DE549072C

DE549072C - Vorrichtung zur UEberwachung des Isolationszustandes von Energieverteilungsanlagen

Info

Publication number: DE549072C
Application number: DES81022D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Manfred Schleicher
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1927-08-03
Filing date: 1927-08-03
Publication date: 1932-04-22

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 22. APRIL 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 e GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. August 1927 ab

Es ist bekannt, Potentialunterschiede, die an der Erdoberfläche auftreten, durch ein Telephon erkennbar zu machen, welches mit zwei Plattenelektroden verbunden ist, die in einem gewissen Abstand voneinander auf die Erdoberfläche gelegt werden. Unter gewissen Voraussetzungen wird die Höhe dieser Spannung einen Anhalt geben können, ob ein Isolator auf einem benachbarten Mast einer

ίο Hochspannungsfreileitung beschädigt ist oder nicht. Aber diese Einrichtung ist nicht geeignet zur Feststellung der Stärke eines z. B. im Falle eines Erdschlusses durch die Erde fließenden Summenstromes, da sie einerseits nur die an der Erdoberfläche und nicht die unter der Erdoberfläche fließenden Ströme erfaßt und anderseits dem Einfluß der Witterung in denkbar stärkstem Maße ausgesetzt ist, weil diese Überwachungseinrichtung von der Feuchtigkeit der Oberfläche abhängig ist. Bekanntlich folgt der bei einem Erdschluß in der Erde auftretende Summenstrom im wesentlichen dem Zug der Leitung, allerdings nicht längs der Erdoberfläche, sondern in einer gewissen Tiefe unterhalb der Erdoberfläche, wo er entsprechend der Leitfähigkeit des Bodens einen engeren oder weiteren Strompfad bildet.

Gemäß der Erfindung wird durch den im Gebiet der Anlage in der Erde fließenden Summenstrom ein Überwachungsgerät beeinflußt, welches an zwei dem Zug der Leitung folgend in die Erde im wesentlichen quer zur Stromrichtung eingebettete Erdplatten angeschlossen ist.

Die Erfindung kann beispielsweise in der Form durchgeführt werden, daß in der Nähe der Energie Befeinden Zentrale, in der Nähe der Unterstationen oder auch sonst im Gebiete des Verteilungsnetzes die im Erdreich auftretenden Potentialunterschiede durch. Spannungsmeßgeräte beobachtet werden. Es empfiehlt sich, die Meßgeräte dauernd eingeschaltet zu lassen, so daß jederzeit ein Blick genügt, um sich über die Spannungszustände in der Erde zu unterrichten, aber natürlich kann man auch die Spannungsgeräte erst zum Zwecke der Ablesung einschalten. Man kann auch durch ausgedehntere, in die Erde versenkte leitende Gebilde die Erdströme we- g₀ nigstens teilweise abfangen und ihre Stromstärke messen.

Die Erfindung kommt insbesondere in Betracht für Anlagen mit Hochspannungsfreileitungen, aber auch für Netze mit geringerer Spannung, und auch bei Anlagen mit in Erde verlegten Kabeln lassen sich wertvolle Ergebnisse erzielen.

Rein theoretisch betrachtet, dürfte bei einer Hochspannungsfreileitung, die in tadellosem Isolationszustande ist, und bei der alle drei Phasen gleichmäßig verlegt und gleichmäßig

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Manfred Schleicher in Berlin-Charlottenburg.

belastet sind, kein Strom durch die Erde verlaufen. In Wirklichkeit werden diese Bedingungen nie restlos erfüllt sein, und es werden auch bei normalern, fehlerlosem Betrieb sich Ströme in der Erde nachweisen lassen, deren Größe und Verteilung durch Beobachtung festgestellt werden kann. Sie werden eine gewisse Höchstgrenze nicht überschreiten.

ίο Sobald aber Isolationsfehler auftreten oder sobald gar eine Phase Erdsqhluß bekommt, gehen, wesentlich größere Ströme durch die Erde, auf deren Verlauf und Größe die durchgeführten Messungen einen Rückschluß zulassen. Ausreichende Messungen lassen sich um so leichter durchführen, als es sich ge*· zeigt hat, daß die Erdströme sich nicht beliebig in weitem Umkreis über große Flächen verteilen, sondern den Weg längs der Freileitung bevorzugen. Wenn man daher an irgendeiner Stelle im Zuge der Freileitung einen Energierichtungszeiger aufstellt, dessen eine Spule an zwei in einiger Entfernung voneinander in die Erde gesenkten Erdplatten liegt und dessen andere Spule zwischen einem künstlich gebildeten oder einem vorhandenen Nullpunkt des Netzes und der Erde liegt, so gibt der Richtungszeiger die Richtung des in der Erde fließenden Stromes an, und durch Nachrichtenaustausch über die Anzeige derartiger Vorrichtungen im ganzen Gebiet der Freileitung läßt sich die Lage einer Isolationsstörung oder eines Erdschlusses bestimmen.

Die Größe der im Erdboden gemessenen Spannungsdifferenz ist zwar zugleich ein Maß für die Stärke des in der Erde fließenden Stromes, man kann aber auch durch netzartig ausgebildete, weit ausladende Erdleiter, die vertikal in die Erde eingebaut werden, einen großen Teil des Erdstromes auffangen und an einem Meßinstrument unmittelbar ablesen. Man kann auch durch die gemessenen Erdströme Relais in Tätigkeit setzen, die eine selbsttätige Abschaltung bei schwereren Leitungsfehlern veranlassen.

In der Zeichnung ist die Durchführung einer einfachen Bestimmung der Richtung des Erdschlußstromes dargestellt. An dem Transformator 1, der ein Leistungstransformator oder ein Meßwandler sein kann, ist der Nullpunkt über einen Spannungswandler 2 mit einer Erdplatte 3 verbunden. Der Spannungswandler 2 speist die eine Spule eines Richtungsanzeigers 4. Dessen zweite Spule ist mit zwei Erdplatten 5 und 6 verbunden, die in einiger Entfernung von der Erdplatte 3 und voneinander in die Erde eingebettet sind. Alle drei Erdplatten werden zweckmäßig senkrecht unterhalb der Frei- g_u leitung angeordnet. Der Richtungsanzeiger 4 gibt die Richtung des in der Erde fließenden Stromes an. Erdströme aus anderen Quellen können verhältnismäßig nur wenig Störungen hervorrufen, da ihre Frequenz und Phase 6_S eine andere ist. Die Erdplatten 3, 5 und 6 können je nach Bedarf ihre Lage miteinander austauschen, auch kann die Erdplatte 3 mit 5 oder 6 zusammenfallen. In vielen Fällen empfiehlt es sich, die Erdplatten zur Erdung der Leitungsmaste für diesen Zweck mitzubenutzen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung hat nicht nur den Wert, daß es eine dauern'de Überwachung des Isolationszustandes ermöglicht, sondern es ermöglicht auch, rechtzeitig zu erkennen, wo das Spannungsgefälle so groß zu werden droht, daß Menschenleben dadurch gefährdet werden.

Claims

80 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Überwachung des Isolationszustandes von Energieverteilungsanlagen, bei der durch den im Gebiet der Anlage in der Erde fließenden Summenstrom ein Überwachungsgerät beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Überwachungsgerät an zwei dem Zuge der Leitung folgend in die Erde im we- go sentlichen quer zur Stromrichtung eingebettete Erdplatten angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Erdungsplatten zwei Masterdungsplatten dienen, an welche das Anzeigegerät angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigegeräte richtungsempfindliche Maximalrelais für die Auslösung eines Leitungsschalters dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen