DE529831C - Verfahren, um die Lage eines Erdschlusses einer elektrischen Freileitung zwischen zwei Stationen zu bestimmen - Google Patents

Description

• Verfahren, um die Lage eines Erdschlusses einer elektrischen Freileitung zwischen zwei Stationen zu bestimmen Es ist bekannt, daß man durch eine Widerstandsmessung die Entfernung eines Erdschlusses einer Leitung mit gewisser Annäherung bestimmen kann. Die Widerstandsmessung hat jedoch den Nachteil, daß der Ubergangswiderstand an der Erdschlußstelle, der recht erhebliche Werte annehmen kann, die im einzelnen Falle gar nicht bekannt sind, in die Messung mit eingeht und das Ergebnis recht unsicher macht.
• Gemäß der Erfindung wird die Lage eines Erdschlusses einer zwischen zwei Stationen verlaufenden Freileitung dadurch wesentlich genauer bestimmt, daß mit Hilfe einer gesunden, zu der kranken Leitung parallel laufenden Leitung, welche an ihrem einen Ende direkt und an ihrem anderen Ende über einen von Wechselstrom durchflossenen Widerstand geerdet wird, eine Brückenschaltung gebildet und die Erregung eines zwischen dem kranken Leiter und einem veränderlichen Abgreifpunkt an dem Widerstand angeschlossenen Meßinstrumentes zum Verschwinden gebracht wird. Der Erfindung liegt die Tatsache zugrunde, daß der Widerstand, welchen ein durch die Erde fließender Wechselstrom im Erdreich findet, außer der Frequenz des Wechselstromes der Länge des Weges direkt proportional ist. Bei Verwendung einer bestimmten Frequenz läßt sich also an der Einstellung des Abgreifpunktes an dem von Wechselstrom durchflossenen Widerstand angeben, in welchem Abstand von den beiden Stationen die Erdschlußstelle liegt. Die Brückenschaltung ergibt das Verhältnis der Widerstände des Erdreiches von der einen Station bis zur Er dschlußstelle zu dem Widerstand des Erdreiches von der Erdschlußstelle bis zur anderen Station plus dem Widerstand des gesunden Leiters; es bildet in dieser Brückenschaltung der Erdschluß und der eine Teil des kranken Leiters die eine Diagonale, in die das Nullinstrument gelegt wird. An die Endpunkte des eingeschalteten Ohmschen Widerstandes wird eine Wechselstromquelle gelegt, vorzugsweise mit netzfremder Frequenz, damit benachbarte, noch unter Strom stehende Leitungen das Meßergebnis nicht fälschen können. Da die Leitungen nicht allein Ohmschen, sondern auch induktiven Widerstand besitzen, und da der Diagonalzweig nur spannungslos werden kann, wenn Ohmscher und induktiver Widerstand im ganzen Brückenzweig dasselbe Verhältnis haben, so scheint es, als ob eine Abgleichung der Wheatstoneschen Brücke im allgemeinen gar nicht möglich wäre. Nun hat sich aber gezeigt, daß dieses Verhältnis in -der Erdrückleitung und in der Freileitung bei einer bestimmten Periodenzahl tatsächlich so weitgehend übereinstimmt, daß die Abgleichung der Wheatstoneschen Brücke mit genügender Genauigkeit möglich ist. Wo größere Abweichungen- sich- zeigen, können dieselben durch Einschaltung einer durch Versuchsraessungen bestimmten konstanten Impedanz beseitigt werden. Es ist auf diese Weise möglich, ein Meßgerät für die Entfernung eines Erdschlusses zu bauen, bei dem der Uhrasche Widerstand, der den einen Zweig der Brücke bildet, in Entfernungen geeicht ist, so daß nach Abgleichung der Brücke die Entfernung des Erdschlusses unmittelbar abgelesen werden kann.
• Ein Ausführungsbeispiel für' eine Schaltung zur Durchführung des Verfahrens ist in der Zeichnung dargestellt.
• R, S, T sind die drei Leiter einer Drehstromleitung, deren Leiter R bei E einen Er dschluß hat. Es sei angenommen, daß dieser Erdschluß dazu geführt hat, daß die drei Leiter von Hand oder selbsttätig in den beiden Unterstationen Ul und U2 vom übrigen Netz abgetrennt worden sind. Es handelt sich für den Beamten in der Unterstation U1 nunmehr darum, die Lage des Erdschlusses E festzustellen. Die kranke Phase R ist ihm bekannt. Die Unterstation U2 erhält von ihm den Auftrag, einen gesunden Leiter, beispielsweise S, durch eine Verbindungsleitung V zu erden. Er selbst legt.zwischen denselben gesunden Leiter S und die Erde einen Ohmschen Widerstand W. Auf diesem gleitet ein einstellbarer Kontakt K, . der mit dem kranken Leiter R über ein wattmetrisches Meßgerät M verbunden ist. Die zweite Spule dieses Meßgerätes liegt an den Klemmen einer Wechselstromquelle G, die an die Enden des Ohmschen Widerstandes W angelegt ist. Die Verwendung einer besonderen Wechselstromquelle und des wattmetrischen Gerätes 111 hat einmal den Vorteil, daß die Messung nicht durch andere Stromquellen beeinflußt werden kann. Außerdem wirkt nur die Wattkomponente darauf ein, so daß die wattlosen Komponenten, die durch die Kapazität der Leiter hervorgerufen werden, weniger stören. Insbesondere empfiehlt sich für die Wechselstromquelle G die Wahl einer netzfremden Frequenz, so daß auch parallel laufende, noch unter Spannung stehende Leitungen des Netzes keinen störenden Einfluß ausüben können. Bei dieser Schaltung bildet der gesunde Leiter S die Verbindungsleitung V und die Erdrückleitung von U2 nach U1 den einen Zweig einer Wheatstoneschen Brücke, der Ohmsche Widerständ W den anderen Zweig. An der einen Diagonale liegt die Wechselstromquelle G, die andere Diagonale wird durch den Erdschluß E, den einen Teil der Leitung R und das Meßinstrument M gebildet. Der Schiebekontakt K wird so eingestellt, daß das Meßgerät M stromlos wird. Aus der Einstellung des Kontaktes K ergibt sich dann das Verhältnis des Widerstandes der Erdrückleitung zwischen U1 und dem Erdschluß E zu dem Widerstand der Erdrückleitung zwischen U2 und dem Erdschluß E plus dem Widerstand des gesunden Leiters S. Der Gesamtwiderstand der Erdrückleitung zwischen U1 und U2 sowie der Widerstand des gesunden Leiters S sind aber bekannt. Infolgedessen ergibt der Teilwiderstand die Entfernung des Erdschlusses. Die Abgleichung der Wheatstoneschen Brücke gelingt stets dann, wenn die Impedanz der Erdrückleitung und die Impedanz des gesunden Leiters S den gleichen Phasenverschieb.ungswinkel haben oder, mit anderen Worten, wenn das Verhältnis der Ohmschen Komponente zur induktiven Komponente bei beiden das gleiche ist. Der besondere Wert der Erfindung liegt in dem glücklichen Umstande, daß diese Bedingung in der Tat bis zu einem gewissen Grade. erfüllt ist, wie die Erfahrung gezeigt hat. Noch bestehende Unterschiede können durchEinschaltung von Hilfsimpedanzen Hl, H2 beseitigt oder wenigstens weitgehend gemildert werden. Ihre Größe wird durch Probiereis ein für allemal festgestellt. Sie helfen auch die durch gegenseitige Selbstinduktion in den Freileitungen bei der Messung etwa erzeugten Spannungen auszugleichen.
• Merkwürdigerweise ist der Ohmsche Widerstand einer Erdleitung für Wechselstrom der Frequenz annähernd proportional. Man kann also auch durch Wahl einer bestimmten Meßfrequenz die günstigsten Bedingungen für eine genügend genaue Messung schaffen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren, um die Lage eines Erdschlusses einer elektrischen Freileitung zwischen zwei Stationen zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines gesunden Leiters zwischen den Stationen, zwischen denen auch der mit Erdschluß behaftete Leiter verläuft, durch Erdung des gesunden Leiters in beiden Stationen, wobei die Erdung in der entfernten Station direkt und in: der anderen Station über einen Widerstand erfolgt, eine Brückenschaltung gebildet wird, deren einer Ast in der gesunden Leitung und der Erdrückleitung besteht, während der andere Brückenast durch den zwischen den gesunden Leiter und Erde geschalteten Widerstand gebildet wird und wobei die erdschlußbehaftete Leitung die Diagonalverbindung der Brücke darstellt und mit einem zur Abgleichung der Brücke auf den Widerstand verstellbaren Kontakt verbunden ist, und daß zur Speisung der Brückenschaltung eine Hilfsspannung solcher Frequenz benutzt wird, daß der Widerstand der Erdrückleitung dem Widerstand der Freileitung ähnlich ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch. r, dadurch gekennzeichnet, daß in den einen Zweig der Wheatstoneschen Brücke eine Impedanz eingeschaltet wird, zum Zwecke, Abweichungen im Verhältnis zwischen der Ohmschen und induktiven Komponente der Induktanzen der Leitungen einerseits und der Erde andererseits ausgleichen zu können.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch z, gekennzeichnet durch ein wattmetrisches Meßgerät als Nullinstrument, dessen eine Spule an die Wechselstromquelle gelegt werden kann, dessen andere Spule zwischen den kranken Leiter und den Ohmschen Widerstand eingeschaltet ist.