DE2842341C2

DE2842341C2 - Dämpfungsglied zum Einbau in Hochspannungskabelnetze

Info

Publication number: DE2842341C2
Application number: DE19782842341
Authority: DE
Inventors: Walter Dr. 8540 Schwabach Müller
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Priority date: 1978-09-28
Filing date: 1978-09-28
Publication date: 1983-01-20
Also published as: JPS5553131A; DE2842341A1

Description

— daß als Dämpfungsglied in konzentrischer Anordnung von innen nach außen und elektrisch parallel geschaltet ein von seinen Anschlußleitern (4) getragener, spannungsabhängiger Widerstand (1) (Widerstands-Scheiben-Stapel eines Überspannungsabieiters), ein induktionsarmer Festwiderstand (2) und eine Drossel wicklung (3) vorgesehen sind,

— daß die Drosselwicklung (3) den Betriebsstrom führt und so bemessen ist, daß an ihr der Spannungsabfall im Kurzschluß etwa l%o betrag* and

— daß der Festwiderstand (2) für einen Bruchteil des Wellen Widerstands des Kabels bemessen ist und Kabelschwingungen 'm kHz- und MHz-Bereich dämpft.

2. Dämpfungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Festwiderstand (2) als rohrförmig gebogenes Gewebe und die Drosselwicklung (3) aus Leitern mit Rechteckquerschnitt als einlagige Wicklung ausgebildet ist.

3. Dämpf, igsglied nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß ^Je Dr~>selwicklung (3) als Scheibenspulenwicklung ausgebildet ist.

4. Dämpfungsglied nach Anrr-nich 1 und einem η der Ansprüche 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrische Anordnung zum Schutz zusätzlich in einen Porzellanstützer (12) eingebaut und gegen die Atmosphäre abgedichtet ist.

5. Dämpfungsglied nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrische Anordnung in eine SF 6-gefüllte Kabelanschlußkapselung (7 bis f 1) einbezogen ist

6. Dämpfungsglied nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Festwiderstand (2) und die Drosselwicklung (J) in etwa die Form eines Zylindermantels haben.

7. Dämpfungsglied nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Festwiderstand (2) und die Drosselwicklung (3) in etwa die Form eines Kegelstumpfes haben.

8. Dämpfungsglied nach Anspruch I und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrische Anordnung in eine Öl-gefüllte Kabelanschlußkapselung (7 bis 11) einbezogen ist.

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Die Erfindung betrifft ein Dämpfungsglied zum Einbau in Hochspannungskabelnetze, deren Abzweige % unabhängig voneinander geschaltet werden, nach dem

Oberbegriff des Anspruchs I.

f.,; Werden Transformatorabzweige über längere Kabel-

ü strecken von einer Zentralschaltanlage gespeist, dann

te treten unter ungünstigen Umständen Ladeschwingun-

i| gen der Kabel mit deren Eigenfrequenz im Bereich von

etwa 20 bis 500 kHz auf, die möglicherweise zu einer Resonanzanregung der Transformatorwicklungen führen.

Derartige Ladeschwingungen entstehen beim Zuschalten eines Kabels, wenn bereits mindestens ein weiteres Kabel schon unter Spannung steht. Ist am Ende eines Abzweigs ein Transformator angeschlossen und führen die Ladeschwingungen zu einer Resonanzanregung der Wicklungen, so wird die Höhe de- in den Wicklungen angefachten Überspannungen nur durch die Dämpfungskonstanten des Netzes und des Transformators bestimmt, wenn keine besonderen Vorkehrungen hiergegen vorgesehen sind.

Der bekannte, normale Überspannungsschutz durch Überspannungsableiter ist in diesen Fällen unwirksam, weil die Amplituden im Kabelnetz und an den Transformatorklemmen die Amplituden der höchst zulässigen Betriebsspannung nicht oder nur geringfügig überschreiten, so daß die Überspannungsleiter nicht ansprechen. Trotzdem kann es dabei innerhalb der Wicklungen bei Resonanzanregung je nach Dämpfung zu Überspannungsfaktoren von etwa 10 bis 40 kommen. Als Abhilfe ist bereits bekannt, zur zusätzlichen Dämpfung Schalter mit Vorkontakten und Widerständen zu verwenden (DE-AS 12 74 227). Diese Lösung ist jedoch wegen des apparativer Aufwands bei Mittelspannungsschaltern unwirtschaftlich. Ea ist auch schon bekannt. (»Schaltvorgänge in Hoch- und Niederspannungsnetzen«. Buch von E Slamecka und W. Waterscheck. 1972. Seiten 231—250). als zusätzliche Dämpfung am Schalter oder vorzugsweise am Transformator /?C-Glieder zwischen Phase und Erde vorzusehen. Dies erfordert jedoch, daß auf die platzsparende, direkte Einführung des Kabels in den Transformator über Kabelendverschlüsse verzichtet werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlich herstellbares und schaltanlagenseitig einsetzbares Dämpfungsglied zu schaffen, das einen zuverlässigen Schutz von mit ihin verbundenen Kabeln und Transformatorwicklungen gegen Resonanzschwingungen und damit verbundene Spannungsüberhöhungen gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Lösung dieser Aufgabe durch ein Dämpfungsglied erreicht, bei dem in kon/en -ischer Anordnung von innen nach außen und elektrisch parallel geschaltet ein von seinen Anschlußleitern getragener, spannungsabhängiger Widerstand (Widcrstands-Scheiben-Stapel eines Ubcspannungsableiters). ein induktirnsarmer Festwiderstand und eine Drosselwicklung vorgesehen sind und bei dem die Drosselwicklung den Betriebsstrom führt und so bemessen ist. daß an ihr der Spannungsabfall im Kurzschluß etwa l%o beträgt und bei dem der Festwiderstand für einen Bruchteil des Wellenwiderstands des Kabels bemessen ist und Kabelschwingungen im kHz- und MHz-Bereich dämpft. Dabei ist das Widerstandsband zweckmäßigerweise rohrförmig und die Drosselwicklung zweckmäßigerweise als einlagige Wicklung aus Leitern mit Rechteckquerschnitt ausgebildet.

Bei sehr großer erforderlicher Windungszahl für die Drosselwicklung kann es unter Umständen auch erforderlich sein, die Drosselwicklting als Scheibenspulenwicklung auszubilden.

Nach zweckmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die konzentrische Anordnung zum Schutz zusätzlich in einen Porzellanstützer eingebaut ist, dessen Flanschringe als Anschlußarmatiiren ausge-

bildet sind und den Innenraum abdichten oder daß die konzentrische Anordnung in eine SF6-gefüllte oder ölgefüllte Kabelanschlußkapselung einbezogen ist

Dabei haben der Festwiderstand und die Drosselwicklung in etwa die Form eines Zylindermantels oder die Form eines Kegelstumpfmantels.

Die Erfindurg ist sehr vorteilhaft, denn sie ermöglicht einen sehr kompakten Aufbau des Dämpfungsgliedes, das ohne Schwierigkeiten in einen Kabelzug einbaubar ist. Die sichere Funktion des Dämpfungsgliedes ist durch die Zuordnung von Teilfunklionen an die einzelnen Bauteile des Dämpfungsgliedes gewährleistet. Dabei führt die Drosse! den Betriebsstrom und eventuelle Kurzschlußströme, der Festwiderstand dient der Dämpfung der Kabelscfiwingungen im kHz- und MHz-Bereich und der spannungsabhängige Widerstand schützt das Dämpfungsglied vor spannungsmäßigen Überlastungen.

Das Prinzip und zwei Ausführungsbeispiele der ; Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher J, erläutert. Es zeigt

\ Fig. t den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsge- ! mäßen Dämpfungsgliedes,

F i g. 2 den Einbau eines Dämpfungsgliedes in eine \ gekapselte Anlage bzw. einen Kabelendverschluß und

F i g. 3 ein in einen zylindrischen Isolator eingebautes Dämpfungsglied.

Einander entsprechende Bauteile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugsze'chen versehen.

Konzentrisch um ein«' gemeinsame, nicht näher bezeichnete Achse sind ein spannungsabhängiger Widerstand 1, ein Festwiderstand 2 und eine Drosselwicklung 3 angeordnet. Als spannungsabhängiger Widerstand ist dabei der S(heibenstapel eines üblichen Überspannungsleiters ohn*-^v Funkenstrecken eingesetzt. v> Als Festwiderstand 2 dient ein Rohr aus Widerstandsgewebe. Zur eigentlichen Stromführung durch die Anordnung dient die Drosselwicklung 3 mit entsprechend ausgelegtem, vorzugsweise rechteckigem. Leiterquerschnitt. Dabei ist die Drosselwicklung als einfache Einlagenwicklun^· ausgeführt.

Die Drosselwicklung 3 und der Festwiderstand 2 haben annähernd die gleiche Baulänge und sind zwischen gemeinsame Endflansche S eingespannt. Der wesentlich kürzere, spannungsabhängige Widerstand 1 ist von fest an die Endflansche 5 angeschlossenen Anschlußleitern 4 in seiner Lage gehalten.

Beim Einbau des erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedes in die Einführung eines Kabels in eine gekapselte Schaltanlage sind die Anschlußleiter 4 geringfügig in das Dämpfungsglied hinein abgekröpft und einerseits mit dem ankommenden Ende eines Kabels 6 und andererseits mit dem schaltanlagenseitigen Anschlußleiter ! verbunden. Zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit zwischen dem Dämpfungsglied auf Hochspannungspotential und dem geerdeten Gehäuse 9 dient der Isolierzylinder 7. Die isolierte, flexible Leitung 6 führt zur Kabelkerze.

Eine in Fig.3 dargestellte Freiluftausführung des Dämpfungsgliedes ist in einem stützerähnlichen Porzellanzylinder 12 angeordnet, der die untereinander konzentrischen Bauteile des Dämpfun<«gliedes ebenfalls konzentrisch umfaßt und in der Län^e geringfügig überragt Bei dieser Anordnung schließen me Endflansche 5 ein Gas- oder Öl-gefülltes Volumen ein. Die Längsüberschlagspannung des Dämpfungsgliedes ist dann gleich der Regenüberschlagspannung der gerippten Außenriäche des Porzellanzylinders 12 und die Spannungsfestigkeit zu den Nachbarphasen und gegen Erde ist durch eine geeignete Verrundung der Flanschringe 5 oder zusätzlich angebracht»" Toroide 13 gewährleistet. Dabei ist das Dämpfungsglied gegen Verschmutzung geschützt. Andererseits ist jedoch bei dieser Anordnung besonders auf eine ausreichende Kühlung der Drosselwicklung 3 zu achten. Dabei ist es zweckmäßig, durch entsprechende Füllung des die Drosselwicklung 3 umgebenden Raumes mit einer gut wärmeleitenden Flüssigkeit oder einem gut wärmeleitenden Gas für eine ausreichende Wärmeübertragung von der Drosselwicklung 3 an den Porzellanzylinder 7 zu sorgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I, Dämpfungsglied zum schaltaniagenseitigen Einbau in Transformatoren speisende Hochspannungskabelnetze, deren Abzweige unabhängig von- einander geschaltet werden und dadurch die Transformatoren durch Resonanzanregung gefährden, dadurch gekennzeichnet,