DE1640612A1 - Anordnung zum Schutz der Fernmeldekabel gegen induktive Beeinflussungen von Starkstromanlagen - Google Patents

Description

.· f: j:_%> ν rr ■: f) r. d Akte 66-10-60

f/. c· ,..:.· 18.2.1970 Dr,

Vereinigte Draht- und Kabelwerke Aktiengesellschaft, Berlin und Duisburg

Anordnung zum Schutz der Fernmeldekabeln gegen induktive Beeinflussungen von Starkstromanlagen.

Zusatz zu Patent 1 113 4-88

Gegenstand des Hauptpatentes ist eine Anordnung zum Schutz der !Fernmeldekabel gegen induktive Beeinflussungen von Starkstromanlagen durch Erhöhung der magnetischen Kopplung zwischen dem Kabelmantel und den IPernmeldeadern, wobei an mindestens einer Stelle innerhalb oder außerhalb des induktiven Einflußbereiches der Starkstromanlage die Fernmeldeadern mit deren metallischem Kabelmantel oder dessen geeignetem Ersatz in mehreren Windungen um einen Magnetkern gelegt und damit die Induktivitätsvergrößerungen punktweise eingeschaltet sind, wodurch der durch den Mantelstrom erzeugte magnetische Fluß mit dem Kabelmantel oder dessen geeignetem Ersatz und den Fernmeldeädern verkettet ist.

Gemäß dfcr Zusatzerfindung kann die Schutzwirkung dadurch verbessert werden, daß der Kabelmantel oder dessen Ersatz unterbrochen ist und an die tJhterbrechungsstelle eine Wicklung oder ein Zwischentransformator in Serie zum Kabelmantel oder dessen Ersatz an diesem angeschlossen und induktiv mit dem Magnetkern gekoppelt ist. Die Verbesserung der Schutzwirkung beruht dabei auf Ausnutzung der elektrischen Resonanz, der Transformation, der Resonanzkapazität, der transformatorisehen Anpassung der

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Schutzeinrichtung ,an den Primärkreis des zu schützenden Kabele und der im Bednflussungsfall am unterbrochenen Primärleiter anstehenden Spannung.

Bei der Anordnung nach dem Hauptpatent, die bereits eine sehr gute Schutzwirkung hat, besteht noch ein Nachteil·darin, daß die Impedanz, welche in den Primärkreis, der durch den Kabelmantel des zu schützenden Kabels mit Erde als fiückleiter gebildet wird, eingeschaltet ist, nicht beliebig groß gemacht werden kann. Außerdem ist der Schutzbereich dieser Anordnung bei Kabeln mit nicht isolierender Außenhülle infolge des Nebenschlusses über das Erdreich auf die sogenannte Wirklänge begrenzt .

Dementsprechend haben die zusätzlichen Anordnungen nach der vorliegenden Erfindung folgende aufgaben:

1. Die Impedanzen der Schutzeinrichtungen, gemäß DBP 1 113 488> zu vergrößern oder gegebene Impedanzen an den Primäratromkreis des zu schützenden Kabels anzupassen.

2. Durch geeignete Maßnahmen, den Aufwand an den zur Hesonanz notwendigen Kondensatorkapazitäten zu verringern, wie es besonders bei der Resonanz von Schutzinduktivitäten alt einer Windung und geschnittenen Magnetkernen notwendig ist.

5. Durch Unterbrechen des Kabelmantels oder dessen Ersatzleiters und Überbrückung der Unterbrechungsstelle durch, geeignete Mittel wie Wicklungen oder Zwischentransforaatoren, die Spannung zu vergrößern.

4·. Durch Verwendung eines Zwischentransformators, die am geöffneten Primärkreis anstehende Spannung erhöht an die Schutzeinrichtung nach DBP 1 113 4-88 Kl. 21c 4-/12 zu geben,' mit dem Ziel, die Wirklänge zu vergrößern.

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Diese Aufgaben werden durch die Anordnung gemäß der Zusatzerfindung gelöst.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Zusatzerfindung sind in den Figuren 1 bis 3 dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 eine Schutzeinrichtung, bei der der Kabelmantel 1 bei 2 unterbrochen und an diese Unterbrechungsstelle eine Wicklung 7 in Serie mit dem Kabelmantel 1 angeschlossen ist. Da die an der Unterbrechungsstelle 2 anstehende Spannung nur bei hoher Impedanz erhalten bleibt, wird durch Aufbringen der Wicklung 7 auf den Kern 3 eine hohe Induktivität erzeugt. Um dies zu erreichen besitzt die Wicklung 7 mindestens 2 Windungen, sie kann aber auch mehr als zwei Windungen aufweisen. Durch den im Kern 3 erzeugten magnetischen jpluß wird, wie beim Gegenstand ies Hauptpatentes, in den Fernmeldeadern eine Spannung induziert, die die otörspannungeii aufhebt _:

Figur 2: iüne Schutzeinrichtung bei der an die Unterbrechungsstelle 2 des Kabelmantels 1 eine Wicklung Wp eines zusätzlichen Transformators 8 angeschlossen ist, dessen Wicklung W, mit dem Kern 3 induktiv gekoppelt ist. xiierbei wird die niedrige Impedanz der Schutzeinrichtung durch de^ zusätzlichen Transformator S vergrößert.

Figur 3s JSine Schutzeinrichtung mit mehr als einer Wicklung, bei der an die Unterbrechungsstelle 2 des Kabelmantels eine Wicklung W₂ eines zusätzlichen Transformators 9 angeschlossen ist, dessen .Wicklung ¥·, wieder mit dem Ker^ 3 induktiv gekoppelt ist. Zur Vergrößerung der an der Schutzeinrichtung zur Kompensation benötigten Spannung wird hier die an der Unterbrechungsstelle anstehende Spannung mittels des besonderen Transformators 9 vergrößert und an die Pr/imärwicklung der -Schutzeinrichtung gelegt. Dadurch wird eine Vergrößerung der ./irklänge erzielt. Bei den Anordnungen nach iigur 2 und 3 sind die A'indungszahlen der

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Transformatorwicklungen W, und Wp ungleich und zwar im allgemeinen W, großer als Wp. In besondren Fällen kann aber zur optimalen Kompensation auch V/p größer als W-, werden,z.B. mit Rücksicht auf die Sättigung des kagnetkernes 3·

mit den in Figur 1 bis 3 angegebenen Maßnahmen werden folgende Vorteile erzielt:

Figur 1: Diese Anordnung gestattet durch geeignete Wahl der Windungszahl W der Wicklung 7 eine optimale Kompensationswirkung bai einem gegebenen Widerstand des Primärkreises zu erreichen.

Figur 2: Die Wirkungen der Wicklung 7 in. Figur 1 können auch durch den besonderen Transformator 8 erreicht werden. Ein nachträglicher Einbau des Transformators 8 ist leichter durchführbar als ein nachträglicher Einbau der Wicklung 7 gemäß Figur

Figur 3'· Bei der Anordnung nach Figur 3 wird durch mehrere Windungen des Labels um den magnetkern 3 eine genügend große Impedanz der Jehutzeinrichtung erreicht. Bedingt durch die begrenzte «Virklänge bei Kabeln mit nicht isolierender Außenhülle kann die große Induktivität der öchutζeinrichtung nicht voll ausgenutzt werden. mit dem besonderen Transformator 9 kann durch ilochtransformieren der an der Unterbrechung 2 des Kabelmantels 1 anstenenden Jpannung eine größere E.ompensationsspannung a_ die Primärwicklung eier Jehutzeinrichtung gelegt werden, ^erner ist der zusätzliche Transformator 9 leicht nachträglich an die Jehutzeinrichtung anzuschließen.

Die in den Figuren 1 bis 3 angegebenen Anordnungen können miteinander kombiniert werden. Ferner können in den Anordnungen zusätzlich Kondensatoren vorgesehen werden, wodurch erreicht wird, da.; die Induktivität mit der zusätzlichen kapazität einen auf resonanz abstimmbaren Jchwingkreis bildet.

Pat ent ansprüche

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Claims (4)

Pat entansprüciie

1. Anordnung zum Schutz der Fernmeldekabel gegen induktive Be- ; einflussungen von Starkstromanlagen durch Erhöhung der magnetischen Kopplung zwischen dem Kabelmantel und den '. Fernmeldeadern, wobei an mindestens einer Stelle innerhalb oder außerhalb des induktiven Einflußbereiches der Stark- ; Stromanlage die Fernmeldeadern mit deren metallischem Kabelmantel ader dessen geeignetem Ersatz in ein oder mehreren Windungen um einen Magnetkern gelegt und damit die Induktivitätsvergrößerungen punktweise eingeschaltet sind, wodurch der durch den Mantelstrom (I) erzeugte magnetische Fluß (<|>m) mit dem Kabelmantel oder dessen geeignetem Ersatz und den Fernmeldeadern verkettet ist nach Patent 1 113 4-88, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Schutzwirkung der Kabelmantel oder dessen Ersatz unterbrochen ist und an die Unterbrechungsstelle (2) eine Wicklung (7) oder ein Zwischentransformator (8, 9) in Serie zum Kabelmantel (1) oder dessen Ersatz an diesem angeschlossen und induktiv mit dem Magnetkern (3) gekoppelt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

eine zweite Wicklung (Wj,) des Zwischentransformators (8 oder 9) mit dem Magnetkern (3) gekoppelt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahl der Wicklung (W₁) des Zwischentransformators (8 oder 9) größer ist als die Windungszahl der Wicklung (W₂).

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Kondensatoren vorgesehen sind, wobei Induktivität und Kapazität einen auf Resonanz absti.mmbaren Schwingkreis bilden.

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