DE313542C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung des Sicherheitssystems für elektrische Leitungsnetze nach Patent 290735, bei welchem die zu kontrollierende Hauptleitung in den zugehörigen Kontroileitern im normalen Betriebe einen elektrischen Zwangszustand hervorruft, bei dem die in den einzelnen Teilstrecken eingebauten Auslösevorrichtungen in Einschaltstellung verharren, während sie die Abschaltung einer fehlerhaften Teilstrecke infolge Störung dieses Zwangszustandes bewirken.

Der weitere Ausbau des Hauptpatents besteht darin, daß die zur induktiven Beeinflussung .der Kontroileitungen durch die Hauptleitung an deren Enden zwischen beide geschalteten Transformatoren bzw. Stromwandler derart bemessen und zueinander geschaltet sind, daß an allen Punkten einer Teilstrecke eine zweckmäßig möglichst gleiche Potentialverschiebung zwischen Haupt- und. Kontrolleitung erzeugt wird, aber trotzdem die letztere mit an der Energieübertragung teilnimmt und dementsprechend nutzstromdurchflossen. bleibt.

Nach dem Hauptpatent wird die Kontrollleitung im wesentlichen nur von den Kontrollströmen für die Auslösevorrichtüngen durchflossen, der Nutzstrom fließt nur in geringem Maße durch die Kontrolleitungen oder wird durch induktive Apparate, wie Stromwandler, sogar aufgehoben, die eine entsprechende Potentialverschiebung zwischen Haupt- und Kontrolleitung erzeugen. Bei dem vorliegenden Erfindungsausbau wiid durch diese Apparate ebenfalls eine Potentialverschiebung bewirkt, aber derart, daß trotzdem der Nutzstrom auch durch die Kontrolleitung mit hindurchfließt. Zwar ist es schon bekannt, unterteilte Leiter einer Teilstrecke vom Nutzstrom durchfließen zu lassen. Aber dort findet die Verteilung des· Nutzstromes auf die Leiterzweige statt, weil diese äquipotential sind. Bei der vorliegenden Erfindung findet die Nutzstromverteilung statt trotz der Spannungsdifferenz zwischen Haupt- und Kontrolleiter. Bei dieser Spannungsdifferenz zwischen Haupt-und Kontrolleiter ergeben sich aus der Nutzstromverteilüng auf beide besondere Vorteile.

Bei möglichst guter Ausnutzung des Leitungs- - materials wird zugleich erreicht, daß die Lage der Fehlerstelle ohne Bedeutung für das Ansprechen des Systems ist. Da zwischen Haupt- und Kontrolleiter auf der ganzen Teilstrecke eine genügende ..Spannung vorhanden ist, so kontrolliert sich das System dauernd selbsttätig auf Betriebsbereitschaft. Bei anderen Anordnungen hingegen, bei welchen entweder überall oder auf einem erheblichen Teil einer Teilstrecke keine Spannung zwischen Haupt- und Kontrolleitung besteht, kann an dieser Stelle die Isolation zwischen beiden Leitern lange durchbrochen sein, ohne daß ein solcher Fehler zur Anzeige gelangt. Hierdurch ver-

(2. Auflage, ausgegeben am 20. Juni 192/J

sagt das System, im Falle.wirklich die Haupt-, leitung auch defekt wird.

Der Kontrolleiter kann wie beim Hauptpatent beispielsweise aus einem isolierten Drahte der Hauptleiterlitze bestehen, der.an der Oberfläche oder im Innern der Litze liegt, in welch letzterem Falle die .Kapazitätseigenschaft des Kontrolleiters im Betriebe nahezu völlig ausgeschaltet ist.

ίο Damit nun die Kontroileitung eine gewünschte Spannung gegenüber ihrer Hauptleitung erhält und nutzstromdurchflossen bleibt, genügt es, daß beispielsweise die beiden Transformatoren einer Teilstrecke dasselbe,, aber von dem. Impedanzverhältnis der Haupt- und Kontroileitung abweichende Übersetzungsverhältnis besitzen. Eine besonders günstige Ausführungsform wird, erhalten, wenn zwischen den in der Kontrolleitung liegenden Sekundär-

ao Seiten der Transformatoren eine Verschiedenheit besteht, so daß sie, nutzstromdurchflossen, voneinander verschiedene Spannungen erzeugen, beispielsweise dadurch, daß die Transformatoren einer Teilstrecke mit voneinander abweichenden Windungszahlen oder Wicklungsverhältnisseh ausgeführt werden. Insbesondere empfiehlt es sich, die Transformatoren so auszuführen bzw. zu schalten, daß sie in einer Teilstrecke mit voneinander abweichendem Wicklungssinn arbeiten.

Wenn zu einer Hauptleitung zwei oder mehrere Kontrolleiter vorhanden sind, so empfiehlt sich eine Ausführung, bei welcher die Potentialverschiebung durch die Transformatoren in den einzelnen Koiitrolleitern ver-

schieden gemacht wird. [

Die Fig. 1 zeigt das Diagramm der Spannungsverhältnisse ; Fig. 2 und 3 zeigen beispielsweise Ausführungsformen der Schaltungen.

Jn Fig. ι sind zwischen die Hauptleitung 1

und die mit ihr verbundene Kontroileitung 2-Transformatoren 3, 4 und 3', 4' geschaltet, deren Primärseiten 3 und 3' in der Hauptleitung ι und deren Sekundärseiten 4 und 4' in Gegeneinanderschaltüng in der Kontrollleitung 2 liegen. Die Ströme sind mit einem ungefiederten Pfeil, die in den Sekundärseiten der. Transformatoren induzierten Spannungen mit einem gefiederten Pfeil bezeichnet. Bei dieser Anordnung der Transformatoren ergibt sich ein Potentialdiägramm gemäß den Linien 5 und 6, und es zeigt sich, ,daß dabei die Kontrolle!tung 2 trotz verhältnismäßig hoher Spannungserzeugung durch die Transformatoren eine Spannungsdifferenz zwischen ihren Enden in der Stromrichtung behalten, also nutzstromdurchflossen bleiben kann. Wie man sieht, schneidet die Potentiallinie 5 der Hauptleitung die Potentiallinie 6 derKontroUeitung in keinem Punkte auf der Teilstrecke, die Potentiale der beiden Leiter ι und 2 stimmen nur an den Endpunkten der Teilstrecke überein. Zwischen den Transformatoren dagegen besteht eine, durch deren Wicklungsverhältnisse und gegenseitige SchaltMng bedingte Spannungsdifferenz gegen die Hauptleitung, deren absolute Größe beliebig kleiner oder größer als der Spannungsabfall der Hauptleitung gemacht werden kann.

Bei dieser und ähnlichen Ausführungsformen ergibt sich also eine Potentialverschiebung zwischen Haupt- und Kontrolleitung, wobei Strom- und Spannungsverhältnisse durch das Zusammenwirken der zwischen den Enden der Teilstrecke infolge von deren Belastung vorhandenen Spannungsdifferenz und der Spannung der Transformatoren bedingt sind. Hierbei kann die Stärke des in der Kontrolleitung fließenden Teilstromes deren Querschnitt im Verhältnis zur Hauptleitung entsprechen oder mehr oder minder von diesem Werte abweichen, was sich durch eine Differenz der Windungszahlen der Transformatoren wicklungen 3, 4 und 3', 4' erreichen läßt.

Wenn die Kontrolleitung nur einen kleinen Teil, der Leiterlitze darstellt, so wird durch ein hohes Übersetzungsverhältnis der Transformatoren 3, 4 und 3', 4' eine von dem Strom in der Hauptleitung r abhängige hohe Spannung in den Sekundärwindungen 4 und 4' erzeugt, während die an den Enden der Primärwicklungen 3 und 3' herrschenden Spannungen von mini- go maler Größe sind, so daß die Betriebsverhältnisse der Hauptleitung nicht merklich verschlechtert werden·

Um bei gegebenen Durchmessern der Litze bzw. von deren Einzeldrähten das für die Ab-Stimmung auf die gewünschte Potentialverschiebung mit gegebenen Transformatoren erwünschte Impedanzverhältnis zwischen Haupt- und Kontrolleitung herzustellen, können natürlich auch Zusatzwiderstände bzw. Impedanzen an den Teilstreckenenden in die Kontrollleitung eingeschaltet werden.

Der in der Kontrolleitung fließende Strom ist nach Stärke und Phase vollständig durch den in der Hauptleitung fließenden Strom be*' dingt. Das Verhältnis der beiden Ströme ist also bei allen Belastungen der Leitungen bestimmt, so lange die Leitung im normalen Betriebszustand ist. Bei irgendwelchen Defekten aber, sei es durch Niederbruch der Isolation der Hauptleitung 1 oder der Kontrollleitung 2 nach außen hin öder zwischen der Hauptleitung und Kontrolleitung wird dieses Verhältnis gleichzeitig mit den Spannungen der Sekundärseiten 4, 4' der Transformatoren ,115 geändert. Auf diese Änderungen können' Auslöseorgane irgendeiner bekannten Konstruktion zum Ansprechen gebracht werden, welche die Hauptschalter an den Enden der Teilstrecke beeinflussen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen beispielsweise Ausführungsformen von Schaltungen, welche nach

dem Schema der Figur ι wirken. Dabei ist zu bemerken, daß, wie schon oben gesagt, an Stelle der figürlich dargestellten Gegeneinanderschaltung der Sekundärseiten der Transformatoren auch jede andere Anordnung mit. ähnlicher Wirkung gewählt werden kann, wobei die Wicklungsverhältnisse der beiden Transformatoren einer Teilstrecke voneinander bzw. vom Impedanzverhältnis. zwischen Haupt- und

ίο Kontrolleitung abweichen.

Die Fig. 2 entspricht genau' der Anordnung gemäß dem Schema der Fig. 1 mit einem Hauptleiter und einem Kontrolleiter. Sie stellt eine Teilstrecke dar zwischen den beiden Unterteilungssteilen 8, welche entweder gewöhnliche Trennstellen oder Transformatorenstationen mit Stromabnahme sein können. Die dargestellte Teilstrecke ist über die Hauptschalter 9 an die Unterteilungsstellen 8 angeschlossen. Diese

ao Hauptschalter 9 werden von Auslöseorganen 7 beeinflußt, welche in diesem Ausführungsbeispiel als Differentialrelais dargestellt sind und vom Strom in der Hauptleitung 1 sowie vom Strom in der Kontrolleitung 2 beeinflußt werden. Die Schaltung der Transformatoren 3, 4 und 3', 4', sowie die Wirkungsweise der ganzen Anordnung entsprechend dem oben zu Fig. ί Gesagten.
. Fig. 3 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform mit zwei ein und demselben Hauptleiter 1 zugeordneten Kontrolleitern 2 und 2'. In den beiden Kontrolleitern 2 und 2' liegen die Sekundärwindungen 4 und 4' der Transformatoren, deren Primärwindungen 3 und 3' in der Hauptleitung; 1 liegen. Die Schaltung der Sekundärwindungen der Transformatoren entspricht für jeden Kontrolleiter dieser Anordnung dem Schema der Fig. 1. Jedoch sind die Sekundärseiten der Transformatoren so in den beiden Kontrolleitern 2 und 2' angeordnet, daß in den Kontrolleitern Spannungsdifferenzeri verschiedener Phase und Größe gegenüber der Hauptleitung erzeugt werden. Es werden also in den beiden Kontrolleitungen gegenüber der Hauptleitung verschiedene betriebsmäßige Potentiälverschiebungen erzeugt, und die dadurch bedingten Kontrolleiterströme beeinflussen in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Differentialrelais 7. Diese werden, im normalen Zustande der Teilstrecke im Gleichgewicht gehalten. Im Fehlerfalle werden jedoch die Potentialverschiebungen der beiden Kontroll- " leitungen in verschiedener Weise geändert, so daß das gegenseitige Verhältnis der die Kontrollleiter 2 und 2' durchfließenden Teilströme geändert wird, wodurch . die Differentialrelais 7 ihre Ruhelage verlassen und die Hauptschalter betätigen. ₍

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Sicherheitssystem zum selbsttätigen Abschalten fehlerhafter Teilstrecken von elektrischen Leitungsnetzen, nach Patent 290735, dadurch gekennzeichnet, daß die zur induktiven Beeinflussung der Kontrolleitungen durch die Hauptleitung an deren Endgn zwischen beide geschalteten Transformatoren (Stromwandler) derart bemessen und zueinander geschaltet sind, daß eine Potential verschiebung zwischen Haupt- und Kontrolleitung erzeugt wird, aber trotzdem die Kontrolleitung nutzstromdurchflossen bleibt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.