DE517971C

DE517971C - Leitungsanlage fuer Hochstrom

Info

Publication number: DE517971C
Application number: DES70050D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Reinhold Rue Dr-Ing
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1925-05-16
Filing date: 1925-05-16
Publication date: 1931-02-09

Description

Leitungsanlage für Hochstrom Bei Leitungen für sehr starke Ströme, wie sie vor allem zum Betrieb elektrischer Öfen benutzt werden, ist es aus mehreren Gründen unzweckmäßig, sehr dicke Leitungen, etwa mit einem rechteckigen Querschnitt nach Abb. i der Zeichnung, zu verwenden. Einerseits ist die Abkühlfläche des Leiters im Verhältnis zum Inhalt relativ klein, so daß man eine starke Erwärmung des Leiters erhält. Ferner tritt eine starke Stromverdrängung nach dem Außenrand des Leiters zu auf, die bewirkt, daß der Strom nur etwa in den äußersten i@min des Leiters fließt, ein Bereich, der in Abb. i schraffiert angedeutet ist, und schließlich ist die Selbstinduktion eines solchen Leiters relativ groß, so daß man bei der Höhe der Ströme außerordentlich große induktive Spannungsabfälle erhält.
plan unterteilt daher Hochstromleiter häufig nach dem Schema der Abb. :! und erreicht dadurch eine wesentlich größere luftumspülte Oberfläche, so daß die Erwärmung herabgeht. Die Stromverdrängung wird hierdurch allerdings nur unwesentlich vermindert; die stromdurchflossenen Zonen in den Teilleitern sind in Abb. 2 schraffiert hervorgehoben. Die Selbstinduktion der Leitung wird kaum beeinflußt. Um eine gleichmäßige Stromaufteilung auf die einzelnen Teilleiter zu erzwingen, kann man die Teilleiter in bekannter Weise an einzelnen Stellen miteinander verdrillen. Dieses läßt sich jedoch mit Rücksicht auf die großen Querschnitte auch der Teilleiter nur schwer durchführen.
Um nun ohne diesen Nachteil an Zuführungsschienen von Hochstrom verbrauchenden Anlagen, die ähnlich wie in Abb. a aus einzelnen Teilleitern zusammengesetzt sind, eine gleichmäßige Stromaufteilung auf die Querschnitte der einzelnen Teilleiter zu erzielen, werden .gemäß der Erfindung für die Teilleiter die für die Nuten elektrischer Maschinen bekannten unterteilten Gitterstäbe verwendet. Die Teilleiter der Abb. 2 bestehen also selbst wieder aus zu einem Gitterstab verflochtenen Einzelleitern. Diese durch Verseilung oder Kreuzung von Einzelleitern hergestellten Gitterstäbe sind hauptsächlich als Nutstäbe für Turbogeneratoren oder ähnliche große elektrische Maschinen bekannt. Die Verwendung des unterteilten Gitterstabes als Teilleiter einer Hochstromleitungsanlage hat auch noch den Vorteil, daß diese Gitterstäbe eine hohe Festigkeit gegen Biegungsbeanspruchungen aufweisen, was namentlich bei Kurzschlüssen günstig ist.
Abb. 3 und 4 der Zeichnung zeigen einen an sich bekannten verseilten Stab im Querschnitt und in der Ansicht. Ein derartiger Stab tritt dann bei der Leitungsanlage nach der Erfindung z. B. an Stelle der vollen Teilleiter nach Abb. a der Zeichnung. Infolge der Unterteilung und der Verdrillung des Stabes wird eine gleichmäßige Stromverteilung und damit eine wesentliche Herabsetzung der Verluste in der Leitungsanlage erreicht.
Eine weitere Herabsetzung der Verluste durch Verminderung des Spannungsabfalles wird bei Mehrphasenleitungsanlagen für Hochstrom mit Unterteilung der Stromführungen durch eine geeignete Verschachtelung der einzelnen TeiHeiter erreicht. Man kann bei einer dreiphasigen Leitungsanlage die Stromleiter pro Phase beispielsweise in vier Flachstäbe unterteilen und die einzelnen Flachstäbe gemäß dem Schema der Abb.5 nebeneinander anordnen. Die einzelnen nebeneinanderliegenden Stäbe führen dabei um 12o° in der Phase verschobene Ströme, so daß sich ihre magnetischen Wirkungen zum großen Teil aufheben. Die Selbstinduktion der Leitungsanlage wird dadurch wesentlich reduziert.
Man kann nun die Selbstinduktion der Leitungsanlage noch wesentlich stärker vermindern und damit den Spannungsabfall der Leitung verkleinern, wenn man bei der Verschachtelung der Teilleiter erfindungsgemäß ein derartiges Mehrphasensystem anwendet, bei dem Ströme mit um iSo' verschobener Phase vorhanden sind, und die einzelnen Teilleiter so anordnet, daß Teilleiter mit entgegengesetzten Strömen unmittelbar benachbart sind. Die von den Teilleitern ausgehenden Magnetfelder werden sich daher fast vollständig aufheben. Als Mehrphasensysteme für eine derartige Verschachtelung der Teilleiter sind z. B. Sechsphasen- oder Vierphasensysteme geeignet.
Abb.6 der Zeichnung zeigt eine Leitungsanlage zwischen der Sekundärwicklung des speisenden Transformators und einem elektrischen Ofen, die durch Auflösung der Sekundärwicklung sechs Phasen besitzt. Je eine Hin- und Rückleitung ist nun außerdem in zwei Teilleiter unterteilt; die Teilleiter sind als Flachstäbe nebeneinander angeordnet und gemäß dem Schema der Abb.7 ineinander verschachtelt. Die Verschachtelung ist dabei innerhalb der Phasen durchgeführt, derart, daß neben einer Hinleitung eine Rückleitung derselben Phase liegt. Am Ende der Fortleitung, etwa an der Eintrittsstelle in den Ofen, kann man die Sechsphasenströme wieder zu einem dreiphasigen Stromsystem vereinigen. Dies ist auch in der Zeichnung angedeutet. Die einzelnen Teilleiter nachAbb. 7 der Zeichnung sind dabei wieder verseilte Stäbe bzw. Gitterstäbe.
Die Unterteilung der einzelnen Flachstäbe in Form einer VerwüZdung oder einer Verschiebung der Einzelleiter kann bekanntlich in verschiedener Weise durchgeführt werden. Man kann, wie dies bei dem Flachstab in Abb. 3 der Zeichnung der Fall ist, eine hochkantige Unterteilung vornehmen, bei der die einzelnen Leiter des Stabes mit ihren flachen Seiten übereinanderliegen; man kann aber auch eine flachkantige Unterteilung gemäß der Abb. 8 anwenden, bei der die Einzelleiter mit ihren Flachseiten nebeneinanderliegen. Die erste hochkantige Unterteilung des Flachstabes erweist sich insbesondere für Leitungsanlagen als geeignet, bei der die Teilleiter nicht geschachtelt sind. Die flachkantige Unterteilung gemäß Abb.8 wird mit Vorteil für verschachtelte Leitungsanlagen, etwa nach Abb. 7 der Zeichnung, benutzt, um die wirbelstrombildende Wirkung des Längsfeldes in den einzelnen Leitern zu vernichten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE. z. Die Verwendung des für die Hutwicklungen elektrischer Maschinen bekannten unterteilten Gitterstabes als Teilleiter von Zuführungsschienen für Hochstrom verbrauchende Anlagen. z. Mehrphasenleitungsanlage für Hochstrom mit Unterteilung der Stromführungen und gemäß Anspruch i ausgebildeten Teilleitern, gekennzeichnet durch ein derartiges Mehrphasensystem (z. B. Sechs-oder Vierphasensystem) und eine derartige Verschachtelung der Teilleiter, daß Teilleiter mit entgegengesetzten Strömen unnlittelbar benachbart sind.