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Einrichtung zur Entnahme von elektrischer Energie niedriger Spannung aus Hoehspannungsüber- tragungsleitungen.
An entlegenen Stellen langer Hochspannungsübertragungsleitungen besteht oft der Bedarf nach geringen Mengen elektrischer Energie von niedriger Spannung. Es ist beispielsweise oft erforderlich, Signallampen oder Warnungslichter zu betreiben, die z. B. Flugstrassen, welche die Hochspannung- übertragungsleitungen überkreuzen, vor der mit Überfliegen der Hochspannungsleitungen bei Nacht verbundenen Gefahr sichern sollen. Auch Bauernhöfe und Bewachungsanlagen, die an der Fernleitung liegen, bedürfen oft der elektrischen Energie zu Beleuchtungs-oder andern Zwecken. Für alle diese Fälle, in welchen der Energieverbrauch nur gering ist, lohnt die Aufstellung einer Transformatorenstation mit ihren hohen Kosten bei hoheren Ubertragungsspannungen nicht.
Man hat daher schon vorgeschlagen, in solchen Fällen den Verbraucherstromkreis kapazitiv mit der Hochspannungsfernleitung zu koppeln, indem längs der Fernleitung Koppelleiter ausgespannt werden, welche sich im elektrischen Feld der Fernleitung befinden und von dieser kapazitiv aufgeladen werden.
Der kleine kapazitive Ladestrom ist in vielen Fällen für die gewiinschte Energieversorgung ausreichend.
Diese Einrichtung ist jedoch infolge der für den Koppelleiter nötigen Befestigungskonstruktionen ver-
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Gegenstand der Erfindung ist eine besonders einfache, dabei betriebssichere und allgemein anwendbare Einrichtung zur Entnahme von elektrischer Energie niedriger Spannung aus Hochspannung- übertragungsleitungen. Die Erfindung besteht darin, dass an die Hochspannungsübertragungsleitung Kondensatorhängeketten angeschlossen werden, deren Glieder als Kondensatoreinheiten ausgebildet sind, wobei der Verbraucherstromkreis in an sich bekannter Weise an eine oder einzelne der Kondensatoreinheiten angeschlossen wird.
Derartige Kondensatorhängeketten sind überall an die Hochspannungsleitung einfach und leicht anzubringen. Sie bedürfen keiner besonderen Stützkonstruktionen und können unter Umständen auch direkt als Träger der Leitung verwendet werden. Die Hängeketten sind sehr betriebssicher auszuführen, wie von den normalen Isolatorhängeketten her bekannt ist, und sie gefährden daher den Betrieb der Hochspannungsleitung selbst dann nicht, wenn einmal ein Glied durchschlagen werden sollte. Da man die Kondensatorkette nach Art der Hängeisolatoren aus Gliedern zusammensetzen kann, welche für eine bestimmte normierte Grundspannung bemessen sind, so kann man die Kondensatorkette nach Bedarf durch Wahl der Gliederzahl allen vorkommenden Fernleitungsübertragungsspannungen anpassen.
Infolge dieser Umstände lohnt sich die Anbringung der Einrichtung auch dann, wenn der Energiebedarf des Verbrauchers nur sehr gering und die Spannung der Fernübertragung sehr hoch ist, beispielsweise für Warnungslichter an einer 100. 000 Volt-Fernleitung.
Die Entnahme grösserer Energiemengen ist mit der erfindungsgemässen Einrichtung durch Ausnutzung der Resonanzwirkung möglich, wodurch man dem Verbraucher auch grössere Ströme mit Zu- hilfenahme nur einer einzigen Hängekette, deren Glieder sich in den Grenzen brauchbarer Abmessungen halten, liefern kann. Der Verbraucherstromkreis wird zu diesem Zwecke erfindungsgemäss durch entsprechend Wahl seines Kondensators und durch Einschaltung einer Induktivität auf Resonanz bei der Frequenz der Übertragungsspannung gebracht. Man kann auf diese Weise erreichen, dass bei kapazitiven Ladeströmen von der Grössenordnung von Milliampere, welche die Kondensatorkette aufnimmt, in dem
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im Verbraucherstromkreis so zu treffen, dass die Resonanzbedingung nur ungefähr erreicht wird.
Ein weiterer Vorzug des Erfindungsgegenstandes besteht in der selbsttätigen Spannungsregelung, welche in dem Verbraucherkreis vorhanden ist. Insbesondere wenn der Verbraucherkreis auf Resonanz abgestimmt ist, wird die Spannung in ihm bei Belastungsänderungen in weiten Grenzen fast konstant gehalten.
In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Anordnung einer Kondensatorhängekette an einem Tragmast einer Hochspannungleitung.
