Die Entkopplung der Leitungsgleichungen in mehrphasigen Netzen und Anwendung auf das Problem des Abstandskurzschlusses

Übersicht

Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit dem Abstandskurzschluß auf einer mehrphasigen Leitung mit Berücksichtigung der Erde. Für Leitung und Erde wird eine vollständig symmetrische Anordnung gewählt. Die Annahme ist nicht zu willkürlich, weil in Wirklichkeit die Abweichung von der symmetrischen Anordnung nur gering ist. Auch die Berechnungsweise mit symmetrischen Komponenten setzt Symmetrien voraus, die in Wirklichkeit nicht existieren. Man gewinnt damit eine mathematisch einfache Theorie, die allerdings etwas weiter trägt als die Theorie der symmetrischen Komponenten.

Die Vorstellung von der Leitung muß dementsprechend etwas vereinfacht werden, um sicher zu sein, daß darin nicht verborgene Widersprüche stecken. So wird beispielsweise die Erde nicht als idealer Leiter vorausgesetzt, dessen Gegeninduktivität mit den Leitern nur schwer berechnet werden kann. Man macht bewußt eine Näherung, indem man die Erde als kreiszylinderischen Leiter parallel zu den drei Phasenleitern voraussetzt. Der Radius des die Erde repräsentierenden Leiters kann von den Radien der Phasenleiter beliebig abweichen. Damit kann man (wenn auch nur in einer groben Näherung) eindeutig eine Selbst- und Gegeninduktivität der “Erde” zu den Phasenleitern definieren und auch die Kapazitäten sind exakt definiert.

Bekanntlich sind die Leitungsgleichungen nicht streng richtig; die Theorie müßte, um wirklich befriedigend zu sein, unmittelbar aus denMaxwellschen Gleichungen entwickelt werden, was jedoch noch nicht gelungen ist. Der Unterschied zwischen der Leitungstheorie (“Telegraphengleichung”) und derMaxwellschen Theorie besteht darin, daß die Leitungstheorie die Stromverdrängung vernachlässigt. Diese Tatache wirkt sich in falschen Dämpfungskoeffizienten aus.

Für die Berechnungen werden die Leitungsgleichungen als bekannt vorausgesetzt und nicht hergeleitet [I] Gl. (27.19, 27.20) Die vorliegenden Betrachtungen sind auch auf Abstandskurzschlüsse in Kabelnetzen anwendbar, wenn man den zentralen Leiter, die “Erde”, mit dem Kabelmantel identifiziert.

Soweit die Matrizenrechnung verwendet wird, werden keine Herleitungen gegeben. Man findet dieselbe in [2].