DE952187C - Anordnung zur Verminderung der Stoerfaehigkeit von Hochspannungs- leitungen auf drahtse und/oder drahtgebundene UEbertragungssysteme - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 15. NOVEMBER 1956

B 33002 Villa/21 a⁴

Auf Hochspannungsleitungen treten, wenn eine bestimmte Randfeldstärke auf der Oberfläche der Leiter überschritten wird, Gasentladungen auf, die als Koronaerscheinung bekannt sind. Diese Gasentladungen verursachen Ladungsimpulse, die über die Leiter laufen und unterschiedliche Zeitdauer und Form haben. In ihrer Wirkung entspricht eine solche Gasentladung einem Hochfrequenzgenerator, der Ströme aussendet, die ein breites Frequenzband umfassen. Diese Frequenzen liegen auch im Bereich der drahtlosen Übertragungssysteme, z. B. des Rundfunks und der drahtgebundenen Trägerfrequenzübertragung, z.B. der Trägerfrequenzübertragung über die Hochspannungsleitung selbst für Telefonie oder Fernwirkanlagen.

Diese erwähnten Ladungsimpulse verursachen zwei elektromagnetische Störfelder, nämlich ein symmetrisches Feld zwischen den einzelnen Phasenleitern und ein unsymmetrisches Feld zwischen Phasenleiter und Erde. Störend ist im wesentlichen das unsymmetrische Feld; es wird von drahtlosen Nachrichtenempfängern aufgenommen. Für Trägerfrequenzübertragungen auf der Hochspannungsleitung selbst sind beide Felder störend, je nachdem der Empfänger zwischen Phasenleiter und Erde oder zwischen zwei Phasenleitern liegt.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verminderung der Störfähigkeit von Hochspannungsleitungen auf drahtlose und/oder drahtgebundene Übertragungssysteme. Es kommt darauf an, die Größe beziehungsweise den Einfluß der beiden obenerwähnten Stoff eider ;zu vermindern. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß bei Bündelleiterleitungen, deren Phasenleiter bekannt-

lieh aus zwei oder mehreren Teilleitern bestehen, die Kapazität zwischen diesen Teilleitern durch Zusatz von Kondensatoren erhöht wird beziehungsweise daß bei Einfachleiterleitungen dem Phasenleiter ein weiterer Leiter hinzugefügt und die Kapazität zwischen diesen beiden Leitern durch Zusatz von Kondensatoren erhöht wird.

Zur Erläuterung der Erfindung ist folgendes auszuführen: Die 50-Hz-Spannung der Hochspannungsleitung wirkt nur als Antriebsspannung für die Gasentladungen an der Oberfläche der Leiter. Für- die weitere Betrachtung kann sie außer acht gelassen werden, die Ladungsvorgänge überlagern sich der 50-Hz-Spannüng.

Betrachtet man einen Leiter 1 über Erde, der an einer genügend hohen 50-Hz-Spannung liegt, dann treten an einer Entladungsstelle z. B. Büschelentladungen auf, die den Ladungszustand auf der Leitung ändern. Auf dem Leiter entstehen also eingeprägte Ladungen mit Gegenladungen in der Erde, die im Wechsel der 50-Hz-Spannung frei werden. Im Zeitpunkt, in dem die auf der Leitung gebundenen Ladungen frei werden, fließen sie nach Erde ab. Es treten also Ströme zwischen Leiter und Erde auf.

Bringt man in diese Anordnung Leiter—Erde einen weiteren Leiter 2, der ebenso wie Leiter 1 z. B. über die Transformatorenwicklung für die 50-Hz-Übertragung mit Erde verbunden ist, so wird auch auf ihm eine Gegenladung influenziert. Es entstehen also elektromagnetische Störfelder vom ersten Leiter zur Erde and zum zweiten Leiter. Da die Summe der Ladungen gleich Null -ist und die Felder proportional den einzelnen Ladungen sind, teilt sich das ursprüngliche Störfeld von einem Leiter zur Erde in zwei Störfelder auf, vom Leiter 1 zur Erde und vom Leiter 1 zu Leiter 2. Das ursprüngliche Störfeld zwischen Leiter 1 und Erde, also das im wesentlichen störende, unsymmetrische Feld, ist geschwächt und damit die Störung drahtloser Nachrichtensysteme entsprechend vermindert worden. Erhöht man nun die Kapazität zwischen den beiden Leitern 1 und 2 durch Zusatz von Kondensatoren, so kann damit die Größe des unsymmetrischen Feldes weiter verringert werden. Hochspannungsleitungen werden vor allem für Spannungen von 220 und 380 kV in zunehmendem Maße als Bündelleiterleitungen ausgeführt. Dabei besteht jeder einzelne Phasenleiter aus zwei oder mehreren parallel geschalteten Leitern. Die Abmessungen des Bündelleiters, d. h. Teilleiterdurchmesser und Teilleiterabstand, sind durch die Anforderungen der Leistungsübertragung bestimmt (natürliche Leistung, Randfeldstärke). Um den Abstand der Teilleiter längs einer Leitung aufrechtzuerhalten, werden bisher metallische Abstandhalter eingesetzt, d. h. alle Teilleiter, die einen Phasenleiter bilden, sind auf ihrer ganzen Länge kurzgeschlossen und befinden sich auf gleichem Potential.

Betrachtet man z. B. ein Zweierbündel, also einen Phasenleiter, der aus zwei in einem bestimmten Abstand verlegten Leiterseilen besteht, ohne Abstandhalter, die metallische Kurzschlüsse darstellen, dann ergibt sich die obenerwähnte, in der Zeichnung dargestellte Anordnung von zwei Leitern, die über den Transformator galvanisch mit Erde verbunden sind. Die Anordnung besteht also aus den Leitern 1 und 2 und Erde. Das durch die obenerwähnten Ströme erzeugte elektromagnetische Störfeld zwischen Leiter 1 und Erde wird um so kleiner, je größer die Kapazität C₁₂ wird. Die natürliche Kapazität zwischen Teilleiter 1 und 2 ist gering; sie kann aus Gründen der Leistungsübertragung mit 220 oder 380 kV nicht geändert werden, z. B. durch Änderung des Teilleiterabstandes. Sie kann aber durch Einschaltung von Kondensatoren zwischen den beiden Teilleitern vergrößert werden, ohne daß dadurch die für die Leistungsübertragung notwendigen Abmessungen beeinflußt werden. Da zwischen den Teilleitern eines Phasenleiters kaum ein Unterschied in der 50-Hz-Spannung besteht, genügen Kondensatoren niedriger Prüfspannung,

Der Gedanke der Erfindung ist nun, die Kapazität zwischen den beiden Teilleitern eines Zweierbündels durch dieses Einschalten von Kondensatoren zu erhöhen, so daß das Feld zwischen Leiter und Erde geschwächt wird. Das Feld der Ladungen verläuft dann im wesentlichen zwischen den Teilleitern 1 und 2, weniger zwischen Teilleiter 1 und Erde. Naturgemäß treten längs eines solchen Phasenleiters mehrere Entladungsvorgänge an beiden Teilleitern auf, die Summe der Vorgänge ist aber eine Überlagerung der Einzelvorgänge. Besteht die Leitung aus mehreren Phasenleitern, d. h. bei Drehstromübertragung aus drei Phasenleitern, so treten für jeden Teilleiter eines Phasenleiters außer der Kapazität gegen Erde noch die Teilkapazitäten zu den anderen Teilleitern der weiteren Phasenleiter hinzu. Auch die Felder zwischen diesen Leitern werden im Verhältnis ihrer Teilkapazität zur Kapazität zwischen den beiden Teilleitern eines Phasenleiters geschwächt.

Um die Kapazität zwischen den beiden Teilleitern eines Zweierbündels wirksam werden zu lassen, werden die Abstandhalter von Bündelleitern, die zur Einhaltung des Teilleiterabstandes längs der Leitung eingebaut werden, nicht, wie bisher üblich, als metallische Kurzschlüsse ausgeführt, no Erfindungsgemäß sollen sie, soweit sie nicht Kondensatoren sind, Isolatoren sein oder einen Widerstandswert besitzen, der vom Wellenwiderstand des Bündelleiters abhängt.

Das als Beispiel geschilderte Zweierbündel stellt einen Vierpol dar mit einer Induktivität als Längswiderstand und Kapazitäten als Querwiderstand. Es ist die Schaltung eines Tiefpaßfilters, das für Frequenzen über eine durch die Größe von Längsund Querwiderstand bestimmte Grenzfrequenz eine iao Dämpfung darstellt. Durch die Auswahl der Größe der Querkapazität können Grenzfrequenz und Dämpfung der hochfrequenten Störströme auf der Hochspannungsleitung beeinflußt werden. Diese hochfrequenten Störströme fließen im wesentlichen in den Teilleitern 1 und 2, das so an die Teilleiter 1

und 2 gebundene Störfeld wird also in seiner möglichen Wirkung auf andere Empfänger vermindert. Die hochfrequenten Nutzströme für die drahtgebundene Hochfrequenzübertragung ζ. Β. fließen demgegenüber zwischen dem Phasenleiter, bestehend aus Teilleitern, und Erde oder zwischen zwei Phasenleitern. Die zwischen den Teilleitern fließenden Störströme beeinflussen also die beiden Nutzstromkreise nicht.

ίο Die ausgeführten Überlegungen über einen Phasenleiter aus zwei Teilleitern (ein Zweierbündel) gelten sinngemäß auch für Bündel aus mehreren Teilleitern, z. B. Viererbündel.

Bei Leitungen mit nur einem Leiter als Phasenleiter kann eine Entstörung erzielt werden, wenn die Leitung zu einem Bündelleiter ergänzt .wird und zwischen diesen beiden Leitern Kondensatoren eingeschaltet werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Anordnung zur Verminderung der StOrfähigkeit von Hochspannungsleitungen auf drahtlose und/oder drahtgebundene Übertragungssysteme, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Phasenleiter, der aus zwei oder mehreren getrennten Teilleitern besteht, die Kapazität zwischen diesen Teilleitern durch Zusatz von Kondensatoren erhöht wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß" bei Einfachleiterleitungen pro Phasenleiter ein oder mehrere Leiter hinzugefügt werden.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß-bei Bündelleiterleitungen isolierende Abstandhalter verwendet sind und die Kapazität zwischen zwei oder mehreren Teil-, leitern durch Zusatz von Kondensatoren zwischen den Teilleitern erhöht wird.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Zusatzkapazität so gewählt wird, daß die Grenzfrequenz und die Dämpfung der Leitung einen solchen Wert erhalten, daß die Nachrichtenübertragung nicht beeinflußt wird.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandhalter teils als Isolatoren, teils als Kondensatoren ausgebildet werden.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandhalter außer der Kapazität einen Widerstandswert erhalten, der vom Wellenwider-, stand des Zwei- oder Mehrleiterbündels abhängt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 659 504, 369 242.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 526/314 5. (609 682 11. 56)