

an elektrischer Potentialdifferenzat electrical potential difference

also auch bei einem in sich geschlossenen Verteilungsnetze stets -^ mal so groß, als wenn die Speisekabel in der gewöhnlichen Art und Weise verteilt sind.so even with a self-contained distribution network always - ^ times as large as if the feeder cables are distributed in the usual way.

Claims

Pate nt-An SPR υ CH:

Electric power distribution system that feeds the distribution network takes place by means of feeder cable, characterized in that the feed with the help of so many load centers of the Network is made, as individual feeder cables of both polarity are available, and each feeder cable to one Load center of gravity or is connected in its vicinity that the connection point of a positive feeder cable alternates with that of a negative one.

For this purpose ι sheet of drawings.