DE2945215C2

DE2945215C2 - Schaltungsanordnung zum Schutz von Fernmelde- und Signalkabeln, die entlang von Starkstromanlagen verlaufen

Info

Publication number: DE2945215C2
Application number: DE19792945215
Authority: DE
Inventors: Kari 3012 Langenhagen Kirkko-Jaakkola
Original assignee: Individual
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1979-11-09
Filing date: 1979-11-09
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE2945215A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbetriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Schallungsanordnung ist bekannt (DE-OS24 06 269, Fig. I).

Die als aktiver Reduktionsschutz bekannten Vorrichtungen sind jedoch hinsichtlich der Höhe der induzierten störenden Wechselspannung, die mit ihnen kompensierbar ist, begrenzt. Da sich diese Wechselspannungen, entlang des Kabels zu immer höheren Werten aufbauen und sehr häufig z. B. aus Sicherheitsgründen ein zulässiger Grenzwert für diese Spannungen vorgegeben ist, ist somit die mit einer Vorrichtung zu schützende Kabellänge je nach der Höhe der induzierten Wechselspannung begrenzt. Ist das zu schützende Kabel länger und damit die gesamte induzierte Spannung entsprechend höher, so ist man gezwungen, mehrere solche Vorrichtungen hintereinander entlang dem Kabel anzuordnen. Da selbst bei Anwendung dieses aktiven Reduktionsschutzes am Ende jeder durch eine einzelne Vorrichtung geschützten Strecke eine nicht mehr kompensierbare Restspannung verbleibt und diese der jeweils in einem nächstfolgenden Abschnitt des Kabels induzierte Spannung hinzugezählt werden muß, entsteht die Schwierigkeit, daß allein durch die verbleibenden Restspannungen die vorgegebene Grenzspannung überschritten wird.

Dies kann nur vermieden werden, wenn man Vorrichtungen höherer Reduklionsleistung verwendet. Damit triff bei sehr langen Kabelstrecken die Schwierigkeit auf. daß die Anzahl der erforderlichen Vorrichtungen bei immer kleiner werdenden Wirkungslängen immer höher wird und der Aufwand für die einzelnen Vorrichtungen erhöht werden muß. Dem sind wirtschaftliche und technische Grenzen gesetzt.

Die Schwierigkeil, die mit Hilfe der vorliegenden Erfindung behoben werden soll, sei anhand der F i g. 2, Zeile a, erläutert Die zu schützende Kabelstrecke verläuft entlang den Stationen 0 bis 10, wobei jeweils an den Stationen 1 bis 10 eine Vorrichtung zum aktiven Reduktionsschutz im Sinne der DE-PS 16 90 370 vorgesehen sei. Die gestrichelte Linie soll die Höhe der zulässigen Grenzspannung bezeichnen. Diese Spannung baut sich in dem zu schützenden Kabel auf und erreicht

ίο an der Station 1 die zulässige Grenzspannung. Hier wird nun die erste Vorrichtung angebracht und mit ihr die induktive Spannung bis auf einen Restwert 11 abgebaut Auf der gleich langen Strecke bis zur Station 2 wird wiederum eine Spannung induziert die der zulässigen

ι⁵ Grenzspannung entspricht, der jedoch die Restspannung 11 zugezählt werden muß, so daß sie kurz vor der Station 2 über eine gewisse Länge diese Grenzspannung um den Betrag der Spannung 11 überschreitet Die Vorrichtung in der Station 2 ist die gleiche wie in der Station 1, und sie vermag die Spannung zu reduzieren, wobei jetzt jedoch die Restspannung 12 schon doppelt so hoch ist wie in der Station 1. Dies setzt sich fort, wobei die Überschreitung der Grenzspannung von einer Station zur anderen immer höher wird und die Länge des Kabels, über die die Grenzspannung überschritten wird, immer länger wird, bis schließlich in der Station 10 die Vorrichtung die induzierte Spannung nicht mehr unter dem vorgegebenen Grenzwert reduzieren kann.

■W Wenn man auf einer solchen Strecke dennoch mit Vorrichtungen gleichen Reduktionsvermögens arbeiten will, so ergibt sich die Situation, wie sie in Zeile b dargestellt ist. Die Verhältnisse zwischen den Stationen 0 und 1 entsprechen denen der Zeile a. Um dennoch eine

^J5 Überschreitung des Grenzwertes zu vermeiden, muß die Station 2 näher an die Station I herangelegt werden, damit die zwischen den Stationen I und 2 induzierte Spannung zuzüglich der in Station 1 entstandenen Restspannung kompensiert werdeh fcqnn, wobei jedoch an der Station 2 wiederum die doppelte Restspannung übrig bleibt. Dementsprechend muß der Abstand zwischen den Stationen 2 und 3 wiederum kleiner gewählt werden, als der zwischen den Stationen 1 und 2. wenn der vorgegebene Grenzwert eingehalten werden soll. Dies setzt sich fort, wobei der Abstand von Station zu Station immer kleiner wird, bis schließlich in der

Station 10 nur noch die Restspannung und nicht mehr

die induzierten Spannungen abgebaut werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

^w Schaltungsanordnung anzugeben, die es erlaubt, auch über große Kabellängen mit gleich leistungsfähigen Vorrichtungen zum aktiven Reduktionsschutz einen Schutz gegen induzierte Wechselspannungen mit erträglicher Restspannung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst

Das Prinzip der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist in F i g. 1 dargestellt. Von dem zu schützenden Kabel ist der Übersichtlichkeit halber nur

w> die Pilotader 13 dargestellt, in der sich z. B. unter dem Einfluß eines parallel dazu verlaufenden Starkstromkabels 14 eine Spannung entlang der Linie 15 aufbaut. Die Pilotader 13 ist am Anfang des Kabels bei 16 geerdet, und sie ist über die ihr zugeordnete weitere Sekundär wicklung 17 des Koppeltransformators 18 und über die Impedanz 19 wieder an Erde gelegt. Die in der Pilotader 13 ebenso wie in den anderen Adern induzierte Spannung wird am Eingang der weiteren Sekundär-

wicklung 17 abgegriffen und dem Verstärker 20 zugeführt, der die Spannung nach Betrag und Phase verstärkt, der Primärwicklung 21 des Koppeltransformators 18 zuführt und sie somit in alle anderen Adern des zu schützenden Kabels, also auch in die Pilotader 13, einkoppelt. Mit 22 ist die Pilotader des nächstfolgenden Abschnitts bezeichnet, die herkömmlich bei 23 geerdet wäre, gemäß der Erfindung aber zwischen die weitere Sekundärwicklung 17 und die Impedant 19 der vorhergehenden Vorrichtung bei 24 angelegt ist

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Schaitungsanordnung wird anhand der F i g. 2, Zeile c, erläutert. Die Zustände in den Abschnitten zwischen den Stationen 0 und 1 entsprechen denen in den Zeilen a und b. An der Station 1 verbleibt es bei der Restspannung 11, die der zwischen den Stationen 1 und 2 induzierten Spannung hinzugezählt wird. Um den vorgegebenen Grenzwert nicht zu überschreiten, ist auch hier der Abstand zwischen den Stationen 1 und 2 geringfügig kürzer als der zwischen den Stationen 0 und 1, nämlich um die induzierte Spannung plus der Restspannung 11 kompensieren zu können Da jedoch hier die Restspannung 11 wie die induzierte Spannung auch in der Pilotader zwischen den Stationen 1 und 2 auftritt, erfolgt in der Station 2 eine Kompensation bis auf eine Restspannung, die jetzt wieder gleich der Restspannung 11 ist Demgemäß ist der Abstand zwischen den Stationen 2 und 3 gleich dem zwischen den Stationen 1 und 2 und mit der Wirkung, daß auch hier nur die Restspannung 11 übrig bleibt. Damit ist es möglich, eine beliebige Länge des Kabels zu schützen, so daß stets immer nur die gleiche Restspannung übrig bleibt. Gemäß der Alternative der erfindungsgemäßen Schaltung jedoch kann auch die anstehende Restspannung nicht der nächstfolgenden, sondern einer der folgenden Vorrichtungen zugeführt werden, wie dies aus der F i g. 2, Zeile b, hervorgeht, bei der erst in der Station 3 gemäß dem punktiert dargestellten Pfeil die aufsummierte Restspannung aus den Stationen 1 bis 3 der Pilotader zwischen den Stationen 3 und 4 zugeführt wird, so daß der Abstand zwischen den Stationen 3 und 4 wieder gleich dem zwischen den Stationen 1 und 2 gemacht werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung sind zwischen je zwei

ίο Vorrichtungen zum aktiven Reduktionsschutz ein oder mehrere passive Reduktionseinrichtungen geschaltet.

Dies sei anhand von F i g. 3 erläutert Die Länge des Abschnitts zwischen der Station 0 und der Station 1 ist hier dadurch gestreckt, daß an der Stelle, an der die induzierte Spannung den Grenzwert erreicht, bei 1' eine passive Reduktionseinrichtung, z. B. ein Reduktionstransformator nach der DE-AS 11 13 488, geschaltet ist. Dieser vermag die induzierte Spannung bis auf etwa ein Drittel ihrer Höhe zu vermindern, so daß eine Restspannung 25 verbleibt. Bei 1" ist nun die Grenzspannung wiederum erreicht So wird ein weiterer Reduktionstransformator eingeschaltet, der wiederum nur etwa zwei Drittel der anstehenden Spannung kompensieren kann, so daß hier die Restspannung 26 bleibt. Nach dem entsprechend kürzeren Abschnitt zwischen den Stationen 1" und 1 wird dann erfindungsgemäß wieder eine Vorrichtung zum aktiven Reduktionsschutz eingeschaltet, die die Restspannung wieder auf den Wert 1 > vermindert. Dies wiederholt sich zwischen den darauf folgenden Stationen in entsprechend gleichen Abständen, so daß es auch auf diese Art möglich ist, über eine beliebige Länge die induzierte Spannung unterhalb ues vorgegebenen Grenzwertes zu halten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Schutz von Fernmelde- und Signalkabeln, die entlang von Starkstromanlagen verlaufen, mit zwei oder mehreren Vorrichtungen zum aktiven Reduktionsschutz, jeweils bestehend aus einem Transformator, dessen Sekundärwicklung gebildet ist durch die Gesamtheit der Fernmeldekabeladern und dessen Primärwicklung einerseits an Erde und andererseit am Ausgang eines Verstärkers liegt, dessen Eingang einerseits an Erde und andererseits an einer Pilotader liegt, deren vom Verstärker abgewandtes Ende geerdet ist, wobei zwischen Verbindungspunkt von Pilotader und Verstärkereingang einerseits und Erde andererseits die Reihenschaltung einer weiteren Sekundärwicklung und einer Impedanz vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-kompeiisierte Restspannung zwischen der weiteren Sekundärwicklung (17) &'tr> Transformators (18) der vorhergehenden Vorrichtung und der zugehörigen impedanz (J9) abgegriffen und in Richtung der in dem zu schützenden Kabel ansteigenden Spannung an die Pilotader (22) der nächstfolgenden oder einer folgenden Vorrichtung gelegt ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei Vorrichtungen zum aktiven Reduktionsschutz eine oder mehrere passive Reduktionseinrichtungen geschaltet sind.