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Bei der Anwendung der bisher bekannten Verfahren zur Löschung des
Erdschlußstromes in Hochspannungsnetzen mittels induktiver Widerstände fließt bekanntlich
über die Fehlerstelle noch ein Erdschlußreststrom, der sich aus einem Wirkstrom,
abhängig von den Verlusten des Kompensationskreises, und einem Blindstrom, abhängig
vom Abstimmungsverhältnis der Blindwiderstände deS Kompensationskreises, zusammensetzt.
Dieser Erdschlußreststrom kann in Hochspannungsnetzen großer Ausdehnung oder sehr
hoher Betriebsspannung noch so beträchtlich sein, daß eine Erdschlußlöschung an
der Fehlerstelle in Frage gestellt wird. Bleibt der Erdschlußreststrom bestehen,
so kann in Kabelnetzen ein Kurzschluß und in Freileitungsnetzen eine Beschädigung
des Leitungsmaterials mit späteren Leitungsbrüchen die Folge sein. Gemäß der nachstehend
beschriebenen Erfindung kann die Fehlerstelle insbesondere inHochspannungsfreileitungsnetzen
hoher Betriebsspannung so weitgehend entlastet werden, daß ein Erdschlußlichtbogen
praktisch stets erlischt.
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Erfindungsgemäß wird in einem Hochspannungsnetz, das in bekannter
Weise mittels induktiver Widerstände zwischen Netzsternpunkt und Erde kompensiert
ist, die erdschlußbehaftete Phase an mehreren weit voneinander entfernten Stellen,
zweckmäßig in den Umspannstationen des Netzes, kurzzeitig über einphasige Leistungsschalter
gleichzeitig zusätzlich geerdet. Die Betätigung dieser Leistungsschalter, hier Erdungsschalter
genannt, erfolgt unter Benutzung eines am Netz liegenden Erdscblußkontrollwand?ers
in bekannter Weise mittels Spannungsrückgangrelais. Die Gleichzeitigkeit der Einschaltung
aller Erdungsschalter kann durch Übertragung des Einschaltimpulses über die Hochspannungsleitung
mittels Hochfrequenz erreicht werden. Die Wirkungsweise des Verfahrens sei der Übersichtlichkeit
halber an einer einfachen Hochspannungsübertragungsleitung mit einer Erdschlußlöschspule
auf der Energieerzeugungsseite an Hand der Abb. i und 2 näher erläutert. In Abb.
i und 2 bedeuten T1 die Hochspannungswicklung des Transformators auf der Energieerzeugungsseite,
T$ die Hochspannungswicklung des Transformators auf der Verbraucherseite, Ü die
Hochspannungsübertragungsleitung, L die Erdschlußlöschspule, C die gegen Erde wirksame
Kapazität der Leitungsphasen, E die Erdschlußstelle, Se die Erdungsschalter, Jb
den betriebsmäßigen Belastungsstrom, Jb den bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
in der kranken Phase über die Leitung fließenden Teil des Belastungsstromes und
Jb' den über die Erde fließenden Teil des Belastungsstromes, JR"t ist der Erdschlußreststrom,
JR",t ist bei dem Verfahren gemäß der Erfindung der über die Erdschlußstelle fließende
Teil des Erdschlußreststromes und JResi '
bzw. JReu"' sind die über die Erdungsschalter
fließenden Teile des Erdschlußreststromes. Die Schaltung ist aus den Abbildungen
ersichtlich. In Abb. i ist dieÜbertragungsleitungmit Erdschlußkompensation bei Erdschluß
in einer Phase dargestellt. In der kranken Phase fließt außer dem Belastungsstrom
Jb noch der Erdschlußreststrom JRest in bekannter Weise über die Leitung in die
Erdschlußstelle E. Wenn gemäß der Erfindung die kranke Phase zusätzlich am Anfang
und Ende der Leitung mittels der zugehörigen Erdungsschalter Se geerdet wird, ergibt
sich die in Abb. 2 dargestellte Stromverteilung. Der Belastungsstrom der kranken
Phase fließt jetzt zum Teil über die Leitung (Jb) und zum anderen Teil über die
Erde (Jb') zum Verbraucher. Ebenso tritt eine Verteilung des Erdschlußreststromes
auf die Erdschlußstelle (JRen') und die geschaltete Erdung (JResr" und JRest"')
ein. Dabei ist zunächst einmal nicht berücksichtigt, daß auch über die Erdschlußstelle
E noch ein Teil des Belastungsstromes fließen kann.
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Grundsätzlich entfällt jedoch auch ein Anteil der über die Erde fließenden
Komponente des Belastungsstromes auf die Erdschlußstelle. Liegt die Erdschlußstelle
am Anfang oder Ende der Übertragungsleitung, dann zieht der benachbarte Erdungsschalter
mit seinem wesentlich kleineren Übergangswiderstand den Strom der Fehlerstelle auf
sich ab. Liegt die Erdschlußstelle mehr nach der Mitte der Leitung zu, dann ist
deren Stromanteil aus dem Belastungsstrom deshalb vernachlässigbar klein, weil durch
die von den beiden Erdungsschaltern hergestellte Parallelschaltung der Leitung mit
der Erde an der Erdschlußstelle praktisch keine vom Belastungsstrom herrührende
Spannungsdifferenz zwischen Leitung und Erde besteht.
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Wie aus der Abb. 2 ersichtlich ist, verteilt sich der Erdschlußreststrom
bei der Schaltung gemäß der Erfindung auf die drei Verbindungsstellen der kranken
Phase mit der Erde. Der auf die Erdschlußstelle entfallende Strom JRest' kann somit
immer nur ein Bruchteil des gesamten Erdschlußreststromes sein.
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Bekanntlich ist die Lichtbogenspannung für längere Wechselstrombögen
in Luft etwa 15 bis 30 Volt/Cm, wobei der kleinere Wert für hohe Ströme und
der größere für geringe Stromstärken gilt. Die größtmögliche Spannungsdifferenz
zwischen der kranken Phase und Erde ist bei der Schaltung gemäß der Erfindung in
jedem Falle kleiner als diese Lichtbogenspannung, die für das Fortbestehen eines
Erdschlußlichtbogens erforderlich ist. Ein Lichtbogenerdschluß wird somit stets
sicher erlöschen.
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Im allgemeinen wird es zweckmäßig sein, die geschaltete Erdung über
die Erdungsschalter nur kurze Zeit, etwa io bis 30 Perioden, aufrechtzuerhalten,
da sich sonst die Spannungsunsymmetrie, hervorgerufen durch die Verkleinerung des
Spannungsabfalles längs der Leitung der kranken Phase, auf die Verbraucher unter
Umständen ungünstig auswirken kann.