Polerdungsdrosselspule zum Erdschlussschutz von Hochspannungsnetzen. Um Hochspannungsnetze gegen die Gefahr eines Erdschlusses zu schützen, verwendet man Drosselspulen, welche entweder zwischen Netznullpunkt und Erde, oder zwischen Netz leiter (Netzpole) und Erde geschaltet sind.
Die Bemessung der Drosselspulen wird dabei in bekannter Weise so gewählt, dass der die Drosselspule im Erdschlussfalle durchfliessende induktive Strom annähernd gleich dem kapa- zitiven Erdschlussstrom des Netzes ist, weil dann durch die Fehlerstelle nur ein relativ kleiner Erdschlussreststrom mit überwiegender Wirkkomponente fliesst, so dass sich ein stehen der oder intermittierender Erdschlusslichtbogen nicht ausbilden kann.
Während nun die maxi male Beanspruchung der Nullpunktdrosselspule im Erdschlussfalle dem Produkt Phasenspan nung X Erdschlussstrom entspricht, müssen Polerdungsspulen derart dimensioniert werden, dass sie die Spannung der gesunden Netz leiter gegen Erde aushalten und gleichzeitig Ströme führen, deren geometrische Summe dem Erdschlussstrom gleich ist. Beim Drei phasennetz ist demnach jede der drei Pol= erdungsspulen für eine Kilovolt-A.mperezahl zu bemessen, welche dem Produkt
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entspricht.
Jede der Polerdungsspulen ist dem nach so gross, wie eine für das gleiche Netz erforderliche Nullpunktdrosselspule. Da drei solche Spulen erforderlich sind, ist der Ge samtaufwand somit dreimal so gross als bei der induktiven Nullpunkterdung.
Zu wesentlich kleinerem Aufwand gelangt man, wenn man die drei Polerdungsspulen induktiv verkettet, indem man sie auf den drei Schenkeln eines Dreiphasentransformator- kernes anordnet und diesem Transformatorkern noch einen vierten unbewickelten Schenkel als Rückschluss für das durch den Erdschluss- strom erzeugte Feld gibt, welches in den drei bewickelten Schenkeln in bezug auf den vierten Schenkel gleichgerichtet ist.
In folge dieser induktiven Verkettung der drei Polerdungsspulen verteilt sich der Erdschluss- strom zu gleichen Teilen auf die einzelnen Spulen,<B>Lind</B> es ergibt sich somit ein Ma- terialaufwand entsprechend dem dreifachen des Produktes
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Der Gesamtaufwand ist somit nur
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mal so gross, als der für eine für das gleiche Netz erforderliche Nullpunktdrosselspule. Es kommt nun allerdings auch der Aufwand für den vierter) unbewiekelten Kern hinzu, wel cher bedingt, dass das Eisengestell der Drosselspule kein normales ist, sondern mehr Platz und Material erfordert.
Auch die Joche müssen verstärkt werden, weil das durch den Erdschlussstrom erzeugte Feld sich über die Joche schliesst.
Dieser Mehraufwand an Material, welcher nur für das Erdschlussstronzfeld, nicht aber für das Drosselspulenfeld im Normalbetrieb des Netzes erforderlich ist, lässt sich auf ein Minimum reduzieren, wenn man erfindungs gemäss an Stelle einer Mehrphasendrossel- spule mit viertem Kern zwei in Reihe oder parallel geschaltete dreischenklige Drossel spulen mit gemeinsamen Jochen verwendet.
Es ist somit Gegenstand der Erfindung eine Polerdungsdrosselspule zum Erdsehlussschutz von Dreiphasen-Hochspannungsnetzen, bei welchen jeder Netzpol über eine Induktivität geerdet ist, wobei die einzelnen Induktivi- täten miteinander magnetisch verkettet und so bemessen sind, dass sie in ihrer Gesamt heit im Erdschlussfalle einen dem Erdsehluss- stroni nahezu gleichen Strom führen, der sieh auf die Induktivitäten gleichmässig verteilt.
Erfindunzs2einäss sollen nun die verketteten lnduktivitäten aus zwei in Reihe beziehungs weise parallel geschalteten dreischenkligen Drosselspulen mit gemeinsamen Jochen be stehen, deren Wicklungen derart miteinander verbunden sind, dass für das Erdschlussfeld ein beiden Drosselspulen gemeinsamer, sieh über die gemeinsamen Joche schliessender, magnetischer Kreis gebildet wird, in welchem sich die Erdschluss-Amperewindungen der bei den Drosselspulen addieren, und bei welchen je nach der Schaltung der Spulen (Reihen bezw.ParalleIschaltung)
eine Erdung des bezw. der Wicklungsnullpunkte besteht. Der Ver lauf des durch den Erdschlussstrom erzeugten Feldes erfolgt durch die drei Schenkel der einer) Drosselspule parallel, dann durch das eine gemeinsame Joch, darin durch die drei Schenkel der andern Drosselspule parallel und schliesslich durch das andere gemeinsame Joch. Das aufgewendete Eisenmaterial ent spricht, abgesehen von den notwendigerweise etwas verstärkten Jochen, nur dem für das Feld bei Normalbetrieb ohnehin erforderlichen Wert und es ist möglich, zwei Normaltypen von Drosselspulen zu verwenden.
Die Erfindung sei anhand der Ausfüh rungsbeispiele gemäss der Zeichnung näher erläutert.
In Fig. 1 bedeutet na ein Dreiphasennetz, an welches die Dreiphasendrosselspulen dundd' angeschlossen sind. Die Spule d besitzt die Eisenkerne 1, 2 und 3 und die Joche j, und j2, die Spule d' die Eisenkerne 4,
5 und 6 und die Joche ji' und j2'. Man kann aber die Jochstücke ji und ji' bezw. j2 und J..' als je ein gemeinsames Jochstiieh auffassen, welches zur Justierung des magnetischen Widerstandes mit einem Luftspalt st (bezw. s2) versehen ist.
Die Kerne 1, 2 und 3 tragen die Spulen a, b Lind c, die Kerne 4, 5 und 6 die Spulen c', <I>b'</I> und a'. In dein Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die Spulen a, mit<I>a', b</I> mit<I>b'</I> und c mit c' hintereinandergeschaltet, erst sprechend dein Seheina der Fig. 211. Der Wicklungsnullpunkt 0 für die hintereinander geschalteten Drosselspulen ist mit Erde (e) verbunden.
Im Normalbetrieb des Netzes bildet sich in jeder der beiden Drosselspulen ein in sich geschlossenes Dreiphasenfeld aus und es findet (abgesehen von einem geringen Streufeld) kein Kraftlinienübertritt von einer Drosselspule in die andere statt.
Inn Erdschlussfalle aber durchfliesst der Erdschlussstrorn mit je einem Drittel seines Wertes jede der Reihen a a', <I>b b', c c',</I> und während im dargestellten Falle der Richtungssinn der Erdschlussamperewin- dungen in der Spule d von oben nach untern zeigt, zeigt er in der Spule d' von unten nach oben.
Das Erdschlussfeld durchsetzt somit die Schenkel 1, 2 und 3 parallel, tritt dann in das Joch j2 ein, geht durch den Luftspalt s2 nach j.2', durchsetzt dann die Schenkel 4; 5 und 6 parallel und schliesst sich durch das Joch ji', den Luftspalt si und das Joch j l. Der Materialaufwand für jede der beiden Drosselspulen entspricht dann dem Wert
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Beide zusammen erfordern somit das gleiche Material, wie eine einzige, zum gleichen Zweck verwendete Mehrphasendrosselspule, aber ohne den dort erforderlichen vierten Eisenschenkel.
An Stelle der Reihenschaltung der Wicklungen beider Drosselspulen kann auch gemäss Fig.2b eine Parallelschaltung treten, wenn nur der Richtungssinn der Erdschlussamperewindungen in beiden Spulen ein solcher ist, dass sich das Erdschlussfeld in der beschriebenen Weise aus bilden kann.
Die Bedeutung der Buchstaben in den Fig.211 und 2b ist die gleiche wie in Fig. 1. Nur ergeben sich in Fig. 2b zwei Wicklungs nullpunkte 0 und 0', die miteinander und mit Erde verbunden sind. Jede der parallel ge schalteten Spulen<I>a, b, c,</I> a'<I>, b',</I> c' wird im Erd- schlussfalle mit einer Spannung beansprucht, welche dem Wert V-3. Phasenspannung ent spricht.
Die Strombeanspruchung ist aber dafür nur halb so gross wie bei der Reihen schaltung der Spulen, da auf jede Spule nur der sechste Teil des Erdschlussstromes ent fällt. Der Materialaufwand ist hiernach der gleiche bei Reihen- wie bei Parallelschaltung beider Drosselspulen.