DE605755C

DE605755C - Device for monitoring electrical lines by means of a device attached to the end of the line

Info

Publication number: DE605755C
Application number: DER83717D
Authority: DE
Original assignee: Rheinisch Westfaelisches Elektrizitaetswerk AG
Current assignee: RWE AG
Priority date: 1932-01-05
Filing date: 1932-01-05
Publication date: 1934-11-17

Description

Bei elektrischen Stromverteilungsanlagen können Störungsfälle eintreten, welche unzulässig hohe Spannungen der Leiter gegeneinander oder gegen Erde ergeben, ohne daß die am Anfang der Leitung angeordneten Schutzvorrichtungen die Gefahr verhindern. Zwei solcher Fälle sind in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Der in Stern geschaltete Transformator i, dessen Sternpunkt durch die Leitung 2 geerdet ist, speist die Freileitung mit den drei Leitern R₁ S₁ T und dem Nullleiter O. Die Leiter R₁ S₁ T sollen beispielsweise eine Spannung von 380 Volt gegeneinander und 220 Volt gegen O haben. BrichtIn electrical power distribution systems, malfunctions can occur which result in impermissibly high voltages between the conductors or against earth, without the protective devices arranged at the beginning of the line preventing the danger. Two such cases are shown in FIGS. The star-connected transformer i, whose star point is grounded by line 2, feeds the overhead line with the three conductors R ₁ S ₁ T and the neutral conductor O. The conductors R ₁ S ₁ T should, for example, have a voltage of 380 volts against each other and 220 Have volts against O. Breaks

!5 nun etwa der Phasenleiter S₁ und bekommt das mit dem Transformator nicht mehr in Verbindung stehende Ende Schluß mit dem Phasenleiter T, so tritt zweifelsohne nicht immer ein so starker Überstrom auf, daß die dem Phasenleiter vorgeschaltete Sicherung 3 anspricht. Alle Stromverbraucher, die in dem abgetrennten Teil zwischen 6* und T angeschlossen sind, erhalten also keine Spannung mehr. Eine Spannungserhöhung an irgendeinem Teil tritt hierbei nicht auf, trotzdem ist aber die Abschaltung dieses Leitungsabschnittes erwünscht, da das etwa herunterhängende Stück des Phasenleiters S die Spannung des Phasenleiters T gegen Erde — also 220 Volt — hat, so daß die Möglichkeit seiner Berührung eine erhebliche Gefahr für Menschen und Tiere bedeutet.If, for example, phase conductor S ₁ and the end that is no longer connected to the transformer ends with phase conductor T, then there is undoubtedly not always such a strong overcurrent that the fuse 3 connected upstream of the phase conductor responds. All power consumers that are connected in the separated part between 6 * and T no longer receive any voltage. A voltage increase on any part does not occur here, but the disconnection of this line section is desirable, since the approximately hanging piece of phase conductor S has the voltage of phase conductor T to earth - i.e. 220 volts - so that the possibility of its contact is a considerable danger for people and animals.

Einen anderen Fall erläutert Fig. 2. Tritt ein Bruch des Nulleiters und ein Schluß desselben mit der Phase T ein, so ,besteht ebenfalls keine Veranlassung für die Sicherungen 3 oder für den an Stelle dieser Sicherungen eingebauten Automaten, die Freileitung oder das Kabel abzutrennen. Infolge des Kurzschlusses erhält aber das abgerissene Nulleiterende dasselbe Potential wie die Phase T. Die zwischen O und T angeschlossenen Stromverbraucher erhalten keine Spannung, während alle zwischen R und O und 6" und O angeschlossenen Stromverbraucher statt 220 Volt 380 Volt Spannung erhalten, so daß sie in kürzester Zeit infolge der Überschreitung der Gebrauchsspannung beschädigt werden. Selbst wenn das abgerissene Nulleiterende geerdet ist, besteht keine Möglichkeit, mit den bisher bekannten Mitteln stets die unzulässige Spannungserhöhung zu vermeiden, oder die selbsttätige Abschaltung dieses Netzes zu erreichen. Durch die Erdung verschieben sich aber noch die Spannungen der drei Phasenleiter gegen Erde, so daß besonders die Phasenleiter R und 6* eine höhere Spannung gegen Erde annehmen als 250 Volt. Sogar das abgerissene Leiterende O hat 220 Volt gegen Erde. Auch für den vereinfachten Fall, daß der Nulleiter oder der Phasenleiter bricht, ohne daß ein Kurzschluß mit einem anderen Leiter herbeigeführt wird, treten entsprechend dem Belastungsverhältnis SpannungsabsenkungenAnother case is illustrated in FIG. 2. If the neutral conductor breaks and it closes with phase T , there is also no reason for the fuses 3 or for the automatic machine installed in place of these fuses to disconnect the overhead line or the cable. As a result of the short circuit, however, the broken neutral end receives the same potential as phase T. The electricity consumers connected between O and T receive no voltage, while all electricity consumers connected between R and O and 6 "and O receive 380 volts instead of 220 volts, so that they can be damaged in a very short time as a result of the operating voltage being exceeded. Even if the broken neutral conductor end is earthed, there is no way to always avoid the inadmissible voltage increase with the previously known means or to achieve the automatic shutdown of this network. However, the earthing shifts nor the voltages of the three phase conductors to earth, so that especially the phase conductors R and 6 * assume a higher voltage to earth than 250 volts. Even the torn off conductor end O has 220 volts to earth. Also for the simplified case that the neutral conductor or the Phase conductor breaks without a short circuit with another Renal conductor is brought about, voltage drops occur in accordance with the load ratio

bzw. Spannungserhöliungen auf, die ein Abschalten dieses Netzes wünschenswert erscheinen lassen. In allen diesen Fällen besteht bisher keine Möglichkeit, derartige Netze von ihrer Ausgangsstelle aus eindeutig zu schützen.or voltage increases, which appear to be desirable to switch off this network permit. In all of these cases, there is currently no possibility of such networks to protect their point of departure clearly.

Nach der Erfindung beeinflußt die induzierte Spule eines mit Spannungsspulen ausgerüsteten, am Ende der Leitung angeordneten Differentialtransformators eine Elektronenröhre, durch welche eine am Anfang der Leitung angeordnete Abschaltevorrichtung zur Wirkung gebracht werden kann. Die Einwirkung auf die Abschaltevorrichtung' kann in an sich bekannter Weise durch Erzeugung einer die Sicherungen oder Schalter in Tätigkeit setzenden, erhöhten Stromstärke in den Leitungen oder mittels besonderer Schaltströme erfolgen, z. B. mit Hilfe von Strömen, die in ihrer Art von dem Betriebsstrom abweichen (Gleichstrom oder Wechselstrom anderer Frequenz), und daher über die Betriebsleitungen zu den am Leitungsanfang befindlichen Vorrichtungen geleitet werden können. Dabei kann man die verschiedenen Leiter parallel geschaltet benutzen, um beim Bruch eines beliebigen Leiters doch noch die gewünschte Wirkung zu erzielen.According to the invention, the induced coil affects a equipped with voltage coils, at the end of the line arranged differential transformer an electron tube, by means of which a disconnection device arranged at the beginning of the line can be brought into effect. the The disconnection device can act in a manner known per se by generating one of the fuses or switches activated, increased amperage in the lines or by means of special Switching currents take place, z. B. with the help of currents that differ in type from the operating current (direct current or alternating current other frequency), and therefore via the operating lines to the one at the beginning of the line located devices can be directed. You can use the different Use conductors connected in parallel so that if any conductor breaks, the to achieve the desired effect.

Die Benutzung eines Differentialrelais für die Überwachung· von Stromverteilungsleitungen ist an sich bekannt. So hat main vorgeschlagen, an Hochspannungsfreileitungen mit Hilfe eines Differentialrelais beim Reißen eines Leiters einen Kurzschluß zu erzeugen, um dadurch die Sicherungen bzw. den Schalter zum Ansprechen zu bringen und damit die Leitung abzuschalten.The use of a differential relay for monitoring · power distribution lines is known per se. So main has proposed to connect high-voltage overhead lines with the help of a differential relay Rupture of a conductor to produce a short circuit, thereby causing the fuses or the To bring the switch to respond and thus switch off the line.

In der Zeichnung ist in Fig. 3 eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Transformator 14 trägt die an die Phasenleitung S₁ T bzw. R, T angeschlossenen Spannungsspulen 7, 8 und außerdem eine Spule 11. Da bei diesem Ausführungsbeispiel nur zwei Spannungsspulen vorhanden sind, wird mittels eines Kondensators 9 eine Phasenverschiebung erzeugt, damit sich die Wirkungen der Spulen bei störungsfreiem Betrieb aufheben. In der Spule 11 wird daher nur dann eine Spannung induziert, wenn sich bei einer Störung in der Leitung ein resultierender magnetischer Fluß im Transformatorkern ergibt. Diese Spannung wird dann als Erregerspannunig· der Elektronenröhre 13 zugeführt. Mit Hilfe des Spannungsteilers 12 ist die zugeführte Spannung regelbar. Es kann auch die induzierte Spannung, wie punktiert dargestellt ist, mittels einer Abzapfung der Spule 11 entnommen werden. Ist die zum Arbeiten der Elektronenröhre nötige Zündspannung erreicht, so fließt ein Strom von der Phase R bzw. T über die beiden Elektroden 15 und 16 zu der Kathode 17 und über den Dämpf ungs widerstand 18 sowie die Erde zu dem in der Station befindlichen, zum Abschalten des betreffenden Stromkreises benutzten Überwachungsorgan.In the drawing, an embodiment of the invention is shown in Fig. 3. The transformer 14 carries the voltage coils 7, 8 connected to the phase line S ₁ T or R, T and also a coil 11. Since there are only two voltage coils in this embodiment, a phase shift is generated by means of a capacitor 9 so that the effects can be achieved of the coils cancel in case of trouble-free operation. A voltage is therefore only induced in the coil 11 if, in the event of a fault in the line, there is a resulting magnetic flux in the transformer core. This voltage is then fed to the electron tube 13 as an excitation voltage. The voltage supplied can be regulated with the aid of the voltage divider 12. The induced voltage, as shown in dotted lines, can also be taken from the coil 11 by tapping. If the ignition voltage required to work the electron tube is reached, a current flows from the phase R or T via the two electrodes 15 and 16 to the cathode 17 and via the damping resistance 18 and the earth to the one located in the station, for Disconnection of the relevant circuit used monitoring device.

Claims

Patent claims:

i. Device for monitoring electrical Lines through a device attached to the end of the line, which in the event of a fault in of the line acts on a switch arranged at the beginning of the line and thereby causes a shutdown, characterized in that at the end of the line for monitoring the voltages a differential transformer (14) with voltage coils (7, 8) is arranged, whose induced winding (11) acts on an electron tube (13), which when reached the voltage required for the tube has an influence on the switch-off device brings about.

2. Device according to claim 1, characterized in that two electrodes (15, 16) of the tube are connected to two phase lines (R or T) and of the electrodes (17) one directly and the other via the induction coil (11) or .. the voltage divider (12) are connected to a ground line containing a damping resistor (18).

3. Device according to claim 1, characterized in that the action the device arranged at the end of the lines on the switch arranged at the beginning of the lines by means of Currents occur that differ in their type (frequency) from the operating currents and are added via the operating lines the switches.

4. Device according to claim 1, characterized in that the differential transformer (14) has two voltage coils (7, 8) and, for example by means of capacitors (9), through corresponding Phase shift of the voltage concerned a cancellation of the no Effect of the coils in a trouble-free network is made possible.

1 sheet of drawings