DE554170C

DE554170C - Verfahren zur Messung der Ableitungsstroeme von Mehrphasennetzen

Info

Publication number: DE554170C
Application number: DEA61294D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Eberhard Courtin
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-03-24
Filing date: 1931-03-24
Publication date: 1932-07-06

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
6. JULI 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 554170 KLASSE 21 e GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. März 1931 ab

In Drehstromnetzen, besonders solchen, deren Leitungen in feuchten Räumen verlegt sind und an die Betriebe unter Tage angeschlossen sind, weist die Isolation häufig S große Ableitungsströme auf. Diese sind Verlustströme. Die Verlustleistung kann dabei den Verlusten großer Transformatoren gleichkommen; außerdem sind die Ableitungsströme für die Isolation schädlich und führen mit der Zeit zu Zerstörungen. Die gebräuchlichen Isolationsprüfeinrichtungen (Erdschlußvoltmeter, Erdschlußanzeigerelais) für betriebsmäßige Messungen sprechen auf Ableitungsströme nicht an; denn wegen ihrer geringen Größe und ihres in allen Phasen symmetrischen Auftretens beeinflussen die Ableitungsströme die Spannung gegen Erde nicht, von der diese bekannten Prüfeinrichtungen abhängig sind.

Isolationsprüfeinrichtungen mit übergelagertem Gleichstrom messen zwar die Verschlechterung der Isolation, auch wenn die Spannung gegen Erde gehalten wird, sie sind jedoch in den meisten Netzen nicht anwend-

Ä5 bar, schon dann nicht, wenn Erdungsdrosselspulen zur Ableitung statischer Ladungen zwischen den Phasen und Erde angeschlossen sind. Vielfach sind jedoch noch zur Kompensation des kapazitiven Erdschlußstromes Erdschlußlöschspulen zwischen das Netzsystem und Erde geschaltet. Diese besitzen nur geringe Ohmsche Widerstände, so daß die Feststellung eines geringen Unterschiedes der Isolation des Netzes gegen Erde mit durch Gleichstrom betätigten Meßeinrichtungen nicht möglich ist, da der Unterschied des Gesamtwiderstandes gegenüber dem Nullpunktswiderstand zu klein ist.

Diese Nachteile werden dadurch vermieden, daß bei einem Netz, das nicht oder über derart hohe Widerstände geerdet ist, daß der Systemnullpunkt auch bei einem Leitererdschluß seine volle Spannung gegen Erde beibehält, erfindungsgemäß eine Phase geerdet wird und die Wirkkomponente des dadurch entstehenden Erdschlußstromes durch ein Wattmeter ermittelt wird. Führt man dem Wattmeter die Nullpunktsspannung zu, dann liegen die Ableitungsströme in Phase zu dieser Spannung, so daß der Ausschlag des Instrumentes ein Maß für die Größe dieser Ströme ist. Dabei ist aber zu berücksichtigen, daß auch der Erdschlußstrom bei gut isolierten Netzen eine Wattkomponente besitzt; die infolge der Isolationsverschlechterung sich einstellende Erhöhung der Ableitungsströme ergibt sich dann als Differenz der beiden Werte. Indem man nacheinander in den drei Phasen eines Drehstromnetzes einen künstlichen Erdschluß herstellt, erhält man die Werte des Ableitungsstromes für alle drei Phasen. Der Ableitungsstrom einer

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

Dipl.-Ing. Eberhard Courtin in Berlin-Lankwits.

Phase bei Betrieb des Netzes ohne Erdschluß ist unter der Voraussetzung gleicher Ableitungsströme in allen Phasen ein Drittel der Summe der gemessenen Werte. Dies geht aus dem Diagramm der Abb. ι hervor. Die Wattkomponente des Erdschlußstromes des Netzes ist dabei gleich Null angenommen. Die Ableitungsströme der Phasen/? und 5 liegen dann in Phase mit ίο den verketteten Spannungen/?^ und ST, da die Phase T geerdet ist. Die geometrische Summe der Ströme//? und /5 ist durch den Strom Ja dargestellt. Er liegt in Phase mit der Nullpunktsspannung U₀ = OT. Die Verlustleistung ist bei Betrieb ohne Erdschluß und bei gleichen Verlustströmen in allen drei Phasen N = U_ph · Λ» wobei U_Pu die Phasenspannung bedeutet. Bei Erdschluß ist die Verlustleistung· U₀ · Ja- Sie ist in beiden Fällen gleich, da bei metallischem Erdschluß die Nullpunktsspannung gleich der Phasenspannung ist, der Wattmeterausschlag gibt also direkt die Verlustleistung· im Betriebe an.

In Abb. 2 ist ein Beispiel für die Ausführung des Verfahrens gezeigt. Es ist ein Generator ι angenommen, der auf die Sammelschienen 2 arbeitet. An die Sammelschienen sind Abzweige .A und B angeschlossen. Im Abzweig B ist ein Erdschluß über einen Stromwandler 3 hergestellt. An diesen Stromwandler ist die Stromwicklung eines Wattmeters 4 angeschlossen, dessen Spannungsspule von dem Nullpunktsspannungswandler 5 gespeist wird. Der Ableitungswiderstand ist in dem Abzweigt durch die Widerstände 6 dargestellt. Die über die Phasen/? und S über die Widerstände 6 zur Erde fließenden Ableitungsströme müssen dann auch durch den Stromwandler 3 ihren Weg nehmen, so daß sie in dem Instrument 4 zur Anzeige" gebracht werden.

Um den zur Messung erforderlichen Erdschluß nicht plötzlich herzustellen, da durch das Hochschnellen der Spannung der nicht erdgeschlossenen Phasen die Gefahr eines Doppelerdschlusses besteht, wird man zweckmäßig in die Erdverbindung, also in Serie zu dem Stromwandler 3, einen regelbaren Widerstand schalten, dessen Wert allmählich auf Null verringert wird. Bei höherer Span-* nung empfiehlt es sich, den Regelwiderstand über einen Transformator in die Erdverbindung zu schalten.

Um nur die in dem Abzweigt fließenden Ableitungsströme zu erfassen, wird man statt des Stromwandlers 3 eine Stromwandlergruppe 7 (Abb. 3) in den Abzweig an seinem Ausgangspunkt einbauen. Die Stromwandler 7 liegen in Holmgreenschaltung und speisen ein Anzeigeinstrument, das als Amperemeter oder, wie in dem Ausführungsbeispiel, als Wattmeter mit von der Nullpunktsspannung erregter Spannungsspule ausgebildet sein kann. Als Wattmeter ist es natürlich möglich, ein Erdschlußrelais zu verwenden, das beim Überschreiten eines bestimmten Stromwertes der Ableitungsströme anspricht und eine Anzeigevorrichtung 9 betätigt. Der Erdschluß muß dabei, vom Netz aus betrachtet, vor dem Einbauort der Stromwandler hergestellt werden, damit der gesamte Ableitungsstrom des Abzweiges durch die Meßeinrichtung erfaßt wird.

Zur Gewinnung des Erdschluß- oder Summenstromes können auch an sich bekannte Anlegestromwandler verwendet werden. Werden zum Aufsuchen von Isolationsschäden schon zum Anzeigen eines Erdschlusses eingebaute Einrichtungen verwendet, dann muß beachtet werden, daß bei den Wattrelais die Leistungsrichtung bei der Messung von Ableitungsströmen umgekehrt ist gegenüber der bei · Erdschlußstrom sich einstellenden, so daß auch 'eine entsprechende Änderung der Ausschlagsrichtung sich ergibt.

Claims

Patentansprüche:

ι. Verfahren zur Messung· der Ableitungsströme von Mehrphasennetzen, die nicht oder über derart hohe Widerstände geerdet sind, daß bei einem Leitererdschluß der Systemnullpunkt gegen Erde seine volle Spannung beibehält, dadurch gekennzeichnet, daß eine Phase des Systems geerdet wird und die Wirkkomponente des dadurch entstehenden Erdschlußstromes durch ein Wattmeter ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdschlußstrom einem Wattmeter zugeführt wird, dessen Spannungsspule von der Nullpunktsspannung erregt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Erdverbindung ein regelbarer Widerstand geschaltet wird, dessen Wert allmählich verringert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der regelbare Widerstand in den Sekundärkreis eines Transformators geschaltet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 zur Messung der Ableitungsströme eines Abzweiges, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdschlußstrom als Summenstrom aus in Hohngreenschaltung hegenden Stromwandlern gewonnen wird und daß der einphasige Erdschluß, vom Netz aus betrachtet, vor dem Einbauort der Stromwandler hergestellt wird.

554 i?Ö
6. Verfahren nach Anspruch 5 zum Aufsuchen mit Ableitungsverlusten behafteter Netzteile, dadurch gekennzeichnet, daß der Summenstrom einem Erdschlußrelais zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung des Erdschluß- oder Summenstromes an sich bekannte Anlegestromwandler verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen