DE3410726A1

DE3410726A1 - Einphasiges metallgekapseltes wechselstromsystem

Info

Publication number: DE3410726A1
Application number: DE19843410726
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. 6900 Heidelberg Hecht
Original assignee: Brown Boveri und Cie AG Germany; BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1984-03-23
Filing date: 1984-03-23
Publication date: 1985-09-26

Description

BROWN,BOVERI & CIE AKTIENGESELLSCHAFT

Mannheim 20. März 1984

Mp.-Nr. 546/84 ZPT/P3-Sf/Bt 10

Einphasiges metallgekapseltes Wechselstromsystem

Die Erfindung bezieht sich auf einphasige metallgekapselte Wechselstromsysteme, z.B. gasisolierte Schaltanlagen oder Hochstromverbindungen.

Für Steuerung, Schutz und Überwachung solcher Systeme werden elektronische Einrichtungen benötigt, die häufig in Steuerschränken untergebracht sind, die in unmittelbarer Nähe der Starkstromanlage angeordnet sind. Von den Starkstromanlagen geht eine elektromagnetische Beeinflussung der elektronischen Einrichtungen aus. Diese Einrichtungen müssen oft mit erheblichem Aufwand gegen eine solche Beeinflussung geschützt werden, z.B. durch Abschirmen oder besondere Schaltungsmaßnahmen. Eine elektrostatische Beeinflussung ist bereits durch die metallische Kapselung der Starkstromanlage ausgeschlossen.

Die elektromagnetische Beeinflussung wird verursacht durch Änderungen des elektromagnetischen Feldes um den Phasenleiter des Wechselstromsystems. Insbesondere in

Störungsfällen mit hohen Fehlerströmen und sprunghaften Stromänderungen geht von dem Wechselstromsystem eine starke Beeinflussung von elektronischen Einrichtungen aus.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einphasige metallgekapselte Wechselstromsysteme anzugeben, die benachbarte elektronische Einrichtungen nicht oder nur mit geringer Intensität elektromagnetisch beeinflussen. 10

Diese Aufgabe wird durch Wechselstromsysteme nach dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß durch Kompensation störender elektromagnetischer Felder mit Hilfe von entgegengerichteten Feldern innerhalb des Systems ein nach außen weitgehend neutrales Verhalten erreicht wird.

Eine genauere Beschreibung der Erfindung und ihrer Vorteile erfolgt anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele.

Es zeigen:

Fig. 1 einphasiges metallgekapseltes Wechselstromsystem mit rohrförmigem Phasenleiter und darin konzentrisch angeordnetem Kompensationsleiter, Fig. 2 einphasiges metallgekapseltes Wechselstromsystem mit stabförmigem Phasenleiter und rohr

förmigem Kompensationsleiter.

Fig. 1 zeigt ein Wechselstromsystem mit einem elektrisch gut leitenden zylinderförmigen Metallmantel 1, einem konzentrisch darin angeordneten rohrförmigen Phasenleiter P1 und einem darin konzentrisch in einer Mittelachse

M angeordneten Kompensationsleiter 2.1. Mit dem Kompensationsleiter 2.1, dem Metallmantel 1 und Kurzschlußleitungen K zwischen dem Kompensationsleiter 2.1 und dem Metallmantel 1 am Anfang A und Ende E des Systems bzw. von Teilstrecken des Systems ist eine Kompensationsschleife gebildet. Der Phasenleiter P1 muß selbstverständlich gegen die Kompensationsschleife elektrisch isoliert sein.

Der einen Wechselstrom führende Phasenleiter P1 und die Kompensationsschleife sind induktiv miteinander gekoppelt. Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung verhält sich wie ein Stromtransformator mit eingeprägtem Primärstrom und kurzgeschlossener Sekundärseite. Der Strom auf der Sekundärseite, also in der Kompensationsschleife, ist dem Primärstrom im Phasenleiter P1 entgegengerichtet. Dementsprechend ist das elektromagnetische Feld der Kompensationsschleife dem elektromagnetischen Feld des Phasenleiters PI entgegengerichtet und wirkt somit kompensierend. Mit Hilfe eines Abschirmmantels 3 aus magnetisch hoch permeablem Material, der z.B. direkt unter dem Metallmantel 1 angeordnet wird, kann die magnetische Kopplung zwischen den beiden Feldern und damit die kompensierende Wirkung verstärkt werden.

Fig. 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Erfindung. Dabei ist ein Wechselstromsystem mit einem elektrisch gut leitenden zylinderförmigen Metallmantel 1 und einem stabförmigen Phasenleiter P2 dargestellt. Zwischen dem Phasenleiter P2 und dem Metallmantel 1 ist ein zylindrischer Kompensationsleiter 2.2 konzentrisch angeordnet. Der Kompensationsleiter 2.2 ist am Anfang A und Ende E des Wechselstromsystems oder von Teilstrecken des Systems mit Hilfe von Kurzschlußleitungen K mit dem Metallmantel 1 verbunden, wodurch eine Kompensationsschleife entsteht.

Das Wirkungsprinzip ist gleich wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel. Auch hier kann die magnetische Kopplung mit Hilfe eines Abschirmmantels 3 aus magnetisch hoch permeablem Material verstärkt werden. Der Abschirmmantel 3 ist zwischen Metallmantel 1 und Kompensationsleiter 2.2 angeordnet. Er darf den Metallmantel 1 und den Kompensationsleiter 2.2 nicht kurzschließen, muß also mindestens gegenüber einem der beiden Leiter 1, isoliert sein.

Trotz der gleichen prinzipiellen Wirkungsweise der in den Figuren 1 und 2 dargestellten alternativen Lösungen und der Möglichkeit durch entsprechende konstruktive

t5 Gestaltung nach außen hin eine gleiche Wirkung zu erzielen, bestehen doch erhebliche Unterschiede. Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 mit dem Kompensationsleiter 2.1 innerhalb des rohrförmigen Phasenleiters P1 wird durch die Kompensationsschleife in idealer Weise das gesamte Feld zwischen Phasenleiter P1 und Metallmantel 1 umfaßt. Auch ohne Abschirmmantel 3 wird bereits eine gute kompensierende Wirkung erzielt. Allerdings ist diese Lösungsalternative insofern eher für mittlere Spannungen, z.B. für 10 kV-Generatorableitungen geeignet, als eine elektrische Isolierung des auf Erdpotential liegenden Kompensationsleiters 2.1 innerhalb des Phasenleiters P1 gegenüber diesem Phasenleiter P1 bei sehr hohen Spannungen aufwendig sein könnte.

Dagegen ist das Problem der elektrischen Isolierung bei der in Fig. 2 dargestellten Lösungsalternative wesentlich geringer. Denn hier liegt der Kompensationsleiter 2.2 außerhalb des Phasenleiters P2 und kann im erforderlichen Abstand zum Phasenleiter P2 angeordnet werden.

Allerdings wird bei dieser Lösungsalternative von der Kompensationsschleife nur ein Teil des Feldes zwischen

546/84 < 3410728

. r-

Phasenleiter P2 und Metallmantel 1 umfaßt. Deshalb ist es bei dieser Lösung zur Erzielung einer guten Kompensationswirkung fast unumgänglich einen Abschirmmantel 3, z.B. in Form eines Ringbandkernes vorzusehen, um das Feld innerhalb des von der Kompensationsschleife umgebenen Raumes zu konzentrieren.

Claims

Ansprüche

1. Wechselstromsystem mit einem Phasenleiter innerhalb eines Metallmantels, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Kompensationsleiter (2.1,2.2) isoliert innerhalb des Metallmantels (1) angeordnet ist, der am Anfang (A) und Ende (E) des Systems oder von Teilstücken des Systems
mit dem Metallmantel (1) elektrisch leitend verbunden
ist.

2. Wechselstromsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenleiter (P1) rohrförmig und
der Kompensationsleiter (2.2) stabförmig ausgebildet
sind, wobei der Kompensationsleiter (2.1) innerhalb des Phasenleiters (P1) konzentrisch und isoliert angeordnet ist.

3. Wechselstromsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenleiter (P2) stabförmig und
der Kompensationsleiter (2.2) rohrförmig ausgebildet

sind, wobei der Phasenleiter (P2), der Kompensationsleiter (2.2) und der Metallmantel (1) konzentrisch und gegeneinander isoliert angeordnet sind.

4. Wechselstromsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Metallmantel (1) und Phasenleiter (P1) ein Abschirmmantel (3) mit hoher magnetischer Permeabilität konzentrisch angeordnet ist.

5. Wechselstromsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschirmmantel (3) dicht unter dem Metallmantel (1) angeordnet ist.

6. Wechselstromsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kompensationsleiter (2.2) und dem Metallmantel (1) ein Abschirmmantel (3) mit hoher magnetischer Permeabilität konzentrisch angeordnet und gegenüber dem Kompensationsleiter (2.2) oder dem Metallmantel (1) elektrisch isoliert ist.