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Kondensatorelemente. 15 ist eine Drosselspule, 16 eine Transformatorwicklung, an der mit dem Kontakt j ! f die Spannung für die Verbraucher abgegriffen wird. 18, 19 sind Lampen mit Schaltern 20, 21, welche in den Verbraucherstromkreis eingeschaltet sind. Das Kondensatorglied 11 hängt an dem geerdeten Ausleger 22. Parallel zu diesem Glied liegen die induktiven Wicklungen 15 und 16, die so abgestimmt sind, dass bei der Wechselstromfrequenz der Fernübertragungsspannung die Resonanzbedingung erfüllt ist.
Es ist bekannt, dass sich dann der in dem Stromkreis H, 15, 16 fliessende Strom aus der auf die Kapazität 11 entfallenden Spannung und dem ohmschen Widerstand des Kreises berechnet und da letzterer sehr klein ist, so ist der Strom sehr hoch. Der von den in Reihe geschalteten Kondensatoren 11-14 aufgenommene Strom ist daher nur so gross, dass die Verluste gedeckt werden.
Fig. 2 zeigt den Aufbau eines Kondensatorelementes als Hängeglied. Das Gehäuse 23 ist als Hängeisolator ausgebildet. 24 ist seine obere Kappe, 25 sein Fussflansch. Diese sind mit dem Isolator 23 verkittet. Der Deckel 26 ist mit dem Fussflansch 25 unter Zwischenlage eines Dichtungsringes 27 flüssigkeitsdicht verschraubt. An ihm ist ein Klöppel 28 befestigt. Die obere Kappe 24 trägt die Pfanne 29 für den Klöppel des vorhergehenden Isolators. In dem Isolator befindet sich der Isoliereinsatz 30, der oben und unten flüssigkeitsdicht verschlossen wird. In diesem sind die Kondensatorwickelelemente 31 enthalten. Jedes Wickelelement besteht aus einem Band aus Hartpapier oder einem ähnlichen impräg- nierten Dielektrikum, zwischen welches Metallbeläge des Kondensators eingewickelt sind.
Die Kondensatorwickel 31 sind unter Benutzung isolierender Zwischenlagen 32 aufeinandergeschichtet und die Beläge aufeinanderliegender Wickel sind durch die metallischen Verbindungsstücke 33 in Reihe geschaltet.
Der oberste Belag ist an die Kappe 24, der unterste Belag an den Deckel 26 angeschlossen. Man kann nun mit den Klemmschrauben 34,35 einen Stromkreis an die beiden Beläge des Kondensatorelementes anschliessen. Der Isolierzylinder 30 ist mit einem flüssigen oder halbflüssigen Isoliermittel gefüllt, welches erforderlich ist, um den Dielektrikum der Wickelkondensatoren den erforderlichen hohen Isolationsgrad zu verleihen. Das ganze Element kann in bekannter Weise unter Vakuum hergestellt und dann flüssigkeitsdicht zusammengebaut werden.
Fig. 3 zeigt eine aus vier Elementen gemäss Fig. 2 zusammengebaute Kondensatorhängekette, welche über einen gewöhnlichen Hängeisolator 36 an dem geerdeten Ausleger 37 befestigt ist, während die Hochspannungsleitung 38 mittels einer gewöhnlichen Isolatorkette 39 an dem Ausleger 40 hängt.
Das unterste Glied der Kondensatorkette ist mit der Fernleitung durch den Leiter 41 verbunden. Der Verbraucherstromkreis ist parallel zu dem obersten Glied der Kondensatorkette mit Hilfe der Leitungen 42, 43 geschlossen. Er ist gegen Erde durch den Isolator 36 isoliert.
Nach Fig. 4 dient die Kondensatorkette gleichzeitig als Tragkette für die Hochspannungsleitung 44.
Es ist auch möglich, nach Fig. 5 die Kondensatorkette beiderseitig zu befestigen. 45,46 sind gewöhnliche, für die volle Betriebsspannung bemessene Hängeketten, 47 der Hochspannungsleiter.
48 ist die Kondensatorhängekette, die über einen gewöhnlichen Isolator 49 an dem unteren Befestigungs-
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in Parallelschaltung verwenden, wenn der Energiebedarf des Verbrauchers so gross ist, dass der kapazitive Ladestrom, den eine Kondensatorkette aufnimmt, nicht genügt.
In den Fig. 3-5 sind die Glieder der Kondensatorhängeketten für die gleiche Spannung bemessen, wie die Glieder der normalen Hängekettenisolatoren. Wenn ein Element der Kette durchschlägt, so ist damit keine Gefahr für den Betrieb der Hochspannungsleitung verbunden, da das durchschlagen Glied herausfällt und die Verbindung zwischen Hochspannungsleitung und Erde unterbricht, so dass kein Lichtbogen bestehen bleibt. Die Isolierflüssigkeit wird dabei nach unten herausfliessen. Die mechanische Beanspruchung der Kette ist ebenfalls die günstigste, weil infolge der leichten Beweglichkeit der Kette keine Biegungsbeanspruchungen auftreten.
Die Glieder können somit kleiner in den Abmessungen gehalten werden, als dies bei starren Stützkonstruktionen der Fall wäre.
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