Urzadzenia do selektywnej ochrony róznicowej kabli elektrycznych oparte sa w ogólnosci na nastepujacej zasadzie.Na kazdym koncu odcinka kablowego, który winien byc wylaczony w razie uszko¬ dzenia, wlacza sie w kazdy przewód trans¬ formator, zas uzwojenia wtórne naleza¬ cych do jednego przewodu transformato¬ rów laczy drutem pomocniczym; te druty pomocnicze moga tworzyc kabel pomocni¬ czy dla niskiego napiecia, który zostaje u- lozony nazewnatrz kabla roboczego. U- zwojenia wtórne, polaczone z tym samym drutem pomocniczym, usiluja wytwarzac w nim prady o kierunkach przeciwnych.Jak dlugo pewien odcinek kabla jest nieuszkodzony, prady plynace w poszcze¬ gólnych przewodach tego odcinka sa na o- bydwóch jego koncach jednakowe; z tego wynika, iz prady wytworzone przez uzwo¬ jenia wtórne transformatorów, umieszczo¬ nych na koncach rozpatrywanego odcinka, sa równe lecz przeciwnie skierowane tak, ze ich wypadkowa jest równa zeru i w drutach pomocniczych prad nie plynie wcale, W razie uszkodzenia kabla, natezenia pradu na obydwóch koncach danego od¬ cinka kablowego nie sa juz sobie równe, wobec czego plynie przez kabel pomocni¬ czy wypadkowy prad wtórny, a wskutek tego i przez cewki przekazników, umie¬ szczonych na obu koncach rozpatrywanego odcinka kabla. Przekazniki te zostajawzbudzone i powoduja wylaczenie uszko¬ dzonego odcinka kablowego.Tegot ijod/aju^ uraaflzenie dla kabla trójfazowego przedstawione jest w sche¬ macie uproszczonym z pominieciem szcze¬ gólów polaczen wewnetrznych transfor¬ matorów i t. d., na fig. 1 rysunku. Zyly przewodzace (przewody) kabla roboczego oznaczone sa liczbami /, //, ///; liczby 11, 12 i 13 oznaczaja przewody kabla pomoc¬ niczego. Litery Tlf 7\', T2, T2 oraz T3, Ts' oznaczaja transformatory umieszczone na obu koncach przewodów /, //, /// rozpa¬ trywanego odcinka kablowego. Strzalki A19 A2, A3 wskazuja kierunek pradów plynacych w przewodach 7, II, III kabla roboczego; strzalki ilf i2, i3 oraz i/ i2, i3 wskazuja kierunki pradów wytwarzanych w kablu pomocniczym przez transformato¬ ry Tlf T2, TB oraz 7\', T2 T3'. R19 R2, 7?3 sa to cewki przekazników umieszczonych na jednym koncu, zas R^, R2, R3 — cewki przekazników umieszczonych na drugim koncu rozpatrywanego odcinka kabla po¬ mocniczego.Uzwojenia wtórne tak transformatorów T19 T2, Ts jak i transformatorów 7\' T2, T3 polaczone sa, jak zwykle, w gwiazde, to znaczy, ze trzy konce uzwojen, znajdu¬ jace sie na tym samym koncu, polaczone sa ze soba, a miejsce ich polaczenia, zwa¬ ne zwykle punktem zerowym, posiada po¬ tencjal ziemi.Urzadzenie, odpowiadajace schemato¬ wi wedlug fig. 1, posiada te zalete, iz ka¬ bel pomocniczy ma tylko trzy druty o ma¬ lym przekroju.W innych urzadzeniach, wykonanych wedlug tej samej zasady, znajdujace sie na koncach odcinka kablowego transfor¬ matory zwarte sa przez male opory rze¬ czywiste lub pozorne tak, iz wskutek tego zamiast wyrównania pradów nastepuje na obu tych koncach odcinka wyrównanie na¬ piec.Opisane rodzaje urzadzen do selek¬ tywnej ochrony róznicowej sa dobrze zna¬ ne i spowodowaly powstanie wielu posta¬ ci wykonania.Kabel roboczy wedlug wynalazku ni¬ niejszego moze byc zarównol kablem trój¬ fazowym, o Wysokiem napieciu, jako tez ze¬ spolem kabli jednozylowych, zwykle uzy¬ wanych przy bardzo wysokich napieciach.Kabel pomocniczy jest zawsze kablem, w którym przy warunkach normalnych po¬ wstaja tylko prady o niskiem ; napieciu.Przy niektórych jednak zastosowaniach stwierdzono, ze w razie uszkodzenia ka¬ bla roboczego, kabel pomocniczy byl zni¬ szczony tak, jak gdyby podlegal dzialaniu trwajacego przez krótki czas wysokiego napiecia.Jak sie wydaje, przyczyna tego zni¬ szczenia moze byc wyjasniona w sposób nastepujacy.Jezeli np. zostanie uszkodzony prze¬ wód 7 danego odcinka kabla roboczego, to przeplywa przezen w ciagu krótkiego cza¬ su prad, którego natezenie okresla wzór V Litera V oznacza napiecie przewodu wzgledem ziemi w chwili uszkodzenia (po¬ dobnie V mogloby oznaczac napiecie mie¬ dzy dwoma przewodami, gdyby chodzilo o uszkodzenie zaszle miedzy niemi). Litera Z oznacza opornosc pozorna pomiedzy jednym koncem przewodu 7 a miejscem uszkodzonem.Poniewaz kable posiadaja zwykle bar¬ dzo male opornosci pozorne, przeto naogól prad J w kablach wysokiego napiecia jest bardzo duzy. Prad J drga bardzo szybko w jedna i druga strone i liczba poszczegól¬ nych impulsów okreslona jest przez elek¬ tryczne wielkosci charakterystyczne uszko¬ dzonego kabla roboczego oraz sieci roz¬ dzielczej pradu. Z tego wynika, iz prad ten wytwarza w przestrzeni otaczajacej przewód 7 bardzo szybko zmieniajacy sie strumien magnetyczny. Czesc tego stru- — 2 —mienia magnetycznego przenika 4»bwód {sprzezona jest z obwodemj pradu, utwo¬ rzony przez drut pomocniczy i ziemie, albo przez dwa druty^ pomocnicze.Strumien magnetyczny przenikajacy drugi z -obu rozpatrywaznydh dbwodów pra¬ du, odniesiony do jednostki natezenia pra¬ du oznaczyc litera M, Ten spólczynnik Af bylby tak zwanym wspólczynnikiem induk¬ cji wzajemnej, gdyby umiany pradu w przewodne 1 nie byly dostatecznie wiel- kiemi, aby wytworzyc w sasiednich ma¬ sach metalu prady wirowe oraz przeciw- 'stoimienie magnetyczne. Spólczynnik M me moze byc zatem srtaly i bedzie zalezny i*d pradu 3 'oraz jego zmiany.Obwód pradu, utworzony z drutu po¬ mocniczego i ziemi albo z dwótih sasied- •mch drutów pomocniczych i sprzezony z szybkpzmiennym strumieniem magnetycz¬ nym ksztaltu M. J przenikajacym go, po¬ dlega dzialaniu sily elektromotorycznej, której ^wartosc -chwilowa okresla pochod¬ na poprzedniego -wyrazenia wedlug -czasu, •L :j. d(M.J) e= —- -• dt Szybkosc zmiany strumienia magnetycz¬ nego moze byc dostatecznie wielka, a wiec %a sila elektromotoryczna moze byc znaczna i wskutek tego powstanie pomie¬ dzy przewodami kabla pomocniczego silnie powiekszona róznica potencjalów U. Wy¬ mieniona sila elektromotoryczna moze zreszta nie byc stala wzdluz kabla po¬ mocniczego i bedzie wytwarzala stojaca fale napiecia.Fig. 2 rysunku, przedstawiajaca tylko wchodzace tu w gre elementy przewodu /, jest schematem odpowiadajacym temu zjawisku.Celem niniejszego wynalazku jest u- nikniecie powstawania wymienionego wy¬ sokiego potencjalu pomiedzy drutami po- mdcniczemi, powodowanego przez sprae- zenie elektromagnetyczne z kablem robo¬ czym, -alby usunac przyczyny zkadamego poprzednio zniszczenia kaWa pomocni¬ czego.Dla osiagniecia tego oehi winna byc zmniejszona czesc strumienia magnetycz¬ nego wytworzonego przez pzzewnd /, przenikajaca obwód (sprzezona z obwo¬ dem) zlozony z drutów pomacmcz^ich.Mozna starac sie w tym celu -albo zmniej¬ szyc spólczynnik indukcji wzajemnej gazy malej czestotliwosci, albo lez po*riekszyc przeoiwstnunien magnetyczny o wielkiej czestotliwosci.Wynalazek rainiejszy posiada te zale- tetj ze czyni zadosc jednoczesnie obu wa¬ runkom przez to, iz obwód eJemensazny kabla pomocniczego, odpowiadajacy jed¬ nej fazie kathla roboczego, sklada .sie z dwóch przewodników, z których fedm ota¬ cza drugi, co jesit najiepszem, tak to, wsku¬ tek tego obydwa te przewodniki moga ibyc ulozone wspólosiowo.Fig. 3 przedstawia schematycznie przy¬ klad wykonania pczerinaotn wynaJazkii i odnosi sie do jednej Aydb?fazy.Litery T^ i T^ przedrianriaJJA tramifor- matory wyrównawcze, znajdujace sia «a obu koncach podlegajacego ochranie od¬ cinka kablowego, i^ i R^ sa twmikmim od* powdedmch przekazników., które moga hfc umieszczone w 'dowodnami miejscu pomoc¬ niczego obwodu pradu. Liczby JA i 11* przedstawiaja wspólosiowe przewodniki kabla pomocniczego, odpowiadajace prze¬ wodowi / kabla roboczego; polaczone sa one w szereg i w utworzony przez nie ob¬ wód pradu wlaczone sa uzwojenia wtórne transformatorów T1 i 7\' oraz cewki prze¬ kazników R± i Rt\ Widocznem jest bezposrednio, ze w u- rzadzeniu takiem charakterystyczne dla ochronników róznicowych wyrównywanie sie napiec lub pradu w zasadzie sie nie zmieni; jasnem jest jednak, iz czesc wy- — 3 —tworzonego przez przewód / strumienia magnetycznego, która normalnie w takich urzadzeniach dziala na przewodnik 11 wskutek indukcji elektromagnetycznej, zo¬ staje znacznie zmniejszona przez oslonie¬ cie, wskutek obecnosci otaczajacego prze¬ wodnik 11 przewodnika IV.Istotnie, zawarta miedzy przewodami 11 i 11' powierzchnia otoczona strumie¬ niem magnetycznym przewodu / jest bar¬ dzo mala, tak, ze nie nalezy obawiac sie niebezpiecznego wzrostu napiecia prze¬ wodnika 11 wzgledem przewodnika 11'.Aby uniknac nadmiernego wzrostu na¬ piecia miedzy przewodnikiem 11' a zie¬ mia, wystarcza ustalic jego potencjal przez uziemienie zapomoca przewodu laczace¬ go, albo przez polaczenie z plaszczem o- lowianym kabla pomocniczego^ Ze wzgledu na latwe wykonanie nale¬ zy, jak wspomniano poprzednio, ukladac obydwa przewodniki 11 i IV najlepiej wspólosiowo. Przewodnik IV moze byc wykonany dowolnie, ale musi byc bardzo dobrym przewodnikiem elektrycznosci, aby mozliwie powiekszyc w ten sposób wiel¬ kosc wytworzonych w nim przez szybko- zmienny strumien magnetyczny pradów przeciwnych.Powloka IV moze sie skladac np. z ru¬ ry metalowej albo tez z przewodu zlozo¬ nego ze wspólosiowo wzgledem przewodu srodkowego rozmieszczonych drutów me¬ talowych; moze ona tez byc wykonana ja¬ ko tasma metalowa albo jako jedna lub kilka metalizowanych, owinietych srubo¬ wo naokolo przewodu srodkowego, wkla¬ dek. PL