DE351722C - Verbindung fuer Erdkabel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung für einpolige, mit Bleiurrahüllung versehene Erdkabel.

Es ist bekannt, daß bei solchen Kabeln der im inneren Leiter fließende Strom in der Bleiumhüllung eine induzierte Spannung hervorruft, die proportional zur Länge des Kabels wächst.

Je nach der gewöhnlich benutzten Art der ίο Anordnung· des Bleimantels, d.h. je nachdem derselbe fortlaufend und isoliert vom Erdboden oder ob er fortlaufend und an seinen beiden Enden mit der Erde verbunden ist, entsteht eine erhöhte Spannung, die eine unzulässig starke Isolierung der, Umhüllung gegenüber dem Erdboden erfordern würde, oder, im zweiten Falle, ein beträchtlicher Strom, der zu übermäßigen Verlusten führen und gefährliche Erwärmungen des Kabels verursachen könnte.

Bei einer bekannten Kabelausführung mit ■ nicht unterbrochener Bleiumhüllung schaltet man zwischen Blei und Erde einen hohen Widerstand an einem oder an beiden Kabelenden. Diese Anordnung zeigt jedoch stets den Nachteil, daß keine Verminderung der zwischen dem Kabel und dem Erdboden, bestehenden Potentialdifferenz eintritt, da der Spannungsabfall außerhalb des Kabels in den Widerständen stattfindet.

Um diese Übelstände zu beseitigen, kann man je nach der Länge des Kabels den Bleimantel an passenden Stellen unterbrechen. Die Anzahl der Abschnitte wird so gewählt, daß in jedem derselben die induzierte Spannung einen verhältnismäßig geringen Wert hat und es möglich ist, den Abschnitt zu isolieren. Die Bleiumhüllung bildet also eine Reihe vollständig voneinander isolierter Ab-41) schnitte.

Die Erfindung betrifft eine besondere Abänderung dieser Kabelanordnung. Sie besteht im wesentlichen darin, Widerstände (oder Selbstinduktionsspulen o. dgl.) derart einzuschalten, daß die durch Unterteilung der Bleiumhüllung erzielten Abschnitte miteinander verbunden werden, wobei· die beiden Kabelenden mit der Erde verbunden sind. Bei der praktischen Benutzung ist es zweck-, mäßig, daß die Zwischenschaltung von Widerständen oder Selbstinduktionsspulen im Innern der Kabelmuffen stattfindet.

Unter Erhaltung der elektrischen Verbindung der Abschnitte der Bleiumhüllung bietet dann die Erfindung den \^rorteil der Verminderumg des im Bleimantel fließenden Stromes, der Verminderung der Stromverluste und der Begrenzung der -Potentialdifferenz zwischen dem Blei und dem Boden auf einen solchen Wert, daß die den Bleimantel im allgemeinen umgebende Isolierung nicht überansprucht wird.

Auf der Zeichnung ist in den Abb. 1 und 2 eine Ausführungsform einer Verbindungsmuffe dargestellt, in der eine Selbstinduk- tionsspule angeordnet ist, und zwar zeigt Abb. ι einen senkrechten Schnitt durch die Kabelverbindung und Abb. 2 eine Ansicht der Kabelverbindung nach Abnahme der oberen Muffenhälfte und Entfernung eines Teiles der Ausgußmasse.

Das Kabel besteht aus den Kupferadern 1, die von einer Isolierung 2 aus Papier o. dgl. umgeben sind. Über dieser befindet sich der Bleimantel 3, der auf seiner ganzen Länge wieder mit einer Isolierschicht versehen ist. Die Enden der Kupferkabel sind mittels des Klemmstückes 4 verbunden.

Die Kabelmuffe besteht aus zwei Teilen 5 und 6, welche zwei schalenartige Ansätze 7, 8 besitzen, in denen aus Isoliermaterial bestehende Lagerbüchsen 9, 10 liegen. Diese dienen afe Träger für die Bleiumhüllung und isolieren sie von dem Metall der -Kabelmuffe.

Die abisolierten Enden der Bleiumhüllung im Innern der Kabelmuffe sind mittels der Schellen i\, 12 und der Drähte 13, 14 mit der Selbstinduktionsspule 15 verbunden, wodurch die elektrische Verbindung der einzelnen Abschnitte der Bleiumhüllung hergestellt wird. Die Kabelmuffe ist mit Isoliermasse gefüllt, von der ein Teil 16 geringerer Dicke dazu dient, die Selbstinduktionsspule von der Muffe zu isolieren.

In Abb. 3 ist der Bleistromkreis in seiner ganzen Länge dargestellt, wobei die Selbstinduktionsspulen mit A bezeichnet und die Enden, der Bleiumhüllung bei B und C mit der Erde verbunden sind.

Die Rechnung ergibt, daß der Abschnitt M-N von der Ordnungsnummer η an seinem Ende N (ebenso wie alle anderen Abschnittsenden) das Potential der Erde besitzt. In j eder Kabelmuffe vollzieht sich somit ein

Spannungsabfall infolge der Selbstinduktion oder des eingeschalteten Widerstandes. Man könnte die Anordnung aber auch derart treffen, daß der Punkt mit dem Erdpotential in der Mitte der Wickelung jeder von der Muffe umfaßten Selbstinduktionsspule liegt, indem man in jede Erdleitung B und C eine Spule schaltet, deren .Reaktanz gleich der Hälfte derjenigen ist, die normal in den

ίο Muffen herrscht (vgl. Abb. 4).

Die Potentialverteilung entlang der Bleiumhüllung ist in den Abb. 3a und 4a durch gebrochene Linien angedeutet, die sinngemäß mit den Abb. 3 und 4 übereinstimmen. In Abb. 3 sieht man, daß zu Anfang im Punkt B die Bleiumhüllung sich im Erdpotential befindet. Dem Kabel folgend wächst alsdann die Differenz des Potentials zwischen dem Bleimantel und der Erde linear mit der Lei-

ao tungsspannung und erreicht am Ende der ersten Länge des Bleimantels einen gewissen Wert V, den in Abb. 3 a der schräge Teil o-n darstellt. Beim Durchgang des Stromes durch die Selbstinduktionsspule entsteht ein Spannungsabfall, der das Ende der Spule und den Anfang ' des folgenden Abschnitts auf das Erdpotential zurückbringt. Praktisch ist die Spulenlänge weit kleiner als die Länge eines Abschnittes des Bleimantels, und der jähe Abfall in der Spannung ist in Abb. 3a durch die Lotrechte n-w, dargestellt. Da alle Ab^- schnitte gleich sind, so wiederholen sich die gebrochenen Linien o-n-m bis zum Ende des Kabels.

Man könnte fürchten, daß bei zufälliger Unterbrechung der inneren Verbindungen in den Muffen die Potentialdifferenz zwischen dem Blei und dem Boden unzulässig steigt, und zwar bis zu einem Werte, der durch die Summe der Spannungen von den Enden; B und C bis zur Unterbrechungsstelle gegeben ist. Um diesen Übelstand zu vermeiden, erdet man diejenigen Punkte, welche bereits das Erdpotential besitzen, d. b. das Ende (Abb. 5) oder die Mitte (Abb. 6) der Spulen A, je nach Anlage des Kabels. Bei einer Unterbrechung wird die Potentialdifferenz höchstens gleich der in einem Kabelabschnitt induzierten Spannung sein.

Eine solche Verbindung ist z. B. in Abb. 2 dargestellt. Der Ansatz 17 ist der Mittelpunkt der Spule. Er kann mittels des Drahtes 18 mit der Klemme 19 der Muffe verbunden sein.

Wenn eine unbeabsichtigte Erdverbindung in einem Abschnitt, beispielsweise bei X₁, y_± (Abb. 5), stattfindet, so wird ein starker Strom im Kreise S₂, r₂, X₁, y_± in der Pfeilrichtung einsetzen. Aber es ist klar, daß in den beiden Reihen rechts und links der Länge r_z, X₁ die abgeleiteten Ströme, die sich durch die Verbindungen r₂, r_±, S₁ und X_1x r₃, s_s schließen könnten, begrenzt sind durch die in sie eingebrachten Selbstinduktionsspulen A-Der starke Strom wird folglich allein den Bleihüllenteil ?-₂, X₁ beherrschen.

In dem Falle, wo die Mitte der Spule geerdet ist (Abb. 6), wird eine zufällige Erdverbindung x„, y₂ keine gefährliche Spannungsvermehrung zur Folge haben.

Die in der Kabelmuffe eingeschaltete Spule kann sowohl als Selbstinduktionsspule, Widerstand oder als Transformator ausgebildet sein. Es ist indessen zu bemerken, daß die Wahl einer Selbstinduktionsspüle folgende Vorteile bietet:

1. Verminderung des Widerstandes des Bleistromkreises und Verminderung der Wattverluste sowie Leichtigkeit von Messungen im Bleistromkreis.

2. Verminderung der in der Kabelmuffe zu vernichtenden Wärmemenge,· denn die Selbstinduktionsspule, die unter einem gleichen Strom Z dieselbe Spannung wie der eingeschaltete Widerstand aufzehren soll, hat einen Widerstand r, der schwächer ist als der des Widerstandes R.

Ein Transformator ist noch vorteilhafter, bedingt aber eine größere Empfindlichkeit. In dem Falle, wo ein Transformator (Abb. 7 und 8) benutzt wird, besteht er aus einem runden, konzentrisch zum Kabel angeordneten Kern, wobei der magnetische Kreis bei Q unterbrochen ist, so daß die elektromotorische Kraft in der Sekundärwicklung den primären Stromänderungen folgt und der Apparat fast unabhängig von der Ladung arbeitet.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verbindung für Erdkabel, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Unterbrechung der isolierten Bleiumhüllung gebildeten Abschnitte durch Widerstände, Selbstinduktionsspulen oder Transformatoren verbunden sind, und daß die Bleiumhüllung an den Enden des Kabels mit oder ohne Einschaltung von Widerständen

o. dgl. geerdet wird.

2. Verbindung für Erdkabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer zu hohen Potentialdifferenz zwischen der isolierten Bleihülle und der Erde im Falle der Unterbrechung der zwischen den Bleihüllenabschnitten eingeschalteten Verbindungen die Widerstandsspulen o. dgl. geerdet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.