DE419072C - Schutzeinrichtung fuer mit Erdschlussspulen versehene Hochspannungsnetze - Google Patents

Description

• Schutzeinrichtung für mit Erdschlußspulen versehene Hochspannungsnetze. In Hochspannungsnetzen, in denen zur Unterdrückung des Erdschlußstromes Erdschlußspulen verwendet werden, tritt im Normalbetrieb,des Netzes infolge der meist vorhandenen Kapazitätsunsymmetrie des Netzes eine Verlagerung der Netzleiterspannung gegen Erde auf. Bei kleinem Verlustwiderstand des Erdschlußkreises kann die Spannungsverlagerung Werte annehmen, «-elche ihrerseits zu Schädigungen der Anlage und Störungen des Betriebes Anlaß geben können. Die Verlagerung der N etzleiterspannu:ng gegen Erde kann im Normalbetrieb ohne Beeinträchtigung der Schutzwirkung der Erdschlußspule erfindungsgemäß dadurch vermieden werden, daß im Normalbetrieb des Netzes die Erdschlußspulen mit Hilfswiderständen derart kombiniert werden, daß der resultierende Widerstand dieser Kombination einen extrem hohen oder extrem niedrigen Wert besitzt, während bei Eintritt eines Erdschlusses die Hilfswiderstände durch selbsttätige Einrichtungen unwirksam gemacht werden, welche unter Einfluß der sich bei Erdschluß ändernden Strom- bzw. Spanpungsgrößen stehen. Zur Vereinfachung der Schalteinrichtung ist es vorteilhaft, induktionsfreie Hilfswiderstände zu verwenden, deren Ab- und Zuschaltung auch bei größeren Stromstärken keine Schwierigkeiten bereitet. Schaltet man z. B. einen hohen Ohmschen Hilfswiderstand mit der Erdschlußspule in Reihe, dann muß im Erdschlußfalle dieser Widerstand selbsttätig kurzgeschlossen «erden. Schaltet man zur Erdschlußspule im Normalbetrieb einen kleinen Ohmschen Widerstand parallel, so muß im Erdschlußfalle der Widerstand selbsttätig abgeschaltet «erden. Die im erstgenannten Falle das Kurzschließen, im zweiten Falle das t-)ffnen des Hilfswiderstandes bewirkende Einrichtung kann von den sich bei Erdschluß ändernden Strömen oder Spannungen betätigt werden. Als hoher Widerstand kommt auch eine Funkenstrecke in Frage, deren Widerstand großen Änderungen unterliegt, je nachdem sie Strom führt oder nicht.
• Der Gegenstand der Erfindung sei an Hand der Ausführungsbeispiele der Abbildungen näher erläutert. Die Abb. i bis 4. behandeln lediglich den Fall, daß im Normalbetrieb des Netzes ein hoher Widerstand in Reihe mit der Erdschlußspule geschaltet ist. In den AbliiIdungen bedeutet .1 eine am Dreiphasennetz I. 11, 111 liegende Wicklung mit dem Nullpunkt 0, an welchem die Erdschlußspule I) bzw. D" 1),1 angeschlossen ist. F ist eine Funkenstrecke, W ein Ohmscher Widerstand, S ein Schnellschalter, welcher von dem Relais R bedient wird. Das Relais R kann von dem den Erdschlußkreis durchfließenden Strom oder von einer in diesem Stromkreis auftretenden Spannung betätigt werden, In Abb. i ist die Funkenstiecke F in Reihe mit der Drosselspule D geschaltet. Im i\Tormalbetrieb besitzt diese Kombination somit den extrem hoben Widerstand oo, d. h. der Erdschlußkreis ist offen, so daß eine Spannungsverlagerung nicht besteht. Bei Erdschluß eines Netzleiters tritt zwischen Nullpunkt 0 und Erde eine Spannung gleich der Phasenspannung des Netzes auf. Wird nun die Funkenstrecke für eine wesentlich kleinere hberschlagsspannung eingestellt, so d-aß mit Sicherheit ein Überschlag erfolgt, dann stellt der Überschlagsfunken eine leitende Verbindung zwischen Erdschlußspule ! # und Erde her. Durch den das Relais R dann durchfließenden Strom wird der Schalter S geschlossen und damit die Funkenstrecke überbrückt. Nach Beseitigung der Ursache des Erdschlusses wird der Schalter S wieder geöffnet und so der Erdungsstromkreis wieder unterbrochen. Während bei dem Ausführ ungsheispiel der Abb. i das Relais R während der ganzen Dauer des Erdschlusses stromführend ist und den Schalter geschlossen hält, wird bei dem Beispiel der Abb. 2 das Relais R stromlos, nachdem es den Schalter S geschlossen hat. Man könnte dem Schalter S eine Einrichtung geben, die ihn dann nach Ablauf einer bestimmten Zeit von selbst öffnet. Ist dann der Erdschluß beseitigt, bleibt er offen, im anderen Falle wird er von neuem durch das Relais R wieder geschlossen.
• Im Falle der Abb. 2 wird eine Unsymmetrie der Netzkapazität den Schalter nicht geschlossen halten, weil nach Öffnung des Schalters keine Spannung zwischen 0 und Erde besteht, welche die Funkenstrecke ansprechen läßt, während dies bei Eintritt eines Erdschlusses der Fall ist.
• Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 3 ist parallel zur Funkenstrecke F ein sehr hoher Ohmscher Widerstand geschaltet, so daß der 1?r@lungsstromkreis nicht vollkommen unterbrochen ist. Er dient dazu, etwa auftretende Sprungwellen abzudämpfen.
• Schließlich zeigt das Ausführungsbeispiel der Abb. 4 -parallel zur Funkenstrecke die Kombination einer Drosselspule D., mit dem zu ihr in Reihe geschalteten Ohmschen Widerstand Il'. Ist die Drosselspule D1 genau auf die Teilkapazität der Netzleiter gegen Erde abgestimmt, dann bedeutet im nörmalenNetzbetrieb das Hinzutreten der Drosselspule D., eine erhebliche Abweichung von .der Resonanzabstimmung. Schon dies allein würde die Spannungsverlagerung verkleinern, aber durch das Hinzutreten des hohen Ohmschen Widerstandes TV wird die Verlagerung praktisch ganz vermieden. Bei Erdschluß wird nach Ansprechen der Funkenstrecke F der Schalter S durch das Relais R geschlossen und damit die Kombination D.-S unwirksam gemacht. Da Dl als Resonanzspule ausgeführt ist, so wird der Erdschlußstrom auf einen außerordentlich kleinen Wert gebracht und damit die Gefahr des Erdschlosses beseitigt.
• Eiei Ausführungsheispiel für den Fall, daß im Normalbetrieb ein kleiner Hilfswiderstand W parallel zur Drosselspule D geschaltet ist, ist durch Abb. j veranschaulicht. Tritt im Erdschlußfall ein großer Erdschlußstrom auf, dann durchfließt -er das Relais R, welches den Schalter S öffnet und damit den Hilfswiderstand umwirksam macht. Die Drosselspule arbeitet dann je nach ihrer Abstimmung als Resonanz- oder Dissonanz-Löschspule. Der Widerstand LV kann sehr klein sein. Unter Umständen genügt der Widerstand der t`berbrückungsleitung und des Schalters S.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schutzeinrichtung für mit Erdschlußspulen versehene Hochspannungsnetze, dadurch gekennzeichnet, daß im Normalbetrieb des Netzes die Erdschlußspulen mit Hilfswiderständen derart kombiniert werden, daß der resultierende Widerstand dieser Kombination einen extrem hohen oder extrem niedrigen Wert besitzt, während bei Eintritt eines Erdschlusses die Hilfswiderstände durch selbsttätige Einrichtungen unwirksam gemacht werden, welche unter Einfluß der sich bei Erdschluß ändernden Strom- bz-,.v. Spannungsgrößen stehen.
2. 2. Schutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Erdschlußspule Hilfswiderstände in Reihe geschaltet sind, welche den Gesamtwiderstand des Erdschlußkreises außerordentlich erhöhen, aber bei Erdschluß durch selbsttätige Einrichtungen kurzgeschlossen werden. 3. Schutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erdschlußspule Hilfswiderstände von sehr kleinem Widerstandswert parallelgeschaltet sind, wobei aber dieser parallele Stromkreis bei Erdschluß durch selbsttätige Einrichtungen geöffnet wird. .4. Schutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfswiderstände Ohmsche Widerstände verwendet werden.
3. 3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfst@-iderstand eine Funkenstrecke verwendet wird, deren Überschlagsspannung kleiner als die Phasenspannung des Netzes eingestellt wird. 6. Schutzeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als selbsttätige Einrichtung ein Relais verwendet wird, welches den Schalter zum Unwirksammachen des Hilfswiderstandes betätigt, und deren Erregerspule von einem im Erdschlußstromkreis fließenden Strom durchflossen wird. 7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfswiderstand eine Funkenstrecke dient, welche parallel zu dem Schalter liegt, während die Erregerspule in Reihe zu Funkenstrecke und Schalter angeordnet ist. $. Schutzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule lediglich von dem die Funkenstrecke durchfließenden Strom durchflossen wird, wobei der Schalter mit einer Einrichtung versehen ist, welche ihn nach Ablauf einer-bestimmten (beliebig wählbaren und einstellbaren) Zeit von selbst öffnet.