DE605755C

DE605755C - Einrichtung zum UEberwachen elektrischer Leitungen durch eine am Ende der Leitung angebrachte Vorrichtung

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. Bricht

!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.

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 Spannungsabsenkungen

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.

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.

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.

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.

Claims

Patentansprüche:

i. Einrichtung zum Überwachen elektrischer Leitungen durch eine am Ende der Leitung angebrachte Vorrichtung, welche beim Eintreten einer Störung in der Leitung auf einen am Leitungsanfang angeordneten Schalter einwirkt und dadurch eine Abschaltung hervorruft, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Leitung zur Überwachung der Spannungen ein Differentialtransformator (14) mit Spannungsspulen (7,8) angeordnet ist, dessen induzierte Wicklung (11) auf eine Elektronenröhre (13) einwirkt, die bei Erreichung der für die Röhre erforderlichen Spannung eine Beeinflussung der Abschaltevorrichtung herbeiführt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elektroden (15,16) der Röhre an zwei Phasenleitungen (R bzw. T) angeschlossen und von den Elektroden (17) die eine unmittelbar und die andere über die Induktionsspule (11) bzw. .den Spannungsteiler (12) mit einer einen Dämpfungswiderstand (18) enthaltenden Erdleitung verbunden sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung der am Schluß der Leitungen angeordneten Vorrichtung auf den am Anfang der Leitungen angeordneten Schalter mittels Strömen erfolgt, die in ihrer Art (Frequenz) von den Betriebsströmen abweichen und über die Betriebsleitungen zu den Schaltern geführt werden.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialtransformator (14) zwei Spannungsspulen (7, 8) aufweist und, beispielsweise mittels Kondensatoren (9), durch entsprechende Phasenverschiebung der betreffenden Spannung eine Aufhebung der no Wirkung der Spulen bei störungslosem Netz ermöglicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen