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Einrichtung zur Verminderung der induktiven Einwirkung von Starkstromleitungen
auf Schwachstromleitungen Bekanntlich unterliegen Schwachstromleitungen (Telegraphen-
oder Telephonleitungen, Blockierungsleitungen), die auf längere Strecken in der
Nähe von Starkstromleitungen, wie etwa Hochspannungsfreileitungen, verlaufen, erheblichen
Störungen infolge Beeinflussung durch die Starkströme. Diese Störungen beruhen zum
Teil (insbesondere bei benachbarten Hochspannungsfreileitungen) auf elektrostatischer
Influenz, zum Teil sind es Induktionsspannungen der in der Nähe der Schwachstromleitung
fließenden Erdströme des Starkstromnetzes (magnetischeKopplung). Diese Erdströrne
werden entweder durch Erdschlüsse der Starkstromleitung verursacht; in diesem Falle
entspricht ihre Frequenz der Grundfrequenz des Starkstromes. Bei Hochspannungsleitungen
mit geerdetem Nullpunkt treten aber auch während des normalen Betriebes erhebliche
Erdströme auf. Diese Ströme sind Kapazitätsströme zwischen den drei Leitern der
Freileitung und der Erde; ihre Frequenz ist gleich der 3fachen bzw. an-
fachen
Grundfrequenz (n = Ordnungszahl der Harmonischen).
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Zur Beseitigung der Störungen an der Schwachstromleitung hat man bereits
verschiedene Mittel vorgeschlagen. Bei Schwachstromkabeln kann man den meist vorhande=
neu Bleimantel als Schutzleiter zur Abschirmung der durch die Starkströme induzierten
Spannungen benutzen, indem man den Kabelmantel erdet. Man kann aber auch sowohl
bei Schwachstromleitungen als auch bei Schwachstromkabeln einen besonderen Schutzdraht
vorsehen, der einen Kompensationsstrom zur Abschirmung der Starkstromstörungen erzeugt.
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Wie die Untersuchungen gezeigt haben, kommt es zur Erreichung eines
ausreichenden Schutzes der Schwachstromleitung hauptsächlich darauf an, daß der
Schutzdraht einen möglichst geringen Ohmschen und induktiven Widerstand besitzt.
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Gegenstand der Erfindung ist nun eine Anordnung zum Schutze von Schwachstromleitungen
in Form eines Bündels nahe benachbarter Einzelleiter (Schwachstromkabel oder auch
Freileitungsanlage), durch die eine besonders gute Schutzwirkung der Schwachstromleitungen
gegen Starkstromstörungen erzielt wird, da dem oben erläuterten Schutzstrom ein
großer Kupferquerschnitt zur. Verfügung steht. Von den Leitern des Bündels sind
in bekannter Weise mehrere, und zwar an mehreren Stellen, geerdet. Erfindungsgemäß
sind in die Erdungsleitungen frequenzabhängige Vorrichtungen eingeschaltet, die
einerseits
eine Verstärkung von kompensierenden Strömen in den Erdungsstromkreisen herbeiführen,
andererseits den Arbeitsströmen den übergang in die Erde sperren. Die An-'ardnung
ist also derart, daß für den Schutz eines einzelnen Leiters der Schwachstromanlage
alle übrigen oder ein Teil der übrigen Leiter des Drahtbündels als Schutzleiter
wirken, indem sie Kompensationsströme gegen Starkstromeinwirkungen führen.
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Abb. i der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
i ist eine dreiphasige Hochspannungsfreileitung, die von einem Transformator -y
gespeist wird, dessen sekundärer Sternpunkt geerdet ist. Die Erdung der Freileitung
verhindert dabei bekanntlich das Auftreten übermäßig hoher Spannungen bei einphasigem
Erdschluß. Andererseits hat die Erdung aber den Nachteil, daß sie bei einer normalen
Netzfrequenz von 5o das Auftreten von kapazitiven und 15operiodigen Strömen zwischen
der Erde und der Freileitung ermöglicht. In der Nähe der Freileitung verlaufen die
einzelnen Leiter 3 bis 8 eines Telephonkabels. Um diese zu einem Drahtbündel vereinigten
Schwachstromleitungen insbesondere gegen den Einfluß des Magnetfeldes der i5operiodigen
Erdströme der Freileitung zu schützen, sind die Leiter des Schwachstrombündels an
mehreren Stellen über Kondensatoren 9 geerdet. Die Anordnung kann dabei derart getroffen
sein, daß etwa die Hälfte der Leiter des Schwachstromkabels, vielleicht die Leiter
3, 5 und 7, in ihren Erdungsstromkreisen infolge geeigneter Abstimmung der eingeschalteten
Kondensatoren den Kompensationsstrom für die Unterdrückung der 15operiodigen Störungen
führen. während die andere Hälfte der Leiter, 4, 6 und 8, die 5operiodigen Störungen
unterdrücken.
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Die in die Erdungsstromkreise der einzelnen Leiter eingeschalteten
Kondensatoren, denen gegebenenfalls auch noch Drosselspulen vorgeschaltet sein können,
sind derart abgestimmt, daß der induktive Widerstand der einzelnen Erdungsstromkreise
ein möglichst geringer ist. Infolge dieses geringen induktiven Widerstandes ist
auch der Spannungsabfall des Kompensationsstromes in diesen Leitern ein sehr geringer,
so daß sich dieser Kompensationsstrom in vollkommener Weise ausbilden kann und die-anderen
Leiter des Drahtbündels gegen Starkstrombeeinflussungen schützt.
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Um die gegenseitige Schutzwirkung der einzelnen Leiter möglichst zu
vergrößern, ist es zweckmäßig, die Stromkreise, die auf die verschiedenen Störungsfrequenzen
abgestimmt sind, untereinander zu vermischen, damit auch diejenigen Einzelleiter,
die für sich selbst z. B. auf die Grundfrequenz abgestimmt sind, durch die übrigen
Leiter möglichst gut gegen die Einwirkung der i 5operiodigen Frequenz geschützt
werden.
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Eine weitere Verbesserung der Schutzwirkung bei der Anordnung gemäß
der Erfindung erreicht man, wenn man in die Erdungsstromkreise der Einzelleiter
auch noch den Ohmschen Widerstand der Leiter (die Dämpfung) vermindernde Anordnungen,
wie Serienmaschinen oder rückgekoppelte Röhrengeneratoren, einschaltet. DerartigeAnordnungen
können entweder so ausgebildet sein, daß sie die Dämpfung nur bezüglich bestimmter
Störungsfrequenzen, oder auch derart, daß sie überhaupt die Dämpfung unabhängig
von der Frequenz vermindern. Die Verminderung des Ohmschen Widerstandes der Einzelleiter
vermindert dabei ebenfalls den schädlichen Spannungsabfall des Kompensationsstromes
im Leiter.
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Abb. 2 der Zeichnung zeigt für einen Einzelleiter bei sonst gleicher
Anordnung wie bei Abb. i die Einschaltung eines Röhrengenerators io in die Erdungsleitung.
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Statt den Blindwiderstand der Erdungsstromkreise durch eingeschaltete
Kapazitäten und Induktivitäten zu verringern, kann man auch Kettenleiter in Form
von hintereinandergeschalteten Drosselspulen und parallel geschalteten Kondensatoren
(Spulenleitung) einschalten. Die einzelnen Glieder der Kettenleiter sind dabei auf
eine Frequenz abgestimmt, die gerade oberhalb der hauptsächlichsten Störungsfrequenz
liegt. Derartige Spulenleitungen haben bekanntlich die Eigenschaft, daß sie die
Ströme unterhalb der eigenen Frequenz ungehindert durchlassen, während sie die Ströme
mit darüberliegender Frequenz sperren. Abb. 3 der Zeichnung zeigt an einem Einzelleiter
die Erdung über derartige aus Drosselspulen und Kondensatoren bestehende Spulenleitungen
13 und 14.
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Bei Schwachstromdoppelleitungen ist es nicht notwendig, sowohl den
Hin- und Rückleiter an mehreren Stellen in der geschilderten Weise zu erden; man
kann vielmehr in diesem Fall die Doppelleitungen an den Erdungsstellen durch Drosselspulen
überbrücken und die Drosselspulen etwa in der Mitte (in ihren neutralen Punkten)
an die Erde legen. Abb, 4 der Zeichnung zeigt eine derartige Anordnung an einer
Viererleitung. Es sind sowohl die Leitungen 15 und 16 wie auch 17 und i8 an mehreren
der Hochspannungsleitung benachbarten Stellen durch Drosselspulen i9 überbrückt;
an die Mitten der Drosselspulen sind außerdem noch weitere Drosselspulen 2o angeschlossen,
die in der Mitte geerdet sind. In die Erdungsleitung sind frequenzabhängige Vorrichtungen
eingeschaltet,
die auf der Zeichnung durch Kondensatoren angedeutet
sind. Diese frequenzabhängigen Vorrichtungen ergeben eine Verstärkung der kompensierenden
Ströme in den Erdungsstromkreisen.
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Anstatt die Ausbildung eines genügend starken und in der Phase richtigen
Stromes durch Dämpfungs- und Induktionsverminderung herbeizuführen, kann man auch
die Erdungsstromkreise der Einzelleiter mit der Hochspannungsleitung transformatorisch
kuppeln und so durch Einführung einer geeigneten Transformatorspannung mit Störungsfrequenz
die Ausbildung des richtigen Kompensationsstromes erzwingen. Die Anordnung ist dabei
derart, daß an ein oder mehreren Stellen die Schwachstromleitung mit der Starkstromleitung
über Transformatoren gekuppelt ist.
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Um eine gute Wirkung der geschilderten Anordnungen zu gewährleisten,
ist es erforderlich, daß die Einzelleiter möglichst gut geerdet sind, so daß der
Übergangswiderstand an der Erdungsstelle vernachlässigbar klein ist. Da die angegebenen
Schutzmittel zweckmäßig in den Stationen der Schwachstromleitung angebracht «erden,
so läßt sich eine gute Erdung auch leicht erreichen und dauernd überwachen.