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Vom Betriebsstrom durchflossene Drosselspule zum Schutze von Hochspannungsanlagen
gegen Wanderwellen und Überströme Das Patent 478 925 betrifft Drosselspulen zum
Schutze von Hochspannungswicklungen gegen Wanderwellen, die mit Zusatzwindungen
ausgerüstet sind, die kleine Eigenkapazität besitzen. Der Zweck dieser Zusatzwindungen
ist, die erhebliche Eigenkapazität der Hauptwindungen, die zum Zwecke der Erzielung
großer Induktivität sehr eng gewickelt sind, durch Hintereinanderschaltung mit der
sehr kleinen Eigeilkapazität der Zusatzwindungen herabzudrücken, damit der Ladestoß
zum Verschwinden gebracht wird.
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Es hat sich nun gezeigt, daß in vielen Fällen diese Anordnung ungenügend
ist, indem die Zusatzwindungen nicht genügend als Kapazität, sondern mehr als abführende
Leitung wirken. Wenn z. B. die Rechnung ergibt, daß zum Beseitigen des Ladestoßes
einer gegebenen enggewickelten Schutzdrosselspule weitgewickelte Zusatzwindungen
mit verhältnismäßig großer Ganghöhe erforderlich sind, so wird der Versuch zeigen,
daß die beabsichtigte Herabsetzung des Ladestoßes nicht oder nur ungenügend eintritt.
Der Grund ist der, daß das Verhältnis der Leiterlänge einer Zusatzwindung zur Ganghöhe
sich zu sehr dem Werte i nähert. Wird dieses Verhältnis gleich i, so sind die weitgewickelten
Zusatzwindungen überhaupt zu einer Geraden geworden und wirken nur als abführende
Leitung. In diesem Falle ist die Wirkung der Zusatzwindungen in bezug auf die Ermäßigung
des Ladestoßes =Null geworden. Die Wirkung ist daher um so größer, je 'größer das
genannte Verhältnis ist.
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Noch eine zweite unerwünschte Wirkung hat sich bei zu kleinem Verhältnis
experimentell ergeben. An Stelle des Ladestoßes entstehen Anfangsschwingungen in
der Front der austretenden Welle. Diese beruhen in dem zu großen Unterschiede in
der spezifischen Windungskapazität und Induktivität der Hauptwindungen und der Zusatzwindungen.
Deshalb muß dieser Unterschied herabgedrücl-,t werden, also auch aus diesem Grunde
das obengenannte Verhältnis vergrößert werden.
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Um dieses zu erreichen, wird gemäß der Erfindung eine Verlängerung
der Leiterlänge der Zusatzwindungen vorgenommen, was dadurch geschehen kann, daß
man an das Ende der weiten Zusatzwindungen noch eine Anzahl enggewickelter Zusatzwindungen
anfügt. Dadurch
wird die durchschnittliche Ganghöhe der engen und
weiten Zusatzwindungen verkleinert und das durchschnittliche Verhältnis der Leiterlänge
zur Ganghöhe vergrößert, «-as erstrebt wird. Allerdings verkleinert sich hierbei
auch die Leiterlänge, aber längst nicht in dem Verhältnisse wie die Ganghöhe. Durch
diese Maßnahme erreicht man auch die Verärößerung der Eigenkapazität der Zusatzwindungen,
also auch ihrer spezifischen Windungskapazität. Dasselbe ist der Fall mit der Induktivität.
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In dem in Abb. i schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel bedeutet
i die enggewickelten Hauptwindungen der Schutzdrosselspule, 2 sind die weitgewickelten
Zusatzwindungen, während 3 die erfindungsgemäß neu hinzuzusetzenden enggewickelten
Zusatzwindungen darstellen. Es ist nicht in allen Fällen nötig, die in Abb. i gezeichnete
Reihenfolge der Hauptwindungen, weiten Zusatzwindungen und engen Zusatzwindungen
einzuhalten.- Es kann auch vorteilhaft sein, die Zusatzwindungen innerhalb der Hauptwindungen
anzubringen oder wie in Abb. 2 auf die engen Zusatzwindungen noch einmal weite Zusatzwindungen
folgen zu lassen, die in Abb. 2 mit 4 bezeichnet sind. -Es steht auch nichts im
Wege, den weiten Zusatzwindungen q. nochmals enge Zusatzwindungen folgen zu lassen
und diese Abwechslung noch weiter fortzusetzen.
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Die engen Zusatzwindungen können zur möglichsten Zusammendrängung
ihrer Windungen mit Isolierung aus gasförmigen, festen oder flüssigen Dielektrika
beliebiger Art zwischen den Windungen versehen sein, wenn diese Dielektrika eine
höhere Durchschlagsfestigkeit als Luft besitzen. Auch wird man häufig feste Dielektrika
als Distanzstücke zur Versteifung der Windungen benutzen.
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Bei Spiralspulen können die Zusatzwindungen in dem freien Raume im
Innern der Spulen angebracht werden. Sie können auch außerhalb der Ebene der Hauptwindungen
oder am äußeren Umfange der Spulen angeordnet werden. Natürlich kommen auch zylinderförmige
Spulen wie überhaupt Spulen jeder Art und Form in Frage.
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Erfindungsgemäß ist es auch möglich, an bereits angefertigten oder
bereits im Betriebe befindlichen Spulen die Zusatzwindungen anzubringen. In z-erschiedenen
Fällen, z. B. wenn die Spule zwei Leitungsstücke trennen soll, wobei von jeder Seite
Überspannungen kommen können, deren Übertritt in den anderen Leitungsteil verhindert
werden soll, ist es zuweilen zweckmäßig, an jedem Ende der Spule Zusatzwindungen
anzubringen. Sonst wird man die Zusatzwindungen im allgemeinen an dem der eindringenden
Welle abgewendeten Teile der Spule anordnen.
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Die gemäß der Erfindung ausgebildeten Spulen dienen nicht nur dazu,
Überspannungen zu bekämpfen, sondern auch Überströme herabzusetzen.