Teknisk Tidskrift / 1931. Elektroteknik / 127 (1871-1962) Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
	Project Runeberg | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |

Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - Häfte 7. Juli 1931 - R. Lundholm: Kondensatorn som amplitudskydd vid högre driftspänningar jämförd med moderna amerikanska överspänningsskydd

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>

Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has been proofread at least once. (diff) (history)
Denna sida har korrekturlästs minst en gång. (skillnad) (historik)

(z = linjens vågmotstånd). Vid kondensatoravledare
däremot spelar varaktigheten och även formen på
överspänningen en avgörande roll. Mycket korta
vågor slukas av kondensatorn utan att någon
nämnvärd överspänning uppstår, även om amplituden på
den inkommande vågen är mycket stor, ty den
elektricitetsmängd, som finnes i vågen, räcker då ej till
att nämnvärt uppladda kondensatorn. Ju längre vågen
är, i dess mindre grad nedsattes överspänningen.

Å kurvbladet fig. 5 visas i vilken grad en
inkommande överspänningsvåg nedsattes av en
kondensator vid olika kapacitet på denna. De heldragna
kurvorna gälla för en rektangulär våg och de
prickade för en triangulär våg. På abskissan är
avsatt förhållandet mellan kondensatorns kapacitet och
kapaciteten hos en linjesträcka med samma längd
som vågen. Av kurvbladet framgår, att en triangulär
våg såsom naturligt är dämpas betydligt mera än en
rektangulär våg med samma längd. Den senare
innehåller ju dubbelt så stor elektricitetsmängd. I ett
särskilt appendix angivas de beräkningar, på vilka
kurvbladet grundar sig.

Hur skall man nu i ett visst fall dimensionera ett
överspänningsskydd enligt motstånds- eller
kondensatortypen? För att visa detta skall jag i korthet
redogöra för de beräkningar häröver, som jag gjort
för vattenfallsstyrelsens 77 kV nät, och börjar då
med kondensatorskyddet. Jag har då utgått ifrån
det antagandet, att alla de ovan omnämnda på
Pennsylvanianätet uppmätta överspänningarna hade
uppstått vid en ändstation i 77 kV nätet. Det
berättigade i ett sådant antagande kan naturligtvis
ifrågasättas. Man kan invända, att Pennsylvanianätet
ligger i en trakt på jorden, där åskan är mycket
vanligare och de enskilda blixturladdningarna möjligen
även kraftigare än hos oss, samt att överspänningarna
uppmätts på ett nät med mycket högre isolering
(220 kV) och där alltså högre överspänningar kunna
uppstå utan att nedsättas genom linjeöverslag än i
vårt nät. Å andra sidan hade 220 kV nätet jordlina
(vilket nedsätter överspänningarnas amplitud) och i
77 kV nätet förekommer mycket trästolplinjer, där
trästolparna utgöra en mycket god isolation till jord.
Förutsättningen torde därför ej vara alltför felaktig,
men troligt är att den ligger något på säkra sidan.

I 77 kV nätet i fråga äro stationernas
stödisolatorer den elektriskt svagaste anläggningsdelen. De
slå över vid ett spetsvärde på spänningen av 300 kV
eller något däröver (i det följande räknas alltid med
spänningarnas spetsvärde och ej med
effektivvärdena). För att lägga beräkningarna på säkra sidan
antages att överspänningsskyddet skall begränsa
överspänningen vid en station till 10 % lägre värde
eller 270 kV spetsvärde. Vi antaga nu, att en
överspänningsvåg inkommer till en vid ändan av en linje
belägen station och att överspänningen överlagrar
sig på den normala fasspänningen med samma tecken.
Om intet överspänningsskydd finnes vid stationen,
blir spänningen till jord efter reflexionen
fasspänningen + 2 ggr vågens amplitud. Då denna
spänning blott får uppgå till 270 kV, så räknas alltså
såsom farliga alla spänningsvågor med en front större än

77 X sqrt(2)
270 - ––––––
270 - fasspänningen sqrt(3)
–––––––––- = –––––––––– = 103,5 kV
2 2

Fig. 6. Skyddsområde för atmosfäriska överspänningar hos kondensatorer av olika kapacitet i en 70-kV ändstation.

Ett kondensatorskydd skall alltså nedsätta en
inkommande överspänningsvåg till 2 ggr denna spänning,
207 kV spetsvärde. I fig. 6 är uppritat ett diagram,
där ordinatan anger högsta spänningen i kV på en
inkommande triangulär överspänning och abskissan
anger varaktigheten i mikrosekunder. Är linjeänden
oskyddad, så äro alla vågor under den heldragna
horisontella linjen (103,5 kV) ofarliga. Om i
linjeändan placeras en kondensator på 0,1 mikrofarad/fas,
så bli alla inkommande vågor, som ligga under den
prickade linjen i diagrammet oskadliggjorda, dvs.
de nedsättas till ett värde under 207 kV. Området
mellan kurvan och den horisontella heldragna linjen
kunna vi kalla kondensatorns skyddsområde. Väljes
åter kondensatorstorleken på 0,15 mikrofarad/fas, bli
alla vågor under den prickstreckade linjen
oskadliggjorda. Den heldragna kurvan gäller för 0,05
mikrofarad. I samma diagram har utprickats de å
Pennsylvanianätet (se ovan) uppmätta
överspänningsvågorna över 103,5 kV före fördubblingen. Av
diagrammet framgår, att om dessa överspänningar hade
uppstått på 77 kV nätet, så skulle 25 st. = 55 % av
hela antalet, som var 45 st., varit farliga för en
oskyddad ändstation. Vore stationen skyddad med
ett batteri på 0,05 mikrofarad/fas, så skulle 7 à 8 st.
överspänningar fortfarande ligga utanför
skyddsområdet och alltså få räknas såsom farliga. Vid 0,15
mikrofarad skulle högst 3 st. (de med l, 2 och 3
numrerade, vilkas varaktighet ej är exakt känd)
vara farliga. En kapacitet på 0,05 mikrofarad per
fas är alltså för liten, 0,1 mikrofarad per fas är i
knappaste laget, medan 0,15 mikrofarad per fas
räcker utom i exceptionella fall. (Beträffande
beräkningen av diagrammet fig. 6 hänvisas till
appendix.)

Resultatet av vår undersökning blir alltså, att en
kondensator på 0,15 mikrofarad per fas bör utgöra
ett tillräckligt gott överspänningsskydd för en
vattenfallsstyrelsens 77 kV ändstation. Denna kapacitet
motsvarar ett batteri på 280 kVAr vid 77 kV
driftspänning.

Vi skola nu göra en motsvarande beräkning för
ett överspänningsskydd av motståndstypen. För att
göra jämförelsen med en 0.15 mikrofarads
kondensator fullt rättvis antaga vi, att motståndsavledaren
får klicka för högst tre av överspänningarna i fig. 6.
Högsta värdet på någon av de återstående
överspänningarna är 370 kV (före reflexionen vid
linjeänden). Enligt resonemanget ovan skall nu

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